Устройство для диэлектрофоретического разделения дисперсных сред

п 117442 85 ОПИСАНИЕ Союз Советских Социалистических Республик) 1, Кл.- 6 01 М 1502 с присоединением заявки ЛеПриоритет Государственный комит(4 о) Дата опубликования описания 30,06.80(72) Авторы изобретен В. М. Фомченков И. Мирошник Заявитель ститут биологической физики АН ССС СТРОЙСТВО ДЛЯ ДИЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ 2 шую электричеастицы потоком я через вторую не обеспечивает зделенця слабо- частности, сусстения являетсядиэлектрофоре гается тех дрическим ый распо ия коакс д. пер ем аццому и перемсннок элект т, что излучожец альцоенногоо чаго на- родамстройство в одного патрразделен свого элект цой трубк и 7, цили вука 8 с ны штуцер ся по осц я 2, рода5, ндри- фланы 10. камеИзооретение относится к технике разделения дисперсных частиц, отличающихся по электрическим характеристикам или размерам, в частности, биологических объектов, п может быть использовано в микробиологи ческой и химической промышленности, а также в научных исследованиях.Известны устройства для диэлектрофоретического разделения частиц, содержащие цилиндрическую камеру разделения, систс му электродов, одним из которых служит цилиндрический корпус камеры, а вторым - металлическая проволока, проходящая по оси камеры; входной и коллекториыс патрубки 11. 15К этому типу относится и наиболсс олизкос к предлагаемому устройство для диэлектрофоретического разделения клсток 2, содержащее цилиндрическую камеру разделения с внешним и осевым электрода ми, подключенными к источнику переменного напряжения, входным и выходным патрубкам,Разделяемая смесь вводится в камеру разделения через входной патрубок и дви жется ламицарцым потоком через систему электродов, создающих ортогональное потоку неоднородное электрическое поле. Под действием поля в области центрального электрода скапливаются частицы, имеющие ЗО больший размер пли больскую иоляризуемость. Зти чнесущей жидкости выводятсколлскторную трубку.Однако это устройствовысокой эффективности раполяризу 1 ощися частиц, Впендировацных клеток.Целью настоящсго изобрувеличение эффективноститического разделения частиПоставленная цель достиустройство снабжено цилцнчателем ультразвука, которснаружи камеры разделенсй и подключен к источцинапряжения, синхронизировстотс и фазе с источникомпряжсция, подключеннымразделительной камеры.Иа чертеже изображеноразрезе.Устройство сосгоит из вх1, цилиндрической камерывцсшисго электрода 3 и ос4, центральной коллектордвух выходных патрубков 6ческого излучателя ультразцами 9, на которых укреплеОсевой электрод фиксирует)ры с помоцью пробки 11 и исрсгорочки 12, 13 кого 30 ы пол исиь ОтБсрсГП 51 1,5, ТО 1 щины с сион ци;П 1 д)и 1 сс(ой камср 1 р 13 Делси,5 - и латсриг, из 1 Готоро 0 Опа изГОто- ,5 ст 51, ВыОир 210105 тыкъ 1 и, чтобь мл 1 т 32- з 5)коЗы( БОиы ирохочии Срсз исе с м 1- иимальиыми иосрями, Гсохетрсеки рызм(р 11 и:лъ)ат(.,151 )и)ГрВл 1 са 8 ыбираО- я таки)1, тооы 13 мсстс р 2 иоложсия ка- МС)Ь 13030 УЖДВЛВСЬ СТОЯЧ 25 )"ЛЬТ 32 ЗВУКО Воли( колсоатсгИП 251 корос 1 ь которои иаир 1 лси ПО Вссмм сс 1 с ииО кам(рь 1 до 1 радиусы ио направлснио к осевому электроду или от пего. Таким образом, диаметр камеры не превышает длппу ультразвуковой волны. Электроды 14 и 15 ультразвукового излучателя 8 нодключсш к исгочнику 1 срсмсииОГО паир 51 жсии 51 16,элсктроды 3 и 4 камеры разделешя - к источнпку переменно) О иаир 5 И(сии 5 1, 12 тоь К 0,1 ебаний источников 16 и 17 выбирают равньми) а их фазы синхронизируют с помощью синхронизатора 18.Устройство работает следующим образом.Вводимая чсрсз патрубок 1 разделяемая смесь через отверстия 13 поступает в камер разделения, пройдя через которую, выо,чится чсрсз выходные иатруоки 6 и 7, При подключении элсктродо 3 и 4 к источнику Переменного электрического напряжения 17 в камере разделения ГСрси,чнкуг 5 рно потоку жидкости устанавливается нсо;- нородиос электрическое полс. Чс;.)сз впутрсниою полость излучателя 8, заключенную мсжд излучателем 8 и камерой 2, с Помощью штуцсров 10 осуществляется непрерывное протекание охлажда:ощсй жидкости, обеспечивающей тсрмостатированис устроСтва в целом и передачу ультразвуковой энергии к камере разделешя 2. 3 ектроды 14 и 15 ультразвукового излуатсгя подкгночаотея к источнику переменного электрического напряжения, час гота и фаза колсйаиий НОГОрогй синхронизированы с источником напэ 5 жсии 51 17, с ПОМОиьн) ипхронизатора 18. Таким ооразом, на протекающую через камеру раздслсшш суспеизшо действуют синфазные ультразпуковос и электрическое поле, частота ц наиравлснис которых совпадают. В результатс диспсрспые частицы поляризуются, во-пергых, электрическим полем, и, Бо-вторых, ультразвуковыл 1 полем, которые наводит на них дополнительный электрический дно,и,иы момент, обусловлсшый деформацией ихдвойного электрического слоя. Взаимодействие суммарного дипольного момента частицы с электрическим полем приводит к возникновению силы, направленной в область максимальной напряжснностГ поля - к осевому электроду 4, В результате к моменту Выход 2 из камсры В Обгасти цсит)алПОГО электрода собираются частицы, имеющие бо;пший электрический дипольный момент 44285Т, С. 11 ИО1(С ЕРУ 111)1 С11)ОГ(.С 5 Р - змемь( ю,ил;и.,-)ти часпиы 0;си рыют 51 Н(,ИТ) 2 ИИ(,( ьОРИО 1 . Р ) ЙКО ) ИЬ) - 130, я г) и;3 )тро": ь "(р(:3 п 1 т)Гбок ).С1Ь, 5) ), Г Ь ( 11 ОИ , С 3(. Р /)( а И) ) ЪГ 1; О.и) :УС 31.((" Ь. БЫ;:ТИспсз иы)л с)ок 7.2(.Гало)кли:с к:),)азГссни) ио оици,)ии 5 ри)ского из у Итсля 5 ть развукы , Б , и и 13(1 э (1) (1) (. к: и 0 с ) ь рз, Сл еи 51, ты ( нык ири эом оосспечи)астя иысдсиис и; Р 3,СЛ 5 СЛГЬХ 2)СТЦХ;)Г)ИОИИТ(,ИИОГО эск ричсско о дииолшк) о моменты,О, Б сою очередь, увел:чиваст действующую па Гшх со стороны электрического поля силу, иод действием которой и достигается разделение част:ц. То, )то дижстр камеры раздели,я Выбирают рыным (Гли несколько меньшим) длине ультразвуковой Волны, обссисчиыст нахож с;ис всех разделяемы., 2частиц в фазе стоячей ультразвуковой в олиы, соответсп)ующей согласованной поляризации частиц ультразвуковыми и э,сктрпчсскими полями.2);)с.о)местно( прим(пенис электрической иультразвуковой поляризаци 1 частиц опсрыьаст новыс возможности ири их разделении.В случае гетерогенных суспензий ультразВу 1(овая пол 5 ризэ:15 разлицых комиО- нсит может различаться иоелнчиис, что коиси 10 м иОГс ири 30;И 1 т к .)учпелу разделению частиц. При раз;слснии клеточных с 5 спсизпй жслатс,1 ьио 1.сио,и 3013 ть В(3 ди 5 н) З среду с достаточно оольшой ионной силой,тык как ири этом для них создаются наиболее благоприятные условия. В то жс время, при использова шп только электрического поля увеличение иошой силы приво дит к росту разогревания жидкости токомроводимости и тепловой конвскции, нарушающей разделение. В случае ультразвуковой поляризации частиц, ноннуо силу сред ы м 0 ж и 0 м 13 (.л и ч и т ь, и э и Од и О 3 р с.1 с и и 0 ы сии 5 ксии И 2 пр 5 ж(иности э 1 сктричсско 0 ио:51 те, тобь разо р(.1 анис 5 сидкости 13 нем ие ирсвьииЛо;оиустГлуО величину.5)ЛИРазУКО 25 Ио;15 РИ;321 ИЯ 21 И: ПРИ этом ири.)едет к тому, что частицы будут имс гь электрический диполный момент,достаточный для их разделения в элсктричес:(ом нс)ле меньшей величины. В итоге 5 л)чи)Отс)Г услОВи 51, пи еоорых Осу 1 цсстБлястся раздслсшс клеток и, следов,сль но, уменьшается 31:5 иис устройства иа ихжизнесиоооноспФормула изобретенияУстройство для диэлектрофоретическогоразделеия дисперсных частиц, содержащее цилиндрическую камеру разделения с внешним и осевым электродами, подклю 65 ченным к цсточнику переменного напряжсляда Заказ 774/13 НПО Попс Изд,318 Тираж 1033 Подписноесударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5 ипография, пр, Сапунова,ния, входной и выходные патрубки, отл ич а ю 1 ц е е с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения, оно снабжено цилиндрическим излучателем ультразвука, установленным снаружи камеры разделения коаксиальпо ей и подключенным к источнику переменного напряжения, синхронизированному по частоте и фазе с источником переменного напряжения, подключенным к электродам разделительной камеры. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе5 1. Патент СШЛ, кл. 204 - 299,3423306,1969,2. В. Д. Мазон, Р. М. Тоюпз 1 еу Сапайап,1 оцгпа 1 о 1 М 1 сгоЫо 1 орс, чо 1, 17, р. 879,1971.