Концентратор суспензий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИ Е ИЗОБРЕТЕ%20аучно-исследо ватологиии А,А.Аверьянов льский бора- .447,и П.М. ТехниМ.; Химия, 19 орозь ки во ССР В идетельство3/26, 1976.23-259,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(71) Всесоюзный нинститут фитапат(56) Воскресенскиторных работ,рис.377,Лебедько Н.ВМягкий ДС.ИПанченко Л,И. Фильтр дляды.Авторское св521906, В 01 О 2Патент США ММ 3512940, 1968,Заявка ФРГ М 3619651,кл, В 01 О 21/24, 1989,Изобретение относится к устройствам, предназначенным для разделения и очистки биологических суспензий; а именно к лабораторнымфильтрам и фильтродержателям, и может быть применено к суспензиям бактерий, спор, протопластов, клеточных органелл, форменных .элементов крови или культур клеток,При изучении укаэанных биологических объектов часто бывает необходимо промыть и сконцентрировать частицы ауспензии. Применение для этой цели центрифугирования малопроизводительно и может травмировать объект за счет ускорения, уплотнения частиц в осадок и последующего диспергирования осадка, Этих недостатков лишена фильтрация, однако, если она происходит в нисходящем токе жидкости, то малопригодна для суспензий высокой кон. центрации, поскольку фильтр быстро забивается осадком. Более эффективна ЫЛ 1736558 А 1(54) КОНЦЕНТРАТОР СУСПЕНЗИЙ (57) Использование: промывка и концентрирование биологических суспензий, Сущность изобретения; концентратор содержит сосуд для суспензии, на поверхности которой плавает соединенный с насосом фильтродержатель, Фильтродержатель выполнен в виде стакана с перфорированным дном и снабжен укрепленным снаружи у дна мембравным фильтром. 3 ил. фильтрация в восходящем токе, когдафильтр находится не на дне, а в верхнейчасти сосуда, и жидкость отбирает насосом,При этом фильтр меньше. забивается осадком, так как последний в основном скапливается на дне сосуда, Для удаления осадкас фильтра может быть использовано кратковременное переключение насоса на обратное направление потока.Известен концентратор для Фильтрациив восходящем токе, имеющий Фильтровальную трубку, в расширенную часть которойпомещают бумажную или мацерированнуюбумажную массу, которая служит фильтрующим слоем. Трубку присоединяют к вакуумнасосу и опускают в сосуд, где находитсяраствор с осадком, подлежащий отфильтровыванию,Данный аналог может применяться дляполучения фильтрата, но не пригоден дляконцентрирования суспензий. Применен 17365585 10 15 20 25 30 40 45 50 ный фильтр задерживает частицы в своейтолще, что делает их практически недоступными и не позволяет без больших потерьвернуть в суспензию путем обращения потока. Установка нижнего конца фильтрующей трубки на дне сосуда, т,е, в наиболееконцентрированном слое, почти не даетпреимуществ перед обычной фильтрацией.Наиболее эффективна установка фильтра уповерхности, в самом разряженном слое, нотогда трубку необходимо постоянно перемещать вслед за меняющимся уровнем жидкости,Известен также фильтр для очистки воды от взвешенных частиц, представляющийсобой вертикальную трубку, в средней частирасширенную и наполненную дренажем(песок или тл.), который служит фильтрующим материалом.Данный анализ, как и предыдущий, непригоден для концентрирования и сбора частиц,Известен концентратор, в которомфильтродержатель действует как поршень,пом:ьценный в вертикальный цилиндрическии сосуд с суспензией, Между поршнем исосудом имеются уплотнительные прокладки, Поршень пустотелый, а его нижняя поверхность представляет собойнеотделимый пористый стеклянный фильтр.При опускании поршня жидкая фаза проходит сквозь фильтр, скапливается внутрипоршня и может быть удалена через открытую верхнюю часть последнего,В данном аналоге: применен стеклянный фильтр, т,е. глубинный, не позволяющий количественно собрать осадок; приработе с различными суспензиями необходимо иметь столько же фильтродержателей,так как стеклянный фильтр невозможно отмыть быстро; поршневая конструкция фильтродержателя требует герметичнойстыковки с сосудом для суспензии и поэто. му сложнее в изготовлении, особенно еслинеобходим набор фильтродержаталей; устройство малопригодно для биологическихсуспензий, поскольку частицы, попавшиепод уплотнитепьные кольца, могут механически повреждаться и выделять вещества,изменяющие свойства всей суспензии,Наиболее близким к предлагаемому является концентратор, представляющий собой конус из фильтрующего материала.Верхней широкой частью конус крепится кпоплавку, а нижней узкой - к патрубку, соединенному шлангом с насосом, Поплавокудерживает фильтр в верхнем, наиболееразряженном слое суспензии, но можетбыть подобран так, чтобы фильтр находилсяна заданной глубине,Для разделения биологических суспензий наиболее удобными и надежными являются мембранные фильтры, Изготовление фильтрующего конуса из такого материала требует существенного усложнения всей конструкции для герметичного закрепления мембранного фильтра, предотвращения его разрыва и быстрой замены. Изготовление. конуса из жестких пористых материалов(например, стекла) технически сложно; такие материалы требуют длительной промывки, что замедляет работу, если она ведется с несколькими суспензиями. Патрубок и присоединенный к нему шланг ограничивают возможное приближение конуса ко дну. Поэтому минимальный обьем, до которого может быть сконцентрирована суспензия, относительно. велик, На поверхности шланга и патрубка оседают частицы, которые теряются, когда фильтродержатель извлекают из сконцентрированной суспензии,Целью изобретения является создание простого по конструкции устройства, позволяющего в лабораторных условиях без потери и травмирования частиц промывать и концентрировать до меньшего (чем в прототипе) обьема биологические суспензии методом фильтрации в восходящем токе с применением мембранных фильтров и позволяющего быстро заменять фильтры и промывать все устройство,На фиг.1-3 приведена схема устройства.В состав концентратора входят фильт 35 родержатель 1, перистальтический насос 2 и сосуд для суспензии 3, Пластмассовый корпус 4 фильтродержателя имеет вид стакана и состоит из дна 5 и боковой стенки 6. По внешней поверхности дна нанесены борозды (не показаны), в которых проделаны многочисленные сквозные отверстия. К дну снаружи прилегает мембранный или бумажный фильтр 7, края которого прижаты к стенке б обжимным кольцом 8. Внутрь корпуса, у его дна, плотно вставлена воронка 9, на носик которой надета гибкая трубка 1 О. Устройство работает следующим образом. Фильтр 7 прикладывают к дну 5 корпуса 6 и плотно фиксируют обжимным кольцом 8, Трубку 10 присоединяют к насосу 1, Суспензию, которую нужно промыть и сконцентрировать, наливают в цилиндрический сосуд 3, в который опускают фильтродержатель, Поскольку большая часть внутреннего объема корпуса 6 заполнена воздухом, фильтродержатель плавает в воде и лишь незначительно погружен. Включают насос 1 и выкачивают жидкую фазу из суспензии, Дно 5 предохраняет фильтр 7 от прогибания1736558 внутрь, а борозды увеличивают эффективную фильтрующую площадь. Для удаленияспор, скапливающихся на фильтре 7, насоспериодически на 1 - 2 с переключают на нагнетание. Фильтродержатель встряхивают. 5Споры отделяются в ниде сгустка 11, который опускается на дно сосуда. Фильтратудаляют иэ суспенэии до тех пор, покафильтр 7 не опустится почти на дно сосуда3. При необходимости промыть суспензию в 10нее добавляют свежую жидкость, и процедуру концентрирования повторяют,В отличие от прототипа предлагаемоеустройство позволяет использовать стандартные круглые мембранные фильтры, которые не задерживают частицы в своейтолще, Легкая замена мембранных фильтров и однократное их применение позволяет быстро промывать устройство, чтонеобходимо при работе с несколькими суспензиями.Максимальная концентрация, до которой можно сгустить суспенэию, зависит отминимального ее объема, который при этомдостигается, В предлагаемом устройстве, в 25отличие от прототипа, минимальный объемконструктивно ничем не ограничен,В отличие от прототипа погруженнаячасть фильтродержателя не имеет выступающих деталей. которые могут задерживать частицы суспензии и тем самым вызывать ихпотерю.П р и м е р. Обьект: споры гриба РуйсЫабаогугае, смытые с 10-дневной культуры на агаризованном морковном отваре, Споры имеют продолговатую форму и примерныеразмеры 10 мкм х 20 мкм, Использован мембранный фильтр диаметром 25 мм и порами8 мкм. Суспензию (50 мл) концентрировалитрижды до конечного объема 5 мл и затем с 40 6добавлением кроме последнего раза) 59 мл Воды. Подсчитывали количество спорв сконцентрированной суспензии, Часть ее разбавляли до концентрации 35 тыс.спор/мл, инкубировали 5 ч при 23, подсчитцвали долю проросших спор и длину их ростковых трубок.Результаты. Продолжительность процедуры 15 мин. Содержание спор в сконцент-, рированной суспензии 800 тыс/мл.Прорастание спор 66. 2 ф , длина ростковых трубок у проросших спор 8 8 . 3,8 мкм.Степень концентрирования и жизнеспособностьспор достаточно высоки. Для сравнения следует сказать, что выполнение той же задачи традиционным путем центрифугирования занимает 90 мий и дает споры, прорастающие на 47 +3 с ростковыми трубками 5,7 + 2,8 мкм, т.е. с худшими показателями жизнеспособности, чем при фильтрации. Общее количество спор в промытой суспензии, т.е, выход продукта, при центрифугировании примерно вдвое меньше, чем дает предлагаемое устройство, Уменьвение потерь сгюр путем увеличения времени и скорости цеитрифугирования травмирует их еще сильнее.Формула изобретения Концентратор суспензий, включающий сосуд для суспензии, в котором размещен соединенный с насосом поплавковый фильтродержатель, отл ича ющийсятем, что. с целью расширения функциональных возможностей за счет промывки и концентрирования биологических суспеизий без потери и травмирования, Фильтродержатель выполнен в виде стакана, днище которого перфорировано и снабжено укрепленными снаружи мембранным фильтром с обжимным кольцом.1736558 г ФАЗстааитель В.Лапиковаред М,Моргентал СоРедактор Н.Горват Тех Корректор О.Кравцова но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 еод каэ 1848 . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж-Зб, Раушская наб., 4/б