Устройство для электрофоретического разделения дисперсных частиц

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) И 9 01 И 27/2 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСА ЗОБРЕТЕН ПЬСТВ У 27гической физик СССР1971.(54)(57) 1. УСТРОЙС РЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕ ЧАСТИЦ, содержащее образованную вийтоо родкой, электродные родами, мембраны, о ЭЛЕКТРОФОЕРСНЫХазделения,перегоВО ДЛЯИЯ ДИСПамеру рразнойотделет л и я с электающеАВТОРСКОМУ СВИД(71) Институт биолоАН СССР(56) Патент СНА И 3520793,НКИ 204-299, 1970.Авторское свидетельствоУ 484009, кл. В .03 С 3/09,е с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения и упрощения конструкции, в устройство введены емкости, заполненные буфером, перегородки, в которых размещены мембраны, электродные отделения с электродами расположены по внешним боковым сторонам камеры разделения,а электроды электрически соединены с винтообразной перегородкой через емкости, заполненные буфером, и мембраны, при этом винтообразная перегородка выполнена из электропроводящего материала.2, Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что винтообразная перегородка выполнена из материа-ла, электропроводность которого не меньше электропроводности буферного раствораС:. 1.Изобретение отн 6 сится к технике разделения дисперсных частиц, отли.чающихся по электрофоретической под-. вижности, в частности биологических объектов, и может быть использовано в .медицине, микробиологической и химической промьпппенности, а также в научных исследованиях.Известно устройство для электрофоретического разделения дисперсных 10 частиц, содержащее камеру разделения, образованную двумя коаксиальными цилиндрами (или двумя цилиндрами с вытянутым профилем), электродные отде"- ления с электродами, промежуточные 15 емкости, перегородки с полупроницаемыми мембранами, Электрический контакт электродов с камерой разделения осуществляется через промежуточные емкости, заполненные буфером, и мемб раны.Недостатком данного устройства является то, что для получения винтообразного движения разделяемой суспензии в камере разделения используется 25/ (кроме электрического) магнитное поле. Это поле оказывает неконтролируемое воздействие на разделяемые частицы, а это затрудняет эффективность анализа разделенных фракций, Кроме 30 того, устройство сложно по конструкции и в эксплуатации..Наиболее близким техническим решением.к предложенному является устройство для электрофоретического разделения дисперсных частиц, содержащее камеру разделения, образованную винтообразной перегородкой, электродные отделения с электродами, мембраны.Винтообразная перегородка выполне40 ,на из непроводящего материала. Электродные отделения размещены вдоль установленных вертикальнобоковых стенок по всей длине камеры разделения и отделены от нее полупроницаемыми . мембранами. В этом устройстве разделяемая смесь вводится тонкой струей в ламинарный поток буфера, текущий по винтовой камере разделения, Под действием постоянного электрического50 . поля, направленного ортогонально потоку, смесь частиц разделяется в электрофоретический спектр, который потоком буфера выводится через коллектор в ряд пробирок.55- Недостатком данного. устройства является невысокая эффективность разделения. Это обусловлено ограниченной напряженностью электрического поля,создаваемого в камере разделения, атакже попаданием продуктов электролиза иэ электродных. отделений в камеру, так как электродные отделения расположены вдоль боковых непроводящих стенок по всей длине камеры разделения и отделены от нее только полупроницаемыми мембранами, что приводит в процессе работы устройства к изменению ионного состава буфера в камере. Следствием этого является изменение рН в приэлектродных областях камеры раЗделения, ухудшение разрешающей способности и неблагоприятное влияние среды, в которой производится разделение на биологические объекты. Использование ионообменных мембран на некоторое. время сохраняет ионный состав буфера в камере постоянным. Но из-за большой плотности тока ионные емкости ионообменных.мембран быстро истощаются, что вызывает необходимость их замены.Кроме того, известное устройство имеет сложную конструкцию, что затрудняет изготовление и эксплуатацию устройства (разборку и,сборку, смену мембран, стерилизацию).Целью изобретения является увели- чение эффективности разделения и упрощение конструкции устройства.Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены емкости, заполненные буфером, перегородки, в которых размещены мембраны, электродные отделения с электродами расположены по внешним боковым сторонам камеры разделения, а электроды электрически соединены с винтообразной перегородкой через емкости,заполненные буфером, и мембраны, приэтом винтообразная перегородка выполнена из электропроводящего матери Винтообразная перегородка выполнена из материала, электропровод- ность которого .не меньше электропроводности буферного раствора.На фиг1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1; на фиг. 3 - винтообразнаякамера разделения со снятой крьппкой. Устройство содержит камеру 1.разделения, образованную винтообразной перегородкой 2, навитой на сердечник 3, и крьппками 4, 5. Перегородка 2 закреплена на сердечнике 3 с помощьюштырьков 6, высота которых относительно сердечника одновременно задает толщину камеры разделения. Крышки 4 и 5 скреплены винтами 7. Электродные отделения 8 расположены по внешним боковыМ сторонам камеры разделения и представляют собой сосуды, заполненные электролитом, в которых расположены металлические электроды 9, Электроды 9 служат для создания 10 электрического поля в камере 1 раз. деления. Емкости 10, заполненные буферным раствором, расположены также по внешним боковым сторонам камеры 1 разделения перед электродными 15 отдепениями и отделены от них перегородками 11, в которых расположены мембраны 12. Винтообразная перегородка 2 выполнена из электропроводящего материала и не препятствует сквозно му прохождению тока от одного элект-рода 9 до другого, а в то же время обеспечивает винтообразное движение . буфера в камере разделения, Электропроводность винтообразной перегород ки должна быть одного порядка с элект-, ропроводностью буферного раствора или больше, Полупроницаемые мембраны 12 (например целлофановые, ионообменные и др;) обеспечивают электрический контакт электродов 9 через промежуточные емкости 10 с винтообразной перегородкой камерь 1 1 разделения. Устройство содержит также пластину 13 с рядом отверстий для35 ввода буфера в камеру разделения, сосуд 14, инжектор 15, коллектор 16, пробирки 17. Коллектор 16 представляет собой пластину с рядом наклонных каналов, переходящих в трубки, кото рые, выводятся в пробирки 17. Коллектор с пробирками служит для сбора разделившихся фракций. Внутри сердеч ника 3 выполнен змеевиковый канал 18, по которому прокачивается охлаж дающая жидкость для создания нужной . температуры в камере ра.зделения. Описанное устройство работает следующим образом. В камеру 1 разде ления (шириной до 5 см, толщиной не более 2 мм) вводят через отверстия пластины 13 буферный раствор, который протекает винтообразно по камере разделения ламинарным потоком 55 и через наклонные каналы коллектора 16 и трубки выводится в пробирки 17. В ламинарный поток буфера из сосуда,14 через инжектор 15 тонкой струйкой вводят разделяемую смесь, которая движется по камере разделениявместе с потоком буфера. Затем подключают постоянное электрическоенапряжение к электродам 9 и в камере разделения устанавливается электрическое поле, направленное поперек потока буфера. Поскольку электропроводность винтообразной перегородки 2 одного порядка с электропроводностью буферного раствора (1-2)10 2 Ом см ), то напряженность электрического поля в камере разделения определяется величиной приложенного к электродам напряжения ирасстоянием между электродами. Электрическое сопротивление камеры разделения в последовательной электрической цепи от электрода.до электрода является наибольшим, Поэтому длина камеры разделения (по прямой от электрода до электрода) определяет напряженность электрического поля в кювете. Под действием поля компоненты разделяемой смеси, имеющие разные электрофоретические подвижности, двигаясь вместе с ламинарным потоком буфера, одновременно проходят разные пути поперек потока, и к моменту выхода из камеры разделения образуют спектр фракций. Разделенные фракции отбирают коллектором 16 и через тонкие трубки разводят по пробиркам 17, Температуру в кЫмере разделения реогулируют в пределах 4-20 С с помощью охлаждающей жидкости в сердечнике.Предлагаемое устройство в сравнении с известным позволяет повысить разрешающую способность устройства в 1,5-2 раза за счет увеличения напряженности электрического поля и при этом не увеличивать. мощность термостабилизирующего устройства. Объясняется это тем, что количество тепла, выделяемого в кювете, пропорционально электрическому сопротивлению, т,е. объему электролита в кювете, Объем электролита в предлагаемом устройстве в 2-3 раза меньше, чем в прототипе. Но длина пути разделения сохраняется, такой же, как в прототи-, пе,за счеттого, что в обоих случаях путь разделения является винтовым.В предлагаемом устройстве электродные отделения вынесены за преде- лы камеры разделения, а электрический контакт осуществляется через проме797349 и риг.З едактор П,Горько Техред И.Попович Корректор С.Шекмар каз 403 Подписета СССР е го комий и от рытиинаб., д аушс Пр дприятие жуточные емкости, заполненные буфером, и полупроницаемые мембраны.Зто полностью исключает попаданиепродуктов электролиза в камеру и втечение длительного времени позволяет сохранить ионный состав в камереразделения постоянным,Тираж 778 ВЕИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж, твенно-полиграфическое Предлагаемая конструкция камеры разделения является более простой, что облегчает, удешевляет изготовление устройства, Упрощается также процесс сборки, разборки и стерилизации камеры разделения. Ужгород, ул. Проектная,