Импульсная проточная аппаратура

Авторы патента:

G01N24/02 - Исследование или анализ материалов с помощью ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса или других спин-эффектов (устройства или приборы для измерения эффектов магнитного резонанса G01R 33/20)

1. ИМПУЛЬСНАЯ ПРОТОЧНАЯ АППАРАТУРА , преи1 у1цественно для исследования короткоживущих радикалов и кинетики меченных спиновыми метками биополимеров с помощью спектрометров электронного парамагнитного резонанса ( ЭЙР), содержащая два проталкивающих шприца с поршнями для .подачи исследуемых веществ, соединенных через проводящие системы со смешивающей и измерительной ячейками спектрометра ЭПР, отличающаяся тем, что в нее введены электромагннты с подвижными якорями, зубчатые стержни, пружины сжатия, конденсаторы , схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами, причем поршни проталкивающих шприцев соединены с якорями электромагнитов через зубчатые стержни и пружины сжатия, а схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами подключена к конденсаторам через катушg ки электромагнитов. 2. Аппаратура по п.1,.о т л и чающаяся тем, что подвижные якори электромагнитов снабжены возiвратными пружинами.

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ ОРЛ И 6

РЕСПУБЛИК щ С 01 N 24/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

v asmamoatv var

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ 1 (89) 137976 ГДР (21) 7770457/18-25 (22) 22.02.79 (Зl) WPG Ol N/203936 (32) 02.03.78 (33) ГДР (46) 15.10.84. Бюл. У 38 (72) Климес Норберт, Эберт Бернд и Ласманн Гюнтер (ГДР) (71) AKàðeìH дер Виссеншафтен (ГДР) (53) 538.69.083(088.8) (54) (57} 1. ИМПУЛЬСНАЯ ПРОТОЧНАЯ АППАРАТУРА, преимущественно для исследования короткоживущих радикалов и кинетики меченных спиновыми метками биополимеров с помощью спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЗПР), содержащая два проталкивающих шприца с поршнями для,подачи

„.Я0„,И 18904 А исследуемых веществ, соединенных че-: рез провддящие системы со смешиваю щей и измерительной ячейками спектрометра ЭПР, отличающаяся тем, что в нее введены электромагниты с подвижными якорями, зубчатые стержни, пружины сжатия, конденсато" ры, схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами, причем поршни проталкивающих шприцев соединены с якорями электромагнитов через зубчатые стержни и пружины сжатия, а схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами под" ключена к конденсаторам через катуш" ки электромагнитов. 3

2. Аппаратура по п.l, о т л ивЂ” ч а ю щ а я с я тем, что подвижные якори электромагнитов снабжены воз,вратнычи пружинами.

04 3

>магнитов.

Подвижные якори электромагнитов

;могут быть снабжены воэвратны>и пру,жинами.

1 !189

Изобретение относится к технической физике, а именно к импульсной

:смешивающей и проточной аппаратуре ,с использованием спектрометров элек" тронного парамагнитного резонанса (ЭПР), и может быть использовано при исследовании кинетики короткодвижущих радикалов и кинетики биополиме" ров со спиновыми метками, при исследовании оптических свойств биополи- Io меров с помощью оптических спектро"

:метров, а также .при исследовании проводимости биопрепаратов.

Известна смешивающая аппаратура для оптических измерений с испольIS зованием спектрометров, в которой применена механическая жесткая связь между проталкивающей системой и измерительной ячейкой (Rapid Mixing Sampling Techniques in Biochemistry;

Ed.Üó В.Chance. New Jork.Academic

Press, !964, р. 105-111.) °

Однако при прекращении подачи жидкости в аппаратуре возникают силь» ные микрофонические помехи, котор@е снижают точность измерений в случае 2$ использования указанной аппаратуры для ЭПР-спектроскопии.

Наиболее близкой к изобретению является импульсная проточная аппа-ратура, преимущественно для исследо" SII вания короткодвижущих радикалов и кинетики меченных спиновыми метками биополимеров с помощью спектрометров ЭПР, содержащая два проталкивающих шприца с поршнями для подачи исследуемых веществ, соединенных через проводящие системы со смешивающей и измерительной ячейками спектрометра ЭПР (Kertesz J.C., Moll W. The Operational Characteristics of à Stopped вЂ” flow System

for ESR Studies.- Jornal of Physics

E.Scientific Instruments, 1973,: ч; 6, 11> 10, р. 1009-1014).

Такая аппаратура прерванного потока (Stopped-flow) для ЭПР-спектроскопии имеет пневматическую проталкивающую систему и избранные дорогие магнитные вентиди. Кроме того, необходимы большие количества (1001000 мл!. исследуемых веществ, что практически исключает работу с дорогими биологическими веществами, которые. имеются только в малом количестве.

Цель изобретения вЂ” упрощение исследований биологических объектов в жидкой среде и устранение микрофонических помех.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсную проточную аппаратуру, преимущественно для исследования короткоживущих радикалов и кинетики меченных спиновыми метками биополимеров с помощью спектрометров ЭПР, содержащую два проталкивающих шприца с поршнями для подачи исследуемых веществ, соединенных через проводящие системы со смешивающей и измерительной ячейками спек" трометра ЭПР, введены электромагниты с подвижными якорями, зубчатые стержни, пружины сжатия, конденсаторы, схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами, причем поршни проталкивающих шприцев соединены с якорями электромагнитов через зубчатые стержни и пружины сжатия, а схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами подключена к конденсаторам через катушки. электроНа фиг.! изображена схема импульсной проточной аппаратуры; на фиг.2 вЂ” проталкивающее устройство в деталях.

Импульсная проточная аппаратура содержит поршень l, проталкивающие шприцы 2, зубчатый стержень 3 с тяговым зубчатым зацеплением, электромагнит 4, пружину 5 сжатия, поднимающий якорь 6, захват 7, смешиваю-. щую ячейку 8, измерительную ячейку

9, приемный сосуд 10.

Показанная схематично проточная аппаратура состоит из двух проталкивающих шприцов (полиэтиленовые инъекционные шприцы 2), поршни 1 которых связаны через зубчатые стержни 3 с. тяговым зубчатым зацеплением и пружиной 5 сжатия с электромагнитами 4..

Проталкивающие шприцы 2 соединяются через гибкие шланги иэ .тефлона со> смешивающей 8 и измерительной 9 ячейками. Над измерительной ячейкой 9 находится приемный сосуд IO для вьг ходящей жидкости. При импульсной проточной аппаратуре два электромагнита путем подключения заряженных конденсаторов импульсно продвигают оба проталкивающих шприца. Магнитные ходы величиной .м 1 мм через .пружины сжатия передаются на зубчатые стержни, которые связаны с поршнями проталкивающих шприцев. Управление электромагнитами. осуществляется че

1118

pcs тиристоры с помощью разрядки конденсатора (150 yF, 600Ч): через магнитные катушки. Толчком жидкость из проталкивающих шприцев .через гибкие шланги вдавливается в смешиваю5 щую ячейку и оттуда попадает в измерительную ячейку, которая жестко присоединена к смешивающей ячейке.

Смешивающая ячейка состоит из плексигласа и имеет отверстия для притока и оттока. Место смешивания (два сопла, расположенные по касательной) находятся в приточном от» верстии измерительной ячейки. Измерительная ячейка является толстостенной \3 мм ) кварцевой плоской

t5 ячейкой, чтобы предотвратить разрушение при сильном толчке в жидкости в момент проталкивания.

Гибкие шланги и жесткая юстировка смещивающей и измерительной ячеек в резонаторе исключает помехи за счет передачи толчка на измерительную систему ЭПР. Количество толчков на одно заполнение шприца зависит от действующего объема проталкивающих, 25 шприцев. При действующем объеме 1 мл возможны например 10 толчков по О 1 мм.

Поскольку при одном толчке через измерительную ячейку (48 мл) прохо" дит четырехкратное количество жидкости (200 мл), обеспечивается пол- . ное удаление старого содержания ячейки и стационарные условия перед стопорением.

Согласно изобретению магнитное проталкивание при соединении со спектрометром ЭПР позволяет достичь разрешение по времени 2 мс.

Вследствие типичного хода разрядки конденсатора максимальная сила электромагнита действует в начальный момент, когда для преодоления инерции столба жидкости требуется максимальное усиление, для начала

904 4 движения поршня проталкивающего шприца.

Кроме нормальной одновременной работы обоих шприцев возможно вызвать отдельные толчки либо компонента А, либо компонента Б исследуемого вещества. Благодаря импульсному проталкиванию электромагнитами нет необходимости в применении магнитных вентилей и стоп-шприцев. Проблемы со временем открывания и закрывания, вентилей в известной проточной аппаратуре при применении данного изобретения также не возникает..Электрическое включение электромагнитов через тиристоры дает возможность точного одновременного проталкивания поршней шприцев и запуска запо.минающего осциллографа..Расход веще- ства невелик (100 мл на толчок для каждого компонента ). Благодаря nput менению гибких шлангов из тефлона

iìåëäó проталкивающей системой, и измерительной ячейкой не вызываются .микрофонические помехи.

Технико-экономическая эффективность изобретения определяется тем, I что импульсная проточная аппаратура с использованием спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) позволяет измерить кинетику короткодвижущих радикалов или конформационную кинетику меченных спиновы-. ми метками биополимеров. Аппаратура проста в техническом исполнении, ис- ключает контакт металла с раствором: в системе и проста в обслуживании.

С.помощью электромагнитов исследуе- . мое вещество из проталкивающих шпри-, цев через проводящую систему импульсами транспортируется в смешивающую и измерительную ячейки спектрометра ЭПР. Расход веществ на один толчок не велик, что дает возможность исследовать малые количества биологических веществ k чувствительные ферменты.

111 904

Составитель В.Майоршин

Редактор М.Петрова Техред С.Мигунова Корректор В.Вутяга

Заказ 7444/31 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ определения газоносности угольных пластов // 1109615

Способ модуляционно-фазовой регистрации спектров магнитного резонанса и устройство для его осуществления // 1105793

Способ определения параметра магнитной неоднородности ферромагнитного материала // 1103129

Способ контроля ферромагнитных изделий и устройство для его осуществления // 1089494

Стабилизатор поля электромагнита // 1081498

Резонатор радиоспектрометра двойного электронно-ядерного резонанса // 1078298

Спектрометр электронного спинового эха // 1073651

Способ изучения развития растительных объектов // 1062581

Устройство для исследования тонких магнитных пленок // 1052958

Способ определения нитратвосстанавливающей способности биологической жидкости // 2114435

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической биохимии и может быть использовано для определения нитратвосстанавливающей способности биологической жидкости

Устройство для одновременного обнаружения нескольких взрывчатых веществ и наркотиков в багаже // 2128832

Изобретение относится к области применения ЯКР (ядерный квадрупольный резонанс), в частности в установках для контроля багажа на транспорте, где запрещается провоз взрывчатых веществ и наркотиков

Способ определения параметра асимметрии градиента электрического поля в поликристаллах // 2131121

Изобретение относится к радиоспектроскопии, в частности к ядерному квадрупольному резонансу (ЯКР) и может быть использовано при анализе структуры и строения химических соединений

Способ определения характеристики пористой подземной формации // 2134894

Изобретение относится к способу определения характеристик пористой подземной формации, содержащей газообразный углеводород, при этом внутри формации проходит буровая скважина

Способ определения степени замещения целлюлозы // 2139527

Изобретение относится к физико-химическому анализу и может быть использовано при количественном определении протоносодержащих веществ в исходных, промежуточных и конечных продуктах

Способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха // 2147743

Изобретение относится к области радиоспектроскопии и может быть использовано при изучении структуры и строения химических соединений, а также при разработке различных радиофизических и радиотехнических систем и устройств, основанных на взаимодействии вещества с радиочастотным полем

Способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха // 2148817

Способ измерения ядерно-магнитных свойств пород в скважине // 2148843

Способ наблюдения сигналов квадрупольного спинового эха // 2151386

Изобретение относится к радиоспектроскопии, а именно к изучению структуры и строения химических соединений с помощью ЯКР

Способ определения параметра асимметрии градиента электрического поля в кристаллах // 2151387

Изобретение относится к радиоспектроскопии, а именно к ЯКР, и может быть использовано при анализе структуры и строения химических соединений