Способ определения электрофоретической подвижности ассиметричных частиц

 

Изобретение относится к определению электрических характеристик дисперсных частиц, а именно к определению электроповерхностных свойств частиц асимметричной формы, в частности животных и бактериальных клеток . Цель изобретения - увеличение точности определения и повышение разрешающей способности анализа частиц , близких по электрофоретическим свойствам. Цель достигается за счет определения скорости перемещения частиц в суспензии под действием приложенного электрического поля и вычисления ЭФП из отношения найденной скорости к известной велргчине напряженности поля . На суспензию закладывают высокочастотное электрическое поле частотой Гц и напряженностью

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (50 4.G О1 N 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

М А ВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3877641/31-25 (22) 03.04.85 (46) 23.02,87. Бюл. N- 7 (71) Институт биологической физики

АН СССР (72) А.Ю.Иванов, В.M.Фомченков и А.И.Мирошников (53) 543.257 (088.8) (56) Харомоненко С.С. и др. Электрофорез клеток крови в норме и паталогии. — Минск: Беларусь, 1974.

Sher Ь., Schwan М. Microelectrophoresis with alternating elutric pie1ds. — Science, 1965, ч. 148, К - 3667, р, 229, 230 ° (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОЙ ПОДВИЖНОСТИ АСИММЕТРИЧНЫХ

ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к определению электрических характеристик дисперсных частиц, а именно к определению электропов ерхностных свойств частиц асимметричной формы, в частности животных и бактериальных клеток. Цель изобретения — увеличение точности определения и повышение разрешающей способности анализа частиц, близких по электрофоретическим свойствам. Цель достигается за счет определения скорости перемещения частиц в суспензии под действием приложенного электрического поля и вычисления

ЭФП из отношения найденной скорости к известной величине напряженности поля. На суспензию накладывают высокочастотное электрическое поле часто - д той 10З -10 Гц и напряженностью (2-4) 10 В/м, а суспаияию частиц спрут с удельной электропроводностью

10 -5 10 См/м. Зто поааопяат уаа- Ч личить точность анализа при решении задач диагностики и очистки сточных вод. 1 ил. 3 табл.

Таблица

1291861

ЭФП, 1 мкмс В .См

СтандартЧастота,Гц

Способ ное отклонение, z

13,5

2,18

Известный О

Предлагаемый

5 10

12,9

2,22

103

2,42

9,7

9,5

2,46

9,9

2,37

2 10

13,7

2,21

Т а б л и ц а 2

Удельная электропроводность, См/м

ЭФП, «! мкм. с В ° смр по способу

Стандартное отклонение, 7 по способу известно- предла- извест- предламу гаемому ному гаемому

2,54

10 1

2,32

13,6

10,0

5 10

2-10

5 ° 10

1 ь5 10

2,18

2,46

13 5

9,5

1,81

1,95

13,7

9,6

1,39

1,51

12,8

9,2

1 18

1,21

12,6

11,9

Изобретение относится к определению электрических характеристик дисперсных частиц, широко применяемых в научных и прикладных исследованиях для характеризации электроповерхност- 5 ных свойств частиц асимметричной формы, в частности животных и бактериальных клеток.

Цель изобретения — увеличение точности определения ЭФП частиц асимм т— 10 ричной формы и пдвышение разрешающей способности анализа близких по электрофоретическим свойствам асимметричных частиц.

Определение скорости перемещения частиц в электрическом поле осуществляют в ориентированном состоянии, что позволяет устранить долю дисперсии значений ЭФП, обусловленную хаотической ориентацией асимметричных 20 частиц, и повысить точность определе ния ЭФП и разрешающую способность анализа близких по электрофоретическим свойствам суспензионных частиц

25 асимметричной формы. Ориентирование асимметричных частиц проводят путем наложения на суспензию высокочастотного электрическоro поля.

В табл.1 представлены результаты зависимости изменения среднего значения и стандартного отклонения значений ЭФП от частоты высокочастотного электрического поля, используемого для ориентирования асимметричных частиц, в экспериментах на формалинизи- 35 рованных эРитроцитах петуха в концентрации 10 -10 кл/мл, при элект6 7

-3 ропроводности суспензии 5-10 См/м, рН 6,2 и напряженности высокочастотного электрического поля 4 10Э В/м.

В табл.2 представлены экспериментальные результаты зависимости изменения среднего значения и стандартного отклонения значений ЭФП формалинизированных эритроцитов петуха от удельной электропроводности суспензии при определении ЭФП клеток известным и предлагаемым способами при постоянной напряженности высокочастотного электрического поля 4-1Оэ В/м фиксированной частоте электрического поля

10 Гц.

1291861

Таблица 3 15

СтанСпособ Напряженность, ЭФП, мкмс В см дартное 20 откВ/м лонение, %

13 5

Известный О

2,18

Предлагаемый

1 10 2 20

13,2

2 ° 10

2,29

11,3

3 10з 2,38

4.10з 2 46

5 ° 10 Конвекция

9,9

9,5

На чертеже дана схема осуществле- ния предлагаемого способа. 45

Измерительную ячейку 1 заливают суспензией исследуемых аСимметричных частиц. Включают генератор 2 высоко-. частотного электрического напряжения, при этом в кювете между электродами устанавливается переменное однородное поле, под действием которого частицы в зависимости от частоты Прикладываемого поля ориентируются либо вдоль, либо поперек силовых линийполя. Затем включают источник 3 питания постоянного электрического напряжения и в измерительной ячейке 1

В табл.3 представлены результаты зависимости изменения среднего значения и стандартного отклонения значений ЗФП от напряженности высокочас— тотного электрического поля, используемого для ориентирования асимметричных частиц, в экспериментах на формалинизированных эритроцитах пе6 7 туха в концентрации 10 -10 кл/мл, при электропроводности суспензии 10

5 ° 10 См/м, рН 6,2 клеточной суспензии и фиксированной частоте электри5 ческо го, поля 10 Гц. устанавливается постоянное электрическое поле, под действием которого ориентированные суспензионные частицы начинают перемещаться. Направление. и скорость этого перемещения зависят от знака и .величины заряда исследуемых частиц. С помощью системы 4 регистрации перемещения измеряют путь, пройденный частицами за определенное время. Находят скорость перемещения частиц по отношению пути к времени, По отношению найденной скорости перемещения и известной напряженности постоянного электрического поля вычисляют ЗФП частиц.

Пример. Определение ЭФП формалинизированных эритроцитов петуха с отношением длинной и короткой осей, равным 2.

Для исследования готовят суспент зию формалинизированных эритроцитов

J петуха с электропроводностью.

5-10 См/м, рН 6,2 и с концентрацией I 0 — 10 кл/мл. Измерение ЭФП вы6 7 борки из 250 клеток проводят. на автоматизированном измерительном микроскопе, в котором в измерительную ячейку вводят дополнительно два платиновых электрода диаметром 0,02» р 10 м на расстоянии 10 м один от другого. Для создания высокочастотного электрического поля, с помощью которого осуществляют прием ориентирования суспензионных частиц, используют генератор электрического напряжения,.подключенный к введенным электродам через разделительные емкости

0,1 — 0,5 мкФ. Регистрацию скорости перемещения клеток в постоянном электрическом поле осуществляют в автоматическом режиме при 25 С. о

Предлагаемое устройство обеспечивает получение среднего значения, гистограммы дисперсионного распреде ления и величины стандартного отклонения,значений ЗФП для исследуемой выборки клеток.

Исследуемую суспензию заливают в измерительную ячейку и проводят определение ЗФП клеток.

Использование предлагаемого способа и устройства для его реализации позволяет в сравнении с известными устранить на 25-30% дисперсию значений ЭФП исследуемой суспензии клеток, что обеспечивает увеличение точности на 10-15% и повышает разрешающую способность анализа частиц, биологи5 1291861 6 нию скорости перемещения к величине напряженности поля, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличеи з о б р е т е н и я ния точности определения и повышения разрешающей способности анализа, на суспензию дополнительно накладывают электрическое поле с частотой 10

10 Гц и напряженностью (2-4)-10 В/м, причем определение скорости переме10 щения ориентированных частиц ведут при удельной электропроводности суспензии 1 10 — 5 .10 См/м. ческих популяций клеток, близких по электрофоретическим свойствам.

Формула

Способ определения электрофоретической подвижности асимметричных частиц, включающий измерения скорости перемещения этих частиц в суспензии под действием приложенного электрического поля и определение электрофоретической подвижности по отношеСоставитель И. Рогаль

Редактор И.Дербак Техред Л.Олейник. Корректор С,Шекмар

Заказ 225/42 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4