Устройство для концентрирования биологических частиц

Авторы патента:

G01N27/26 - путем определения электрохимических параметров; путем электролиза или электрофореза (определение коррозионной стойкости G01N 17/00; путем разделения на составные части с использованием адсорбции, абсорбции или подобных процессов или с использованием ионного обмена, например хроматографии G01N 30/00; иммуноэлектрофорез G01N 33/561; электрохимические процессы и аппараты вообще B01J; стандартные элементы H01M 6/28)

Изобретение относится к биохимии и молекулярной биологии, к устройству для концентрирования биологических частиц. Цель изобретения - повышение производительности, степени концентрирования и надежности устройства концентрирования. Устройство содержит горизонтально расположенную и заполненную буфером емкость, которой размещены электродные камеры с электродами и камера-накопитель, отделенная от анодной электродной камеры, вертикально расположенной диализной мембраной. Для достижения цели устройство дополнительно содержит электроосмотическую мембрану, отделенную от камеры-накопителя пористой перегородкой, расположенной параллельно диализной мембране со стороны анодной камеры, причем электродный буфер в анодной и катодной электродных камерах расположен на одном уровне. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 с 01 N 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4380687/31-25 (22) 18.02.88 (46) 30.10.90. Бюл. Р 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт прикладной микробиологии (72) А.В„Гаврюшкин и В.М.Крамаров (53) 543 ° 257(088.8) (56) Брок Т. Мембранная фильтрация, M. Мир, 1987, с. 319.

Авторское свидетельство СССР " 894531, кл. С 01 11 27/26, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ

БИОЛОГИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к биохимии и молекулярной биологии, к устройству для концентрирования биологических частиц. Цель изобретения вЂ” поИзобретение относится к биохимии и молекулярной биологии, в частности к технике разделения и концентрирования биологических частиц - макромолекул, и может быть использовано в исследовательских работах по генной инженерии °

Цель изобретения вЂ” повышение производительности, степени концентрирования и надежности.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит объем 1 концентрирования камеры-накопителя, диализную мембрану 2, пористую перегородку 3, электроосмотическую меибра„„SU„„1 О 281 А1 вышение производительности, степени концентрирования и надежности устройства концентрирования. Устройство со" держит горизонтально расположенную и заполненную буфером емкость, в ко" торой размещены электродные камеры с электродами и камера-накопитель, отделенная от анодной электродной камеры, вертикально расположенной диализной мембранои ° Для достижения цели устройство дополнительно содержит электроосмотическую мембрану, отделенную от камеры-накопителя пористой перегородкой, расположенной па" раллельно диализной мембране со стороны анодной камеры, причем электрод- а ный буфер в анодной и катодной электродных камерах расположен на одном уровне. 1 ил. ну 4„ анодное отделение с электродом

5, катодное отделение с электродом

6, емкость 7 с концентрируемым образцом, соединительную трубку 8, за жим 9.

Устройство работает следующим образом.

При наложении электрического поля в электроосмотической мембране 4 воз" никает перенос жидкости. При этом возможны два случая: если мембрана имеет отрицательный заряд на поверх" ности своих каналов, то буфер перено" сится от анода к катоду; если внутренняя поверхность мембраны заряжена

1603281 положительно, то буфер переносится от катода к аноду.

Рассмотрим первый случай. Перенос

f буфера от анода, к катоду создает .в объеме 1 некоторое разряжение, которое приводит к переносу жидкости из емкости 7 в емкость .1 через труб ку 8, При этом отрицательно заряженные частицы (макромолекулы flHK) дви- 10 жутся к аноду 5 и осаждаются на полупроницаемой (диализной) мембране 2„ а жидкость проходит через пористую перегородку 3, электроосмотическую мембрану 4 и попадает B катодную емкость 6, После .того, как весь концентрируемый раствор проходит через емкость 1, осуществляют кратковремен-. ную (10-30 с) переполяризацию источника напряжения для переноса сконцент gp рированного материала в раствор буфера, открывают зажим 9 и с помощью пипетки извлекают сконцентрированный образец. Затем. объем 1 промывают чистым буфером и концентрируют следующий 2S образец.

Очевидно, что для концентрирования положительно заряженных частиц необходимо поменять местами анод и катод (см. чертеж), а также использовать 30 положительную заряженную электроосмотическую мембрану.

Для того, чтобы исключить влияние. гидростатического давления жидкости, . электроосмотическая мембрана и электродные емкости располагаются горизонтально и граница электродного буфера со стороны катода и анода в процессе концентрирования находится на одинаковом уровне . Пористая .перегородка 3 40 предотвращает сдвиг электроосмотичес" кой мембраны 4 в сторону концентрирующей емкости 1. В качестве электроосмотической мембраны можно использовать различные гранулированные 4 гели, агар или агарозу с высоким эндоосмосом, а также различные ионообменники, например ДЕАЕ-целлюлозу.

Пример. Концентрирование гена устойчивости к канамицину. Плазмиду рИС4К гидролизуют рестриктазой

BAm Н1. При этом образуют два Фрагмента с молекулярным весом 1500 дальтон (ген устойчивости к канамицину) и 3000. дальтон, которые подвергают ( электрофоретическому разделению в

13-ном агарозном геле °

Первый Фрагмент в количестве 3 г оказывается в объеме 3 мл. Концентрирование этого Фрагмента осуществляют в ячейке прямоугольной формы (90х60х х9 мм), с концентрирующим объемом порядка 300 мкл.

В качестве электроосмотической мембраны используют гель 13-ной агарозы. При 30 В на электродах электро. осмотическая скорость 1 мл/ч, что позволяет за 3 ч пропустить через камеру исходный образец. После переполяризации источника йитания в течение 15 с сконцентрированный Фрагмент отбирают с помощью пипетки. Концентрация фрагмента в отобранном объеме (300 мкл) превышает исходную в 10 раз, Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом: сокращается, не менее чем в 10 раз время, необходимое для концентрирования образца, снимается воп-. рос об ограничении объема концентрируемой пробы, не менее чем в 5 раз возрастает степень концентрирования пробы, процесс поддается автоматизации и масштабированию (можно использовать несколько отдельных ячеек, соединенных с общей электроосмотической мембраной). формула изобретения

Устройство для концентрирования биологических частиц, содержащее го-. ризонтально расположенную и заполненную буфером емкость, в которой размещены электродные камеры с электро; дами и камера-накопитель, отделенная от анодной электродной камеры вертикально расположенной диализной мембраной, о т л и ч а ю щ.е е с я тем, что, с целью повышения производительности, степени концентрирования и надежности, оно дополнительно содержит электроосмотическую мембрану, отделенную от камеры-накопителя пористой перегородкой, расположенной параллель- но Диализной мембране со стороны катодной камеры, причем уровень электродного буфера в анодной и катодной электродных камерах расположен на одном уровне.

1603281

Составитель И.Рогаль

Техреду М. оданич

Редактор И.Касарда

Корректор С,Иевкун

Заказ 3381 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Устройство для концентрирования биологических частиц

Изобретение относится к области биологии и медицины, а именно биологической и медицинской химии, и может быть использовано для диагностики

Устройство для электрохимических исследований // 1599750

Изобретение относится к анализу материалов с помощью электрохимических средств

Способ фотоэлектрохимического контроля локальных микронеоднородностей поверхности полупроводников // 1597814

Изобретение относится к методам исследования полупроводников и может быть использовано как в прикладных, так и в научных целях для экспресс-анализа макронеоднородности поверхности полупроводников

Способ получения иммобилизованного @ н-градиента для изоэлектрического фокусирования белков // 1594409

Изобретение относится к получению иммобилизиванного PH-градиента для изоэлектрического фокусирования белков в полиакриламидном геле

Устройство для препаративного электрофореза в геле // 1583819

Изобретение относится к технике разделения заряженных частиц в электрическом поле и может быть использовано для препаративного разделения макромолекул

Ячейка для микроэлектрофореза // 1583818

Изобретение относится к технике измерения электрофоретической подвижности дисперсных частиц, конкретно к ячейке для микроэлектрофореза

Способ определения глюкозы путем изотахофореза // 1567957

Изобретение относится к области органического анализа и может быть использовано для качественного и количественного определения глюкозы в мелассе и в процессе биосинтеза лизина

Пленочный носитель для электрофоретического разделения и анализа неорганических ионов и способ его получения // 1561026

Изобретение относится к области физико-химического разделения и анализа, а именно к электрофоретическим способам, и может быть использовано для разделения и анализа различных заряженных частиц, например ионов металлов

Устройство для препаративного электрофореза в полиакриламидном геле // 1548740

Способ регулирования подачи коагулянта в очистительный фильтр // 1518765

Изобретение относится к области водоснабжения, в частности к очистке воды от взвешенных веществ с помощью зернистых фильтров и применения коагулянта

Способ определения нитрит-иона в растворе // 2105296

Изобретение относится к электрохимическим методам анализа с использованием ионоселективных электродов и может быть использовано для повышения чувствительности и селективности способа

Способ определения мышьяка (iii) // 2105297

Изобретение относится к электроаналитической химии, а именно к способу определения мышьяка (III), включающему концентрирование мышьяка на поверхности стеклоуглеродного электрода в растворе кислоты с последующей регистрацией аналитического сигнала, при этом концентрирование мышьяка (III) проводят на поверхности стеклоуглеродного электрода, покрытого золотом, в растворе до 3,0 M в интервале потенциалов -0,40-(-0,45)B в течение 1-10 мин с последующей регистрацией производной анодного тока по времени при линейной развертке потенциала

Способ измерения потенциала рабочего электрода электрохимической ячейки под током // 2106620

Изобретение относится к области электрохимии, электрохимических процессов и технологий в части измерения потенциала электродов под током, а именно к способу измерения потенциала рабочего электрода электрохимической ячейки под током, основанному на прерывании электрического тока, пропускаемого между рабочим и вспомогательным электродами, и измерении текущего потенциала рабочего электрода, при этом процесс измерения текущего потенциала Eизм рабочего электрода производят относительно электрода сравнения непрерывно по времени t, затем по измеренным значениям потенциала рассчитывают первую производную от зависимости изменения текущего потенциала рабочего электрода от времени: (t)=Eизм

Способ получения активированных кислого и щелочного растворов // 2108300

Изобретение относится к способу получения активированных кислого и щелочного растворов, включающему электрохимическое разделение водного раствора электролита, при этом электрохимическому разделению подвергают мочу животных и/или человека

Способ адсорбционного концентрирования необратимо адсорбирующихся на металлах соединений // 2114424

Изобретение относится к адсорбции компонентов, а именно к способу адсорбционного концентрирования необратимо адсорбирующихся на металлах соединений путем наложения электрического поля в электрохимической ячейке, при этом перед концентрированием проводят адсорбцию на жидкометаллическом электроде из раствора, содержащего адсорбируемые соединения, при интенсивном перемешивании и потенциале электрода, обеспечивающем необратимую адсорбцию, а концентрирование после отстаивания осуществляют путем сокращения поверхности электрода с необратимо адсорбируемыми соединениями при переводе электрода из ячейки в капилляр. Изобретение относится к анализу материалов с помощью оптических методов путем адсорбции компонентов

Способ определения потенциала поверхности // 2119157

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к области аналитической электрохимии, и может быть использовано при определении свойств грунтов, горных пород, строительных материалов, а также свойств поверхностей раздела фаз

Полупроводниковый материал для адсорбционных сенсоров низкомолекулярных органических соединений и способ его изготовления // 2119695

Изобретение относится к составу полупроводниковых материалов, используемых в адсорбционных сенсорах для обнаружения и количественной оценки концентрации низкомолекулярных органических соединений, преимущественно кетонов в выдыхаемом людьми воздухе, и к технологии изготовления таких полупроводниковых материалов

Электрохимический датчик концентрации водорода в газовых и жидких средах // 2120624

Способ определения содержания нефтепродуктов в воде // 2126965

Устройство для анализа воды // 2132049