Способ количественного анализа при изотахофорезе

 

Использование: предлагается при контроле при контроле количественного состава многокомпонентных смесей. Сущность изобретения заключается в том, что анализируемую многокомпонентную смесь пропускают через камеру деления, измеряют выходное напряжение проточного детектора Ui и определяют временной интервал к с учетом выбранного для объекта исследования стабилизированного тока. Для повышения точности анализа при изменяющемся токе камеры деления задают опорное напряжение Uo, соответствующее выбранному для данной многокомпонентной смеси значению стабилизированного тока, и вводят коэффициент коррекции временного интервала, определяемого отношением Ut/Uo %, а временной интервал, соответствующий k-й ионной компоненте, tk определяют выражением tk 2, гДе т период измере- i 1 ния. 2 ил. w fe VI 00 со N о Ю

СОЮЗ CQBETCKMX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)з G 01 N 27/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) .4778373/25 (22) 05.01.90 (46) 23.12.92. Бюл. ¹ 47 (71) Специальное конструкторское бюро биофизической аппаратуры Московского научно-производственного объединения

"Биофизприбор" (72) В. М, Прусак и Ю. А. Лонский (56) Everaerts F, М. and oil Th. Pem.

Isotahophoresls. J; of Chromatography

Library. 1976, ч, 6. Elsevier, Amsterdam, р.

8ocek An a l yticka Kapllarnl

lzotachoforeza, — Praha, 1987, s, 136.

Electrophoretic technlgues, — Edited by

СоИп F. 31mpson and МЛЯЬпа)сег.— Academic

Press, 1983, London. p.

Патент США N4459198,,кл. 6 01 N

27/28, 1984.

Степанов А, В., Корчемная Е. К. Электромиграционный метод в неорганическом анализе (Методы аналитической химии).—

М„Химия, 1979, 328. с, . Прусик 3. Электромиграционные методы. гл. 12, В кн. Лабораторное руководство по хроматографическим и смежным методам; Пер, с анг./ Под ред. О. Микеша — М.;

Мир„1982, ч. 11, 381 с.

Заявка Японии N 61 — 46 781В, кл. G 01

М 27/26, 1986, Иэотахофоретический анализатор IP-ÇÀ

Shlmadzu (Япония) Проспект, 1989.

Техническое описание прибора капиллярного изотахофореэа ИТФК-2-001

И 6.2.893.018П С.

Изобретение относится к электрофоретическим методам исследования состава веществ и может быть использовано, в частности, при иэотахофорезе (ИТФ) в капилляре.,, ЯЦ„„1783402 А1 (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА ПРИ ИЗОТАХОФОРЕЗЕ (57) Использование: предлагается при контроле при контроле количественного состава многокомпонентных смесей. Сущность изобретения заключается в том, что анализируемую. многокомпонентную смесь пропускают через камеру деления, измеряют выходное напряжение проточногвдетектора Ul и определяют временной интервал

tK с учетом выбранного для объекта исследования стабилизированного тока. Для повышения точности анализа при изменя.ющемся токе камеры деления задают опорное напряжение 14, соответствующее выбранному для данной многокомпонентной смеси значению стабилизированного тока, и вводят коэффициент коррекции временного интервала, определяемого отношением 01/0 - а, а временной интервал, соответствующий k-й ионной компоненте, tk определяют выражением tv= а» т, где t- период измереI=1 ния. 2 ил.

Известны способы количественного анализа при ИТФ путем разделения смеси на ионные компоненты в камере деления, измерения напряжения с выхода проточного детектора, регистрирующего полученные

1783402 при делении ионные компоненты и измерения временного интервала, соответствующего каждой ионной компоненте для данного значения стабилизированного тока, Недостатками данных способов является то, что они могут быть использованы только при поддержании постоянного тока через камеру деления, т.,е. использование источййка электропитания в режиме стабилизации тока.

Наиболее близким по технической сущ"ности и достигаемому результату к предлагаемому является способ, предусматривающий количественный анализ путем разделения объекта исследования (многокомпоненртной смеси) на ионные компоненты в камере деления, измерения выходного напряжения проточного детектора, регистрирующего полученные при делении ионные компоненты и определения временного интервала, соответствующего каждой ионной компоненте с учетом выбранного для данного объекта исследования значения стабилизированного тока.

Недостатком данного способа количе ственного анализа является то, что он может быть использован только при поддержании постоянного тока через камеру, т,е, в режиме стабилизации тока источника электропитания.

Однако использование источника электропитания только в режиме стабилизации тока не позволяет организовать защиту исследуемой смеси и камеры деления от максимально допустимых значений напряжения и мощности, которые могут из" меняться в зависимости от типов применяемых электролитов, условий охлаждения, геометрии камеры деления и т.д. Как известно, при проведении ИТФ в режиме постоянного тока происходит постоянное увеличение напряжения и рассеиваемой мощности на камере деления, что может привести к пробою камеры деления или недопустимому перегреву образцов. Поэтому в последнее время источники электропитания для ИТФ снабжаются защитой от превышения, максимально допустимых напряжений, или как напряжений, так и мощности с автоматическим переходом в режим стабилизации превышенного параметра. Переход в другой режим стабилизации происходит, как правило, в конце опыта, т.е, перед детектированием ионных компонентов или в процессе детектирования. При этом дальнейшее ИТФ разделение и регистрация ионных компонентов происходит в режиме стабилизации напряжения или мощности.

Однако проведение количественного анализа известным способом в этом случае становится практически невозможным, ввиду значительной погрешности измерений.

5 Это связано с тем, что скорость прохождения ионных компонент-пробы мимо проточного детектора будут изменяться (уменьшаться) со временем пропорционально изменению (уменьшению) тока через ка10 меру деления, Уменьшение тока со временем связано с постепенным заполне:нием объема камеры деления замыкающим электролитом, имеющим максимальное сопротивление, 15 Произведенные расчеты показывают, что при использовании широко применяемой стандартной системы электролитов, например, в качестве лидирующего электролита 0,01 М НС+0,02М гистидин рН

20 6,0, а в качестве замыкающего — 0,005 М трис, в режиме стабилизации напряжения ошибки в определении временных интервалов, Цель изобретения — повышение точно25 сти количественного анализа при изменяющемся токе через камеру деления.

Сущность изобретения состоит в том, что для определения временного интервала, соответствующего каждой ионной компо30 ненте, в процессе их регистрации выходной сигнал проточного детектора и текущее значение напряжения. пропорциональное току . камеры деления измеряют одновременно (синхронно) и после регистрации упомяну35 тых ионных компонент задают опорной напряжение, соответствующее выбранному для данного объекта исследования значению стабилизированного тока. Далее вводят коэффициент коррекции временного

40 интервала, определяемый отношением

Ui — = ai и.используют данный коэффициUo ент коррекции для определения временного интервала, соответствующего k-й

45 ионной компоненте с помощью выражеп ния tl<= g Ql т, 1=1 где Ь вЂ” временной интервал, соответствую. щий k-й ионной компоненте; г — период измерения;

n — количество измерений на интервале;

Ui — текущее значение напряжения, пропорциональное току камеры деления;

Uo — опорное напряжение, соответствущее выбранному для данной многокомпонентной смеси, значению стабилизированного тока.

На фиг. 1а приведены временные диаграммы, иллюстрирующие процесс изотахо1783402 фореза (ИТФ) при постоянном значении тока камеры деления; на фиг. 16 — при изменяющемся значении тока камеры деления; на фиг. 2 — пример реализацИи предложенного способа.

В режиме проведения ИТФ при постоянном токе (фиг. 1а) камеры для регистрации ионных компонент смеси выбирается определенное значение стабилизированного тока, зависящее от исследуемой смеси.

При этом текущее значение напряжения, пропорциональное току камеры деления (выход датчика фиг. 1а) не изменяется с течением времени и скорость прохождения ионных компоненрт смеси мимо проточного детектора является постоянной величиной в процессе регистрации, После регистрации по результатам изменений выходного напряжения проточного детектора (фиг..1а, выход детектора) непосредственно определяют количественный состав смеси по времени прохождения каждой ионной компоненты мимо детектора используя калибровочные графики для данного стабилизированного значения тока камеры . деления, (фиг. 1а, результат вычислений).

В случае регистрации ионных компонент смеси при изменяющемся токе камеры деления (фиг, 16) скорость прохождения данной ионной компоненты мимо проточного детектора будет постоянно изменяться и результаты записи (фиг. 16, выход детектора) с выхода детектора невозможно непосредственно испольэовать для определения временного интервала, соответствующего каждой ионной компоненте ввиду значительной ошибки при количественном анализе. Поэтому после регистрации ионных компонент смеси каждый раз проводят коррекцию временных интервалов в зависимости от изменения текущего значения напряжения, пропорционального току камеры деления относительно опорного напряжения (фиr. 16), соответствующего выбранному для данной многокомпонентной смеси значению тока камеры деления

Устройство, показанное на фиг. 2, содержит источник электропитания, 1, обеспечивающий любой режим стабилизации (напряжение, ток, мощность), один выходной вывод которого соединен с одним электродом деления 2, датчик тока 3, включенный последовательно с другим электродом камеры деления 2 с установленной на ней проточным детектором 4, выход которого через устройство выборки-хранения 5 соединен с одним входом многоканального аналого-цифрового преобразователя 6, другой вход которого через другое устройство выборки-хранения 7 сое10

15 за которое данная йоййая компонента проходит мимо детектора 4, соответствует вре40 менному интервалу этой компоненты, При

30 динен с выходом датчика тока 3. Управляющие входы устройств выборки-хранения соединены с выходом интерфейса 8, а его вход соединен с виходом многоканальноro аналого-цифрового преобразователя 6

Интерфейс 8 соединен через двунаправленную шину с микропроцессорным аычислительно-управляющим устройством 9.

B соответствии с предложенным способом количественный анализ разделяемого объекта исследования осуществляется следующим образом.

Исследуемый объект вводят в камеру аппарата для изотахофореза (не показан и подключают его к источнику 1, В результате изотахофоретического процесса объект исследования делится на ионные компоненты, регистрируемые детектором 4, Сигналы, представляющие, соответственно, измеренное датчиком 3 текущее значение напряжения пропорциональное току камеры деления и значение выходного напряжения проточного детектбрб 4, поступают, соответственно. а устройства 5 и 7 выборки-хранения. В период регистрации ионных компонент на управляющие входы устройств 5 и 7 через интерфейс 8 поступают с

MMKpon poцессорного устройства 9 сигнал ы, обуславливающие синхронное (одновременное) считывание текущих значений напряжения, пропорционального току камеры

2 и напряжения детектора 4. Измеренные значения напряжений поступают в аналогоцифровой преобразователь 6, который через интерфейс 8 вводит их в память устройства 9, Как видно иэ фиг, 1 а при стабильном значении тока камеры 2 время, изменяющемся токе камеры 2, как видно из фиг,. 16, необходимо корректировать полученные значения длительности аременнОro интервала ионной компоненты в соответствии с измененриями тока относительно выбранного значения, Поэтому устройство 9 постоянно опрашивает ерез интерфейс 8 устройства 5 и 7. Полученные данные используются устройством 9 для определения временных интервалов с помощью вышеуказанных выражений каждой ионной компоненты.

При периоде измерения порядка (0,050,1) с и времени анализа ионных компонент (10 — 30) мин (что выполняется на практике а подавляющем большинстве случаев), требуемый обьем памяти микропроцессорного устройства составит (12-48) кбайт. При этом ошибка а определении временных интервалов, соответствюущих ионным компонен1783402

Сп аМ «Ол мст(енноао

Ф

e aie epete

Аеа/

Апеепе тяв

Йу выход

ФН чюдна иФОЩ

В (4 ему) рею«) Bared

icee 3MAbfh6

8ьиасмний

kttwwm йеимгеиi

Фж там пробы, не превысит (1 — 2 ), даже для коротких зон (порядка 10 ф что является типовой ошибкой при измерении временного интервала в настоящее время в режиме стабилизации тока.

Таким образом, предлагаемый способ количественного анализа при изотахофорезе позволяет значительно повысить точность количественного анализа при изменяющемся токе через камеру деления.

Формула изобретения

Способ количественного анализа при изотахофорезе путем деления многокомпонентной смеси в камере деления, измере-. ния выходного напряжения. проточного детектора, регистрирующего полученные и ри делении ионные компоненты, и определения временного интервала с учетом выбранного для данного объекта исследования значения стабилизированного тока, соответствующего каждой ионной компоненте, о тл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности анализа при изменяющемся токе камеры деления, в процессе регистрации ионных компонент измеряют текущее значение напряжения, пропорциональное току камеры деления, . причем измерение осуществляют одновременно с измерением выходного напряжения проточного детектора, после регистрации упомянутых ионных компо5 нент задают опорное напряжение, соответствующее выбранному для данной многокомнонентной смеси значению стабилизированного тока, а временной интер-.

sah, соответствующий k-,îé ионной

10 компоненте, определяют из выраже;. ния: Ь- g er

I =1 где ск — временной интервал, соответствую1б щий k-ой ионной компоненте; г- период измерения;

fl — количество измерений на интервале;

Ui-текущее значение напряжения, пропорциональное току камеры деления;

Ua опорное напряжение, соответствующее выбранному для данной мно 1гокомпонентной смеси значению стабилизироВан йогб ФОкй.

Q = — коэффициент коррекции вреUi

Uo менвого интервала..

1783402

Составитель В, Прусак

Техред М.Моргентал Корректор С.Юско

Редактор

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

Заказ 4511 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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