Устройство для диэлектрофоретического разделения дисперсных сред

 

t t t t 7442 85 ОПИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.03.78 (21) 2588542, 18-25 (51) 11. К:I.

6 01 N 15!02 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.80. Б1оллстсн1 ¹ 24 (4о) Дата опубликования ои1гсаиия 30.06.80 (53) УДК 543.544 (088.8) по делам изобретений и открытиЙ (72) Авторы изобретения

В. М. Фомченков и А. И. Мирошников

Институт биологической физики АН СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОГО

РАЗДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к технике разделения дисперсных частиц, отличающихся по электрическим характеристикам или размерам, в частности, биологических объектов, п может быть использовано в микробиологической и химической промышленности, а также в научных исследованиях.

Известны устройства для диэлектрофоретического разделения частиц, содержащие цилиндрическую камеру разделения, систему электродов, одним из которых служит цилин lptlческий корпус камеры, а вторым — металлическая проволока, проходящая по оси камеры; входной и коллекториыс патрубки (1).

К этому типу относится и наиболсс олизкос к предлагаемому устройство для диэлектрофорстического разделения клсток (2), содержащее цилиндрическую камеру разделения с внешним и осевым электродами, подключенными к источнику переменного напряжения, входным и выходным патрубкам.

Разделяемая смесь вводится в камеру разделения через входной патрубок и движется ламинарным потоком через систему электродов, создающих ортогональное потоку неоднородное электрическое поле. Под действием поля в области центрального электрода скапливаются частицы, имеющие больший размер пли большую электрическую иоляризуемость. Зги частицы пoToком несущей жидкости выводятся через вторую коллскторную трубку.

Однако это устройство не обеспечивает высокой эффективности разделения слабополяризу1ощихся частиц, в частности, суспендированных клеток.

Целью настоящего изобретения является

10 увеличение эффективности диэлектрофоретического разделеttttlt частиц.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено ип,шндрическим излучателем ультразвука, который расположен

15 снаружи камеры разделения коаксиально сй и подклlочеп 1 ttcTQ IIIIII

20 разделительной камеры.

Иа чертеже tt:Iot5pà)tlåío устройство в разрезе.

Устройство coctottr из входного патрубка

1, цилиндрической камеры разделения 2, 25 внешнего электрода 3 и осевого электрода

4, центральной коллскторной трубки 5, двух выходных патрубков 6 и 7, цилиндрического излучателя ультразвука 8 с фланцами 9, íà KQTopblx укреплены штуцеры 10.

30 Осевой электрод фиксируется по оси каме7

) ры с помо)цью пробки 11 it нсрсгорочки 12, » ivX) i npnJj;,11НО, i! СИЬ! ОТ»СрС Ã115! ),5, TO(lщ! н с i c(lo)< ци;!инд))и lсской камсры р !3;Ic, !c!!!,5! II МЯТСР) ЯЛ, ИЗ 1 ОТОРО! О О!!В ИЗГОТО»15! (. тся В t()rip Bio ) 05(тi!),i!! <(тобь(л f»ТрВЗВУКО»ЫС ВО ii;t>r ИРОХО T)t; ()1 «CPC:«(Ce С >vt.! нималь(tt (it(I 110Tccðëì(h Гсол(етриЛ1> ГраЗВv 1<2 8» biÎÈ ра)0 и B Ki! ) I i, (TOÃ(>(В МССТС P BCI!0 «0ЖДЯЛЯСЬ CTOH«25(v" 11 )>ЯЗ!3) КО1325! ВО 111 КОЛС02ТСЛЬНЯЯ С(

ИЯНРЯВЛСНЯ !10 ВССМУ СС IС 1(ii(0 КЯМСPhl 1>ДО. lh радиуса iio направлсни!о к осевому электроду или от пего. Таким образом, диаметр камеры не превышает длину ультразвуковой волны. Электроды 14 и 15 ультразвукового излучателя 8 иодклю lcllli к исгочиику

i1cpcMcfI!Ioi пяпр5(жси((51 16, 2 элскт1)оды 3 и 4 камеры раз,(слс(шя — к источнику переменно(0 r(«1(())HiKCИИЯ 1 /, 1Ясто ь! 1

Устройство работает следующим образом.

Вводимая чсрсз патрубок 1 разделяемая смесь через отверстия 13 гоступаст в камеру разделения, пройдя через которую, вы130,чится чсрсз выходные натруоки 6 и 7.

При подключении элсктродо» 3 и 4 к источнику переменного электрического иапряжсиия 17 в KB! tcpc разделения псрпсндикулярно потоку жидкости устанавливается нсо.(иороднос B;ieKTpi;»ccr

КОЛСОЯНий КО 1ОРОГО Ct! I!XPOII!(3!!PO»2!!h! С

1icт0чник0м 1(2IIp5tii

Э.! CKTP! I

»hfxop2 ir2 r

44285 (T. c. It; ) iI()n(ice tт б!.р(1!Отс, НЕt(TJ) 2,11>н(»1 K(),1,!(>I )Р(!O I . j) v n!<01 ) i! Il(:i—130, (я ся ii, > гтр01!с <.) (. (р(:, пят)>) .)0K 6.

Г С12,11>!..:5! <«\ Th жи Llv<)< I i, < С) ((Pi! ЯН!< i!

М(I;(< O.! HJ)iii)УС)i((l

I ! 2(.!Оло)ксн!.с к ))2«!C . сн:.;! ио оси

>,ЦИ Ii! t, J! !!, !ЯТС,!5! ),, t t>1 Раз(3> KB

, !:С, I!1«! I!32(1 Эфф(К! 111: ПОС 1 Ь Р <), 1(. Л(Н!(H, ТЯ I<

i<;IK tip!1 э !ом оосспе IL»32стся !i;-»сдс!!Ис и;! !

) 2», (СЛ5(С Лl Ы Х Ч ЯСТ!1!! Х, (O!! О, I I I 1 1Т(, I I>1!О ГО

Э. СК" P(1 !CCКОI Î Дн)(ОЛ ЬНО! О v(ОМЕНТЯ, 1 О, 13 с»ою очередь, увеличивает действующую па (их со стороны электрического поля силу, иод,чействие которой и достигается разделен;!с част:((L. То, г(о .чи() >(стр камеры раздслс (1115(Выбирают ра»ным )!(ли несколько л(ен! и(Ил!) длине ультразвуковой»олны, 00 cite н((32ст ИЯ Ож Icli!!(. Всех 1>23дс 151cM!)х

20 частиц в фазе стоячей ультразвуковой волны, соответс 13уюгце!(согласованной поляризации частиц ультразвуковыми и э,(сктрпчсскими полями.

9;g (.o(3MecTrto(f)prntcf(cI(«e B;(etie возмоткности ири их разделении.

В случае гстерогck((!h!x суспензнй ультраЗВ> КОВЯЯ ПОЛЯРИЗЯ IHH РЯЗЛИЧНЫХ KOM(!Oнсит моткет ряз tl(

КОИС НIОМ И O»e )rpiri!0;rriB К (y«)((« vty раздСленив частиц. При раз;(слснии клеточных суспензий жслател(»(о ):c)(oëüço)32Th водну!о среду с достаточно оольшой ионной силой, так как ири этом для них наиболее благоприятные условия. В то жс время, при использова шп только электрического поля увеличение ионной силы приво40 Zr(T к росту разогревания жидкости током ((роводимости и тепловой конвскции, нарушающсй раз.(слснис. В случае ультразвуковой поляризации частиц, ионну!о силу среД Ы М О Ж ! О Л> 13 (. Л П Ч И Т Ь, П P 11 ОД(! 0 13 P C .. I С)1110 M

СН1!5!<СН:(1! Н2ПР5!ЖСИНОСТ)1 Э,IС1<ТРИ«ССI<0! О !!0:! 5 тB К, <(тобь! )) 2»o i J)(1!Янис жидкости 13 нем ие ирсвьнн!)Ло;(опустилfv(n величину.

Уль (раз!Зуко!325! )inг!5!рнзац!Вч част.t:(прн

3T0vI при(!едет к тому, ITO частицы будут

5() HM(гь электри«сскнй(дипол(»(ый момент, достато (ый для 1(x раздслс(шя в электрическом поле меньшей величины. В итоге

УЛЪ «(ИЯ!ОТС5! Ус 10»ÈH, ПРИ l, )I!CCT»лястся раздслсш(с клеток и, следов пель () НО, < М(31!ЬИIЯСТС5! 13;I:15!11!!C VCTJ)OI(CT»2 !12 IХ жнзнесно(Обнос ь.

Формула изобретения

Устройство для диэлектрофоретического разделе(и(я дисперсных частиц, содержащее цилиндрическую камеру разделения с внешним и осевым электродами, подклю65 ченным к источнику переменного напряжс744285

Составитель Э. Скорняков

Техред В. Серякова

1зсдактор Н. Коляда

Корректоры: Е. Осипова и А. Степанова

Заказ 774/13 Изд. № 318 Тнракк 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапуно u, " ния, входной и выходные патрубки, отл ич а «о 1ц е е с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения, оно снабжено цилиндрическим излучателем ультразвука, установленным снаружи камеры разделения коаксиальпо ей и подключенным к источнику переменного напряжения, синхронизированному по частоте и фазе с источником переменного напряжения, по:1ключенным к электродам разделительной камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СШЛ, кл. 204 — 299, № 3423306, 1969.

2. В. Д. Мазон, P. М. Townsley «Canadian lînãïà1 of Microbiologic», чо1, 17, р. 879, 1971.