Устройство для электрофореза в потоке жидкости

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗЬВРЕТЕ Ы ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свяд-ву (22) Завалено 18. 08.80 {21) 2974768/18-25

Сото з Советских

Соцналнстнчесяих

Реслттблня м930094 (5l )NL. Кл. с прнсоедяненнеет заввкн М

1 (23) Прнорятет

G 01 N 27/26 тввуааьретюйвхьй N0NNT97

СССР ве делен хеобретенхВ н втхрытхв (53) УЙК 543.545 (088.8) Опублнковано 23 ° 05 82 Вюллеуень М 19

Дата онублнковання опнсаняв 23.05.82

В.Н. Брезгунов и В.И. Фомче (72) А вторы язобретення ф и °

Всесоюзный научно-исследовательский институт прикладиад иикррбиолргии !"- "" (71) Заявнтель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЛЕКТРОФОРЕЗА В ВОТОКЕ

ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к устрой= ствам для электрофореза и может быть использовано для разделения смесей частиц s микробиологической и химической промышленности, в медицине, а также в научных исследованиях.

Известно устройство для электрофоретического разделения частиц, содержащее спиральную камеру разделения, по бокам которой размещены электродные отделения с электродами, отделенные от камеры полупроницаемыми мембранами, на входе камеры разделения расположен инжектор, а на выходе — коллектор f1).

Наиболее близким техническим решением является устройство для электрофореэа в потоке жидкости, содержащее камеру разделения, образованную внешним цилиндром и установленным вдоль его продольной оси цилиндрическим сердечником из намагничивае" мого металла с постоянными магнитами на его концах, соединенную по

2 торцам с электродными отделениями с электродами, инжектор на входе каме- ры разделения и коллектор на ее выходе 12).

Однако устройства не обеспечивают высокой эффективности разделения из-эа серповидного искажения поперечного сечения полос разделенных фракций, вызванного гидродинамическим и электроосмотическим профилями, скоростей потока жидкости.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для электрофореза в потоке жидкости,содержащем камеру разделения, образованную внешним цилиндром и установленным вдоль его продольной оси цилиндрическим сердечником из намагничиваемого металла с постоянными магнитами на его концах, соединенную по торцам с электродными отделениями с электродами, инжектор на входе

930094 4 камеры разделения и коллектор на ее выходе, внешний цилиндр камеры разделения выполнен из двух. неподвижных, соединенных с электродными отделениями частей и расположенной между ними подвижной части, при этом коллектор размещен по окружности неподвижной части внешнего цилиндра, а подвижная часть внешнего цилиндра и цилиндрический сердечник связаны с дополнительно введенным внешним приводом с возможностью их вращения вокруг продольной оси цилиндра.

Вращение подвижной части внешнего цилиндра и цилиндрического сердечника в направлении вращения потока жидкости в камере разделения позволяет выравнять профиль скоростей потока несущей жидкости по толщине камеры и тем самым устранить серповидное искажение полос разделенных фракций.

Установка коллектора по окружности внешнего цилиндра, т.е. под более острым чем в известном устройстве углом к полосе разделенных фрак ций, позволяет отбирать их с большей дробностью.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, в разрезе, на фиг. 2сечение А-А на фиг.1.

Устройство состоит из внешнего цилиндра, содержащего подвижную часть 1 и две неподвижные части

2 и 3, выполненные из фторопласта и скрепленные с электродными отделениями 4, а именно с их корпусом

5, цилиндрического сердечника 6, выполненного из намагничиваемого металла и покрытого тонкой (около

0,2 мм) оболочкой из диэлектрического материала фторопласта), установленного с зазором относительно внешнего цилиндра, зазор служит камерой 7 разделения. На неподвижной части 3 внешнего цилиндра крепится инжектор 8 в виде трубки, введенной в камеру 7 разделения, а на неподвиж ной части 2 выполнен коллектор 9 в виде ряда отверстий по ее окружности и переходящих в гибкие трубки

10, разводящие разделяемые фракции

11 и несущую жидкость по пробиркам

12. Электродное отделение 4, примыкающее к неподвижной части 3 внешнего цилиндра состоит из корпуса

5, электродов 13, перегородок 14 и 1.5, полупроницаемых мембран 16 (ионообменных) и 17 (диализных), закрывающих отверстия в перегородках 14 и 15. В стенке корпуса 5 примыкающей к неподвижной части 3 внешнего цилиндра, выполнен ряд отверстий 18, соединяющих камеру 7 разделения с электродным отделением

4. Электродное отделение 4, примыкающее к неподвижной части 2 внешнего цилиндра, имеет несколько отличную конструкцию, а именно в нем содержится только перегородка 14, в которой выполнены отверстия,закрытые ионообменными мембранами 16.

Диализные мембраны 17 в этом случае закрывают отверстия 18, соединяющие электродное отделение 4 с камерой

7 разделения. С торцов к сердечнику

6 жестко прикреплены постоянные магниты 19 направленные одноименны50

20

Через отверстия 17 несущая жидкость поступает в камеру 7 разделения и, пройдя через нее, выходит через отверстия 9 и разводится коллекторными трубками 10 по пробиркам 12. Разделяемая смесь вводится в слой несущей жидкости через инжекторную трубку 8. Примыкающие к сердечнику 6 с его торцов постоянми полюсами друг к другу.

Устройство работает следующим образом.

Полости электронных отделений

4, в которых расположены электроды

13, заполняются электродным буферным раствором и непрерывно промываются по замкнутому контуру с помощью внешнего насоса (не показан) для удаления и нейтрализации продуктов электролиза.

Отделение от указанных полостей перегородками 14 полости заполняются и непрерывно промываются буферным

3S раствором, идентичным раствору,используемому в камере 7 разделения в качестве несущей жидкости. Этот раствор циркулирует по автономному замкнутому контуру. В результате

40 градиенты электропроводности и рН, возникающие под действием электрического тока в близлежащем к ионообменным мембранам 16 объеме жидкости, не распространяются в камеру

7 Ра -.54еления и не нарушают задан ных физико-химических параметров несущей жидкости. Несущая жидкость поступает в полость электродного отделения 4, примыкающую к неподвижной части 3 внешнего цилиндра.

5 93.00 ные магниты 19 создают в объеме ка-., : меры 7 разделения радиальное магнитное поле, При подключении электродов 13 к внешнему источнику постоянного тока (не показан) через содержащуюся в камере 7 разделения жидкость протекает осевой электрический ток, который взаимодействует с радиальным магнитным полем. В результате на несущую жидкость дей- 10 ствует сила, приводящая к движению ее в цилиндрическом зазоре камеры

7 разделения по замкнутому контуру вокруг продольной оси камеры 7.

Внешний привод через зубчатую переда- 1s чу (не показано) приводит во вращение подвижную часть 1 внешнего цилиндра и сердечник 6 с магнитами

19. Направление вращения совпадает с направлением вращения несущей жид- zo кости под действием электрического и магнитного полей. Величины скоростей вращения несущей жидкости и стенок камеры 7 разделения близки друг к другу и являются регулируе- 25 мыми параметрами. В результате их совместного вращения в камере разделения устанавливается замкнутый поток несущей жидкости с равномерным распределением скоростей течения зв по толщине камеры и наложенный на него ссевой поток несущей жидкости, направленный от инжектора 8 к коллектору 9 и имеющий параболический профиль емкостей. Под действием этих двух потоков струя разделяемой смеси частиц описывает в камере 7 разделения спиральную траекторию, расходящуюся на ряд траекторий в случае, если смесь делится на ряд фракций 4О

11, каждая из которых содержит частицы с равной электрофоретической подвижностью. Эти фракции попадают в разные коллекторные отверстия 9 и по коллекторным трубкам 10 в раз- 4> ные пробирки 12.

94

О

Как показал расчет, в предлагаемом устройстве может быть достигнуто полное исключение серповидного искажения полос разделенных фракций.

При этом при диаметре камеры разделения 3 см, необходимая скорость вращения ее стенок не превышает

1 об./мин. Разрешающая способность устройства при этом может быть повышена на 303.

Формула изобретения

Устройство для электрофореза в потоке жидкости, содержащее камеру разделения, образованную внешним цилиндром и установленным вдоль его продольной оси цилиндрическим сердечником из намагничиваемого металла с постоянными магнитами на его концах, соединенную по торцам с электродными отделениями, содержащими

1 электроды, инжектор на входе камеры разделения и коллектор на ее выходе, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности устройства, внешний цилиндр камеры разделения выполнен из двух неподвижных, соединенных с электродными отделениями частей и расположенной между ними подвижной части, при этом коллектор размещен по окружности неподвижной части внешнего цилиндра, а подвижная часть внешнего цилиндра и цилиндрический сердечник связаны с дополнительно введенным внешним приводом с возможностью их вращения вокруг продольной оси цилиндра. !

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 580490, кл. G 01 N 27/26, 1977.

2. Патент СШР 1 3451918, кл. С 01 N 27/26, 1969.

930094

12

Составитель В. Тихонов

Редактор Т. Киселева . Техред М. Тепер Корректор В. Бутяга

Заказ 3455/54 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4