Способ разделения высокомолекулярных соединений, растворенных в жидкости

 

Использование: изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам разделения макромолекул, применяемым в биологических и биохимических исследованиях, а также в фармацевтической промышленности. Сущность изобретения: способ предусматривает подачу жидкости, содержащей в растворе высокомолекулярные соединения, в устройство для разделения, воздействие центробежного поля на жидкость и отбор фракций, обогащенных определенными высокомолекулярными соединениями. Устройство для разделения содержит несколько роторов ультрацентрифуг, соединенных по схеме каскада. Перед началом разделения осуществляют заполнение роторов жидкостями, имеющими различную плотность, причем разность плотностей жидкостей, заполняющих соседние по схеме каскада роторы ультрацентрифуг, должна быть постоянна вдоль каскада. Отбор фракций, обогащенных определенными соединениями, производят из рабочих полостей роторов. Способ обеспечивает повышение эффекта разделения и улучшение качеств разделенных фракций. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике. Оно может быть использовано в биологических и биохимических исследованиях, а также в фармацевтической промышленности.

Известен способ разделения высокомолекулярных соединений, растворенных в жидкости, предусматривающий подачу последней в устройство для разделения, воздействие центробежного поля на жидкость и отбор фракций, содержащих определенные высокомолекулярные соединения с увеличенной концентрацией.

Недостатком этого способа является недостаточно высокий коэффициент разделения, а также трудность отбора фракций, находящихся в одном объеме.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в увеличении эффекта разделения высокомолекулярных соединений, растворенных в жидкости, в возможности сосредоточения фракций, содержащих высокомолекулярные соединения с определенной плотностью молекул в высоких концентрациях, в ограниченных объемах, что упрощает отбор фракций.

Эта задача решается тем, что в предложенном способе разделения высокомолекулярных соединений, растворенных в жидкости, предусматривающем подачу последней в устройство для разделения, воздействие центробежного поля на жидкость и отбор фракций, обогащенных определенными высокомолекулярными соединениями, устройство для разделения содержит несколько роторов, соединенных по схеме каскада, и перед разделением роторы заполняют жидкостями, имеющими различную заданную плотность, причем разность плотностей жидкостей, заполняющих соседние по схеме каскада роторы ультрацентрифуг, должна быть постоянна вдоль каскада, при этом отбор фракций, обогащенных определенными высокомолекулярными соединениями, производится после достижения распределения концентраций по каскаду, близкого к равновесному.

На чертеже изображена технологическая схема предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом. Жидкостями различной плотности заполняют роторы 1,2,3,4,5, которые соединяют по схеме каскада. Каскад, изображенный на чертеже, включает пять роторов. При этом из каждого ротора выводят потоки жидкости, один из которых образует жидкость, двигающуюся вдоль ротора вблизи его периферии 6,7,8,9,10, а другой поток образует жидкость, двигающуюся вдоль ротора ближе к его оси 11, 12, 13, 14, 15. Эти потоки смешивают попарно на входах в насосы 16, 17, 18, 19, 20 и далее жидкость подают соответственно в роторы 1, 2, 3, 4, 5. Концевые роторы 1 и 5 каскада соединяют соответственно с емкостями 21 и 22 с помощью насосов 23 и 24. Емкости 21 и 22 заполняют жидкостями с различными заданными плотностями. Роторы заполняют так, чтобы разность плотностей жидкости в соседних по схеме каскада роторах была постоянна вдоль каскада.

Затем производят запуск всех роторов, составляющих каскад, и выводят их на рабочий режим. Одновременно запускают и все насосы. В этом режиме устройство работает определенное время, близкое к времени установления равновесного распределения концентраций высокомолекулярных соединений по роторам, составляющим каскад. Затем роторы тормозят до полной остановки, а из рабочих полостей роторов извлекают фракции жидкости, которые обогащены высокомолекулярными соединениями с определенной плотностью молекул.

Процесс разделения в соответствии с предлагаемым способом основан на зависимости коэффициента седиментации от разности плотностей молекул и жидкости, в которой они растворены. В роторе, в котором плотности молекул и жидкости равны, коэффициент седиментации этих молекул равен нулю. В роторах, соседних по схеме каскада с тем ротором, в котором коэффициент седиментации равен нулю, эти коэффициенты будут иметь противоположные знаки, и, следовательно, потоки выделяемых молекул будут направлены в тот ротор, в котором плотности выделяемых молекул и жидкости совпадают.

Таким образом, в каждом роторе, входящем в состав каскада, сосредоточатся те молекулы, плотность которых совпадает (или близка) с плотностью жидкости, находящейся в этом роторе. В итоге образуются фракции, каждая из которых находится в одном из роторов, содержащие преимущественно одну из компонент (с определенной плотностью молекул) при существенно сниженных концентрациях остальных высокомолекулярных соединений, находящихся в растворе.

Предложенный способ, например, может быть использован для выделения антитромбина III из плазмы крови. Антитромбин III является эффективным средством профилактики тромбозов и, в частности, рецидивов инфаркта миокарда. Предлагаемый способ позволяет получить фракцию, содержащую до 30 мМ антитромбина III, т.е. увеличить его концентрацию в 10⁴ раз по сравнению с имеющейся в плазме крови человека.

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, РАСТВОРЕННЫХ В ЖИДКОСТИ, предусматривающий подачу последней в устройство для разделения, воздействие центробежного поля на жидкость и отбор фракций, обогащенных определенными высокомолекулярными соединениями, отличающийся тем, что устройство для разделения содержит несколько роторов ультрацентрифуг, соединенных по схеме каскада, и предварительно перед началом разделения роторы заполняют жидкостями, имеющими различную плотность, причем разность плотностей жидкостей, заполняющих соседние по схеме каскада роторы, должна быть постоянна вдоль каскада, при этом отбор фракций, обогащенных определенными высокомолекулярными соединениями, производится по достижении распределения их концентраций, близкого к равновесному.

РИСУНКИ

Рисунок 1