Устройство для разделения биологических жидкостей

Полезная модель направлена на упрощение конструкции и повышение эксплуатационной надежности устройства. Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для разделения биологических жидкостей, содержащем фильтрационный модуль, образующий проточную емкость, внутри которого размещена полупроницаемая перегородка, и побудитель расхода биологической жидкости, перегородка размещена тангенциально по отношению к движению потока и представляет собой трековую мембрану. Мембрану выполняют из материала, который обеспечивает в водных растворах приобретение ею электрического заряда заданного знака при контакте с биологической жидкостью. Фильтрационный модуль снабжен тремя патрубками - входным и выходным по движению жидкости, а также сливным для отвода жидкого компонента биологической жидкости, который прошел через трековую мембрану. Трековая мембрана может быть выполнена из материала, обеспечивающего приобретение ею отрицательного заряда, например, из полиэтилентерефталата. Для приобретения мембраной положительного заряда она может выполняться из полиэтилентерефталата, модифицированного полиэтиленимином и поливинилпирролидоном. В качестве побудителя расхода биологической жидкости возможно применение перистальтического насоса. В проточной полости фильтрационного блока может быть размещена тангенциально по отношению к движению потока вторая перегородка в виде трековой мембраны.

Предлагаемая полезная модель предназначена для проведения исследований различных биологических жидкостей, а более конкретно, для разделения компонентов биологических жидкостей.

Известно устройство для разделения белков, содержащее фильтрационный модуль, образующий проточную емкость, внутри которого размещена полупроницаемая перегородка, и побудитель расхода биологической жидкости (Заявка на изобретение RU 99113487, МПК B01D 61/42, опубликовано 10.06.2001 г.). Разделение белков из биологических суспензий осуществляют путем приложения электрического поля при помощи погруженных в жидкость электродов и фильтрации через полупроницаемые перегородки. Под действием электрического поля заряженные частицы захватываются электродами противоположного знака.

Недостатком данного устройства является необходимость использования внешнего источника постоянного тока, а также применение системы промывки, что приводит к усложнению конструкции.

Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков, преодоление зависимости функционирования устройства от наличия внешнего источника постоянного тока и системы промывки.

Техническим результатом является создание устройства, имеющего простую конструкцию и высокую эксплуатационную надежность.

Поставленная задача и необходимый технический результат достигаются тем, что в устройстве, содержащем фильтрационный модуль, образующий проточную емкость, внутри которого размещена полупроницаемая перегородка, и побудитель расхода биологической жидкости, перегородка размещена тангенциально по отношению к движению потока и представляет собой трековую мембрану.

Эту мембрану выполняют из материала, который обеспечивает в водных растворах приобретение ею электрического заряда заданного знака при контакте с биологической жидкостью. Фильтрационный модуль устройства снабжен тремя патрубками - входным и выходным по движению жидкости, а также сливным для отвода жидкого компонента биологической жидкости, который прошел через трековую мембрану.

Для приобретения мембраной отрицательного заряда ее выполняют например, из полиэтилентерефталата, а для приобретения мембраной положительного заряда в качестве материала используют, например, полиэтилентерефталат, модифицированный последовательно полиэтиленимином и поливинилпирролидоном. В качестве побудителя расхода биологической жидкости возможно, например, применение перистальтического насоса. В проточной полости фильтрационного блока может быть размещена (тангенциально по отношению к движению потока) вторая перегородка в виде трековой мембраны.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фигурой, на которой приведена схема устройства.

Устройство содержит фильтрационный модуль 1, внутренний объем корпуса которого образует проточную полость. В этой полости тангенциально по отношению к направлению потока в нижней части корпуса модуля установлена полупроницаемая перегородка 2, аналогичная перегородка 3 может устанавливаться в верхней части корпуса. Для подвода биологической жидкости используется входной патрубок 4, а для отвода патрубок 5. В днище корпуса модуля 1 выполнен сливной патрубок 6, гидравлически подключенный к емкости 7 сбора фильтрата. В гидравлическую систему устройства включены ресивер 8 биологической жидкости и побудитель движения биологической жидкости 9, например перистальтический насос. Обе перегородки выполнены в виде трековых мембран, причем для их изготовления применен материал, который обеспечивает приобретение мембраной заданного знака заряда при контакте с биологической жидкостью.

Устройство функционирует следующим образом. Насос 9 подает под небольшим избыточным давлением биологическую жидкость из ресивера 8 через входной патрубок 4 в фильтрационный модуль 1. Жидкость тангенциально движется относительно перегородок 2 и 3, которые выполнены в виде трековых мембран. Часть раствора под действием трансмембранного давления проходит через мембраны 2 и 3 и через патрубок 6 сливается в емкость 7. Под действием электростатического взаимодействия частицы биологической жидкости, несущие заряд противоположного знака заряду поверхности каждой из мембран, сорбируются на поверхности мембран и в их порах. Остальные компоненты биологической жидкости через патрубок 5 возвращаются в ресивер 8. Благодаря циркуляции биологической жидкости по замкнутому контуру обеспечивается высокая производительность устройства и высокая степень извлечения необходимого компонента.

Как пример использования предлагаемой установки можно привести процесс извлечения кислых белков (например, бычий сывороточный альбумин и ферритин) из раствора, содержащего кислые и основные белки (например, цитохром С и лизоцим). Трековая мембрана из полиэтилентерефталата в водных растворах при рН>3 заряжается отрицательно. Поэтому адсорбция кислых белков, имеющих отрицательный заряд, на мембране практически отсутствует.

При модификации мембраны последовательно полиэтиленимином и поливинилпирролидоном заряд мембраны в водных растворах становится положительным, кислые белки в результате электростатического взаимодействия связываются с поверхностью мембраны и после извлечения мембраны могут быть использованы для анализа. При этом основные белки биологического раствора не оседают на мембранах, а остаются в растворе.

Данный пример является иллюстрацией промышленного применения предлагаемой полезной модели.

1. Устройство для разделения биологических жидкостей, содержащее фильтрационный модуль, образующий проточную емкость, внутри которого размещена полупроницаемая перегородка, и побудитель расхода биологической жидкости, отличающееся тем, что перегородка размещена тангенциально по отношению к движению потока и представляет собой трековую мембрану, выполненную из материала, который обеспечивает в водных растворах приобретение мембраной электрического заряда при соприкосновении с биологической жидкостью, фильтрационный модуль снабжен тремя патрубками - входным и выходным по движению жидкости, а также сливным для отвода жидкого компонента биологической жидкости, который прошел через трековую мембрану.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трековая мембрана выполнена из материала, обеспечивающего приобретение ею отрицательного заряда, например из полиэтилентерефталата.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что трековая мембрана из полиэтилентерефталата химически модифицирована реагентом, обеспечивающим приобретение ею положительного заряда, например последовательно полиэтиленимином и поливинилпирролидоном.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве побудителя расхода биологической жидкости применен перистальтический насос.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в проточной полости фильтрационного блока размещена тангенциально по отношению к движению потока вторая перегородка в виде трековой мембраны.