Импульсная проточная аппаратура
1. ИМПУЛЬСНАЯ ПРОТОЧНАЯ АППАРАТУРА , преи1 у1цественно для исследования короткоживущих радикалов и кинетики меченных спиновыми метками биополимеров с помощью спектрометров электронного парамагнитного резонанса ( ЭЙР), содержащая два проталкивающих шприца с поршнями для .подачи исследуемых веществ, соединенных через проводящие системы со смешивающей и измерительной ячейками спектрометра ЭПР, отличающаяся тем, что в нее введены электромагннты с подвижными якорями, зубчатые стержни, пружины сжатия, конденсаторы , схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами, причем поршни проталкивающих шприцев соединены с якорями электромагнитов через зубчатые стержни и пружины сжатия, а схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами подключена к конденсаторам через катушg ки электромагнитов. 2. Аппаратура по п.1,.о т л и чающаяся тем, что подвижные якори электромагнитов снабжены возiвратными пружинами.
СО1ОЭ СОВЕТСКИХ ОРЛ И 6
РЕСПУБЛИК щ С 01 N 24/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ
v asmamoatv var
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ 1 (89) 137976 ГДР (21) 7770457/18-25 (22) 22.02.79 (Зl) WPG Ol N/203936 (32) 02.03.78 (33) ГДР (46) 15.10.84. Бюл. У 38 (72) Климес Норберт, Эберт Бернд и Ласманн Гюнтер (ГДР) (71) AKàðeìH дер Виссеншафтен (ГДР) (53) 538.69.083(088.8) (54) (57} 1. ИМПУЛЬСНАЯ ПРОТОЧНАЯ АППАРАТУРА, преимущественно для исследования короткоживущих радикалов и кинетики меченных спиновыми метками биополимеров с помощью спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЗПР), содержащая два проталкивающих шприца с поршнями для,подачи
„.Я0„,И 18904 А исследуемых веществ, соединенных че-: рез провддящие системы со смешиваю щей и измерительной ячейками спектрометра ЭПР, отличающаяся тем, что в нее введены электромагниты с подвижными якорями, зубчатые стержни, пружины сжатия, конденсато" ры, схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами, причем поршни проталкивающих шприцев соединены с якорями электромагнитов через зубчатые стержни и пружины сжатия, а схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами под" ключена к конденсаторам через катуш" ки электромагнитов. 3
2. Аппаратура по п.l, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что подвижные якори электромагнитов снабжены воз,вратнычи пружинами.
04 3
>магнитов.
Подвижные якори электромагнитов
;могут быть снабжены воэвратны>и пру,жинами.
1 !189
Изобретение относится к технической физике, а именно к импульсной
:смешивающей и проточной аппаратуре ,с использованием спектрометров элек" тронного парамагнитного резонанса (ЭПР), и может быть использовано при исследовании кинетики короткодвижущих радикалов и кинетики биополиме" ров со спиновыми метками, при исследовании оптических свойств биополи- Io меров с помощью оптических спектро"
:метров, а также .при исследовании проводимости биопрепаратов.
Известна смешивающая аппаратура для оптических измерений с испольIS зованием спектрометров, в которой применена механическая жесткая связь между проталкивающей системой и измерительной ячейкой (Rapid Mixing Sampling Techniques in Biochemistry;
Ed.Üó В.Chance. New Jork.Academic
Press, !964, р. 105-111.) °
Однако при прекращении подачи жидкости в аппаратуре возникают силь» ные микрофонические помехи, котор@е снижают точность измерений в случае 2$ использования указанной аппаратуры для ЭПР-спектроскопии.
Наиболее близкой к изобретению является импульсная проточная аппа-ратура, преимущественно для исследо" SII вания короткодвижущих радикалов и кинетики меченных спиновыми метками биополимеров с помощью спектрометров ЭПР, содержащая два проталкивающих шприца с поршнями для подачи исследуемых веществ, соединенных через проводящие системы со смешивающей и измерительной ячейками спектрометра ЭПР (Kertesz J.C., Moll W. The Operational Characteristics of à Stopped — flow System
for ESR Studies.- Jornal of Physics
E.Scientific Instruments, 1973,: ч; 6, 11> 10, р. 1009-1014).
Такая аппаратура прерванного потока (Stopped-flow) для ЭПР-спектроскопии имеет пневматическую проталкивающую систему и избранные дорогие магнитные вентиди. Кроме того, необходимы большие количества (1001000 мл!. исследуемых веществ, что практически исключает работу с дорогими биологическими веществами, которые. имеются только в малом количестве.
Цель изобретения — упрощение исследований биологических объектов в жидкой среде и устранение микрофонических помех.
Поставленная цель достигается тем, что в импульсную проточную аппаратуру, преимущественно для исследования короткоживущих радикалов и кинетики меченных спиновыми метками биополимеров с помощью спектрометров ЭПР, содержащую два проталкивающих шприца с поршнями для подачи исследуемых веществ, соединенных через проводящие системы со смешивающей и измерительной ячейками спек" трометра ЭПР, введены электромагниты с подвижными якорями, зубчатые стержни, пружины сжатия, конденсаторы, схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами, причем поршни проталкивающих шприцев соединены с якорями электромагнитов через зубчатые стержни и пружины сжатия, а схема управления разрядкой конденсаторов с тиристорами подключена к конденсаторам через катушки. электроНа фиг.! изображена схема импульсной проточной аппаратуры; на фиг.2 — проталкивающее устройство в деталях.
Импульсная проточная аппаратура содержит поршень l, проталкивающие шприцы 2, зубчатый стержень 3 с тяговым зубчатым зацеплением, электромагнит 4, пружину 5 сжатия, поднимающий якорь 6, захват 7, смешиваю-. щую ячейку 8, измерительную ячейку
9, приемный сосуд 10.
Показанная схематично проточная аппаратура состоит из двух проталкивающих шприцов (полиэтиленовые инъекционные шприцы 2), поршни 1 которых связаны через зубчатые стержни 3 с. тяговым зубчатым зацеплением и пружиной 5 сжатия с электромагнитами 4..
Проталкивающие шприцы 2 соединяются через гибкие шланги иэ .тефлона со> смешивающей 8 и измерительной 9 ячейками. Над измерительной ячейкой 9 находится приемный сосуд IO для вьг ходящей жидкости. При импульсной проточной аппаратуре два электромагнита путем подключения заряженных конденсаторов импульсно продвигают оба проталкивающих шприца. Магнитные ходы величиной .м 1 мм через .пружины сжатия передаются на зубчатые стержни, которые связаны с поршнями проталкивающих шприцев. Управление электромагнитами. осуществляется че
1118
pcs тиристоры с помощью разрядки конденсатора (150 yF, 600Ч): через магнитные катушки. Толчком жидкость из проталкивающих шприцев .через гибкие шланги вдавливается в смешиваю5 щую ячейку и оттуда попадает в измерительную ячейку, которая жестко присоединена к смешивающей ячейке.
Смешивающая ячейка состоит из плексигласа и имеет отверстия для притока и оттока. Место смешивания (два сопла, расположенные по касательной) находятся в приточном от» верстии измерительной ячейки. Измерительная ячейка является толстостенной \3 мм ) кварцевой плоской
t5 ячейкой, чтобы предотвратить разрушение при сильном толчке в жидкости в момент проталкивания.
Гибкие шланги и жесткая юстировка смещивающей и измерительной ячеек в резонаторе исключает помехи за счет передачи толчка на измерительную систему ЭПР. Количество толчков на одно заполнение шприца зависит от действующего объема проталкивающих, 25 шприцев. При действующем объеме 1 мл возможны например 10 толчков по О 1 мм.
Поскольку при одном толчке через измерительную ячейку (48 мл) прохо" дит четырехкратное количество жидкости (200 мл), обеспечивается пол- . ное удаление старого содержания ячейки и стационарные условия перед стопорением.
3S
Согласно изобретению магнитное проталкивание при соединении со спектрометром ЭПР позволяет достичь разрешение по времени 2 мс.
Вследствие типичного хода разрядки конденсатора максимальная сила электромагнита действует в начальный момент, когда для преодоления инерции столба жидкости требуется максимальное усиление, для начала
904 4 движения поршня проталкивающего шприца.
Кроме нормальной одновременной работы обоих шприцев возможно вызвать отдельные толчки либо компонента А, либо компонента Б исследуемого вещества. Благодаря импульсному проталкиванию электромагнитами нет необходимости в применении магнитных вентилей и стоп-шприцев. Проблемы со временем открывания и закрывания, вентилей в известной проточной аппаратуре при применении данного изобретения также не возникает..Электрическое включение электромагнитов через тиристоры дает возможность точного одновременного проталкивания поршней шприцев и запуска запо.минающего осциллографа..Расход веще- ства невелик (100 мл на толчок для каждого компонента ). Благодаря nput менению гибких шлангов из тефлона
iìåëäó проталкивающей системой, и измерительной ячейкой не вызываются .микрофонические помехи.
Технико-экономическая эффективность изобретения определяется тем, I что импульсная проточная аппаратура с использованием спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) позволяет измерить кинетику короткодвижущих радикалов или конформационную кинетику меченных спиновы-. ми метками биополимеров. Аппаратура проста в техническом исполнении, ис- ключает контакт металла с раствором: в системе и проста в обслуживании.
С.помощью электромагнитов исследуе- . мое вещество из проталкивающих шпри-, цев через проводящую систему импульсами транспортируется в смешивающую и измерительную ячейки спектрометра ЭПР. Расход веществ на один толчок не велик, что дает возможность исследовать малые количества биологических веществ k чувствительные ферменты.
111 904
Составитель В.Майоршин
Редактор М.Петрова Техред С.Мигунова Корректор В.Вутяга
Заказ 7444/31 Тираж 822 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4



