Измеритель электрофоретической подвижности всплывающих частиц
Й::... -„ ое с из опт н т тЕНт„ и С"А" НИ
Е 11>458756
Союз Советских
Социалистических
Республик
О П
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— !
22) Заявлено 16.02.73 (21) 1883837, 26-25 (51) М.Кл. Ст 01п 27/26 с присоединением заявки №вЂ” государственный KOMIITBT
Совета Министров СССР
Ilo делам изобретений и открытии (23) Приоритет—
Оп бликовано 30.01.75. Бюллетень ¹ 4 (53) УДК 543.275 (088.8) Дата опубликования описания 12.06.75 (72) Авторы изобретения
В. А. Ненашев и Ю. В. Шишлов
Институт биологической физики Академии наук СССР (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОЙ ПОДВИЖНОСТИ
ВСПЛЪ|ВАЮЩИХ ЧАСТИЦ
Изобретение относится к области коллоидной химии, изучающей заряд и адсорбцию веществ на границе раздела двух сред, электрокинетические явления. Изобретение можег быть использовано для анализа сорбционных свойств масляных и воздушных пузырьков, применяемых во флотационных н очистных установках, н подбора оптимальных условий работы таких установок.
Известна установка для мпкроэлектрофореза, представляющая собой либо стеклянный капилляр (до 1 — 1,5 мм в диаметре), либо плоскую тонкую прозрачную прямоугольную камеру (толщиной до 1 — 2 мм), заполненные раствором, в котором взвешены исследуемые клетки или частицы размером до 100 мк. По возможности, исключается всякое движение раствора, в том числе конвекционное, что достигается за счет хорошей герметизации и термостатирования камеры (капилляра). Затем вдоль камеры подается электрическое напряжение и частицы приходят в движение. |1аблюдая за движением частиц в микроскоп, измеряют нх скорость, а затем, зная величину электрического поля, вычисляют электрофоретическую подвижность частиц.
С целью измерения электрофоретической подвижности любых всплывающих частиц и пузырьков размером до нескольких десятых миллиметра в потоке раствора и возможность такого измерения в условиях непрерывно меняющегося состава раствора и температуры на одной и той же частице подача постоянного потока раствора производится через вертикально расположенную электрофоретическую камеру с круглым сечением, соединенную с воронкой для подачи раствора и стаканом для отвода раствора и окруженную водной рубашкой, обеспечивающей разность температур ка10 меры раствора последовательным расположеrием электродов по ходу движения раствора.
Для постоянства потока раствора система подачи раствора содержит регулирующие краны и устройство автоматического поддержания разности уровней жидкости в воронке и в стакане.
Постоянный поток раствора через камеру обеспечивает фиксацию всплывающей частицы по оси камеры и возможность непрерывного
20 изменения состава и температуры раствора в процессе измерения. Постоянная разность температур камеры и рубашки обеспечивается за счет конвекционных потоков фиксации частипы по радиусу камеры. Больший, по сравне 25 пню с аналогами, диаметр камеры позволяет использовать в установке частицы диаметром до 0,5 мм. Таким образом, можно производить измерения электрофоретической подвижности в потоке раствора на одной и той же всплы30 вающей частице с изменениями температуры и
458756 состава раствора в процессе измерения.
На чертеже пригедена принципиальная схема установки.
Оспо«11ой частшо устройства является электрофоретическая камера 1, представляющая собой верт11кально расположенную стеклянну1о трубку с открытым отверстием внизу. Камера заключе11а в прямоугольную стеклянну1о водную рубашку 2, соединенную с термостатом через симметрично расположенные отводные трубки 3, 4 вверху и внизу камеры. Трубки 4 служат для ввода раствора в рубашку, а трубки 3 — для его вывода. Нижний I
Электроды изготовлены в виде серебряных проволочек, погру>KeIIIIblx в раствор хлористого калия и соедHIIbIIIIblх с камерой с помощью агаровых мостиков, приготовленных на соответствующем солевом растворе. В верхней части камера соединена с кранами 10, регулиру1ощими скорость потока водного раствора « камере. Исследуемый водный раствор подается в камеру сверху с помошью сосудов 11 и 12 и стеклянной воронки 13. Сосуд 12 содержит исследуемый раствор, а система 14, состояшая из пробки и двух стеклянных трубок, служит для поддержания раствора в воронке 13 па одном и том же уровне. Система, состояшая из сосуда 11, крана 15 и трубки, соединя1ощей воздушные объемы над растворами в сосудах
11 и 12, слу>кат для введения добавок из сосуда 11 в исследуемый раствор сосуда 12 без и;,менения уровня в воронке 13. Стрелками 16 и
17 обозначены термометры и рН электроды, фиксиру1о1цие температуру и рН раствора в течение опыта. В рабочем состоянии вся система заполнена раствором. Ввод исследуемых частиц в электрофоретическуlo камеру 1 производится из стакана 5 через нижний конец камеры. Наблюдение за движением частиц и измерение их параметров и положения в камере производится с помощью микроскопа в средней части камеры (по ее длине).
Частица (или несколько частиц) вводится через нижнее отверстие камеры 1 и всплывает. При попадании частицы в поле зрения микроскопа ее движение останавливается встречным потоком водного раствора с помощью кранов 10. Подбором потока раствора в камере 1 и температуры в рубашке частица фиксируется в определенной точке камерь1.
Затем с помощью электродов и источника IIII тания подается напряжение, измеряемое э1ектродами 8 и вольтметром 9. Измеряется скорость движения частицы, индуцированная подачей напряжения. Затем ток отключается изменением потоков в камере и рубашке и температуры в рубашке, частица перемещается по радиусу камеры и занимает новое положение.
В этом положении вновь включается напряжение и измеряется скорость движения частиц. В обоих положениях измеряются два IIaраметра: скорость движения частицы под влиянием электрического поля и ее расстояние по радиусу от центра камеры. Измерение этих параметров B двух различных точках по радиусу
15 камеры, а также напря>кенности электрического поля позволяет с помощью обычных формул вычислить электрофоретическую подвижность и потенциал частицы. Далее из сссуда 11 производится добавка какого-либо
2о раствора в сосуд 12 с исследуемым раствором.
Производя затем описанные выше измерения и вычисления, получаем новые значения электрофоретической подвижности и потенциала, обусловленные такой добавкой.
>5 Устройство позволяет оценить заряд и адсорбционную способность пузырьков флотациоиной эмульсии, имитировать процесс флотаuèè непосредственно на установке и одновременно по изменению электрофорет11ческо11 подви>кности пузырька судить об эффективности и физико-химическом механизме флотации. Это позволяет целена1правле нно выбирать условия флотации, оптимальные для каждого конкретного случая, Возможно применение установки и для исследования адсорбции ионов раствора на частицах. Такими частицами могут быть воздушные и масляные пузырьки, окруженные тонкой пленкой твердые частицы.
-1 0
Предмет изобретения
Измеритель электрофоретической подвижности всплывающих частиц, содержащий электрофоретическую камеру с электродами и оптический регистратор, отличаюшийся тем, что, с целью измерения электрофоретической подвижности микрочастиц, камера выполнена в виде вертикальной колонки, снабженной во5ю ронкой, расположенной перед колонкой, системой подачи растворов со средствами регулировки скорости подачи и разности уровней жидкости и кюветой, расположенной на выходе колонки для оттока раствора, а электроды
55 располо>кены последовательно по ходу движения раствора в верхней и нижней частях колонки.
458756
Составитель В. Закатов
Техред А. Камышникова
Корректор Л. Котова
Редактор Л. Цветков
Заказ !554 Изд. № !035 Тираж 902
ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Обл. тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли
