專利名稱：垂直電泳荷電粒子的分離設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于利用電泳原理的工業(yè)分離與分析分離設(shè)備，特別涉及到可用于連續(xù)制備和污水處理的垂直電泳荷電粒子的分離設(shè)備。
荷電粒子(有機(jī)粒子及無(wú)機(jī)離子)在電場(chǎng)作用下的泳移行為-電泳，已經(jīng)被人們用來(lái)進(jìn)行分離、分析鑒定許多可荷電物質(zhì)。常見(jiàn)的如紙上電泳，板層電泳及凝膠電泳已經(jīng)被人們應(yīng)用多年，但都是以分離分析為目的，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)制備目的。
本發(fā)明將吸附材料和電泳電場(chǎng)相結(jié)合，使用垂直電場(chǎng)，即電場(chǎng)方向與流體流動(dòng)方向相互垂直，在流體沿流動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，其中所含的荷電粒子按垂直于流體流動(dòng)方向而泳移，由于各種粒子的荷電量和粒子本身大小不同，泳移速度不同而分離。同時(shí)由于流體的洗脫作用，粒子也沿流體流動(dòng)方向移動(dòng)，最后沿著曲線軌道而遷移。流體由特殊的收集方法收集，使分離后的物質(zhì)從不同的收集口排出，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)地分離與制備，并可用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和水處理過(guò)程(如脫鹽，海水淡化等)。
本發(fā)明的目的是提出用于不同目的，不同場(chǎng)合的連續(xù)垂直電泳分離設(shè)備。其設(shè)備形式包括用于微量蛋白質(zhì)，生物酶，生物活性物質(zhì)提純分離的小型設(shè)備，也包括用于大規(guī)模無(wú)機(jī)鹽分離的大型設(shè)備，包括由色層紙為支撐材料的平面垂直電泳設(shè)備，也包括用硅膠等為支撐材料的立體垂直電泳設(shè)備。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是一種垂直電泳荷電粒子的分離設(shè)備由設(shè)備箱體(4)，層析支撐材料，一對(duì)或若干對(duì)電泳電極(5)，加料器(1)，樣品收集器(6)組成。層析支撐材料可以用色層紙(2)或色層硅膠(8)。電泳電極(5)的分布可以是一對(duì)平面電極，一對(duì)立體電極或兩對(duì)立體電極，其主要特點(diǎn)為電極所形成的電場(chǎng)方向與流體流動(dòng)方向相垂直，使荷電粒子在沿流體流動(dòng)方向移動(dòng)的同時(shí)，受電場(chǎng)力作用發(fā)生垂直于流體流動(dòng)方向的偏移而實(shí)現(xiàn)分離。
當(dāng)用色層紙(2)為支撐材料，電泳電極(5)采取平面垂直分布時(shí)，將用于洗脫的展開(kāi)劑放于展開(kāi)劑槽(7)中，色層紙(2)上端浸在展開(kāi)劑槽(7)中，待分離試樣通過(guò)加料器(1)施加于色層紙中心線上或適當(dāng)部位。電泳電極(5)夾住色層紙(2)，電極由支架(3)固定。色層紙底邊緣剪成鋸齒狀，每個(gè)尖端設(shè)置一個(gè)收集器(6)，收集不同的組分?？梢韵蚣恿掀?1)中連續(xù)加樣而從收集器(6)中連續(xù)取走分離的物料，實(shí)現(xiàn)連續(xù)分離。視所用展開(kāi)劑的揮發(fā)程度來(lái)決定是否需要將整個(gè)裝置設(shè)置在密閉的箱內(nèi)，使其蒸汽平衡。當(dāng)用有機(jī)溶劑作展開(kāi)劑時(shí)，采用密閉箱體(4)；當(dāng)用水溶液作展開(kāi)劑時(shí)，采用開(kāi)放系統(tǒng)。其中進(jìn)樣速度與物質(zhì)組分?jǐn)?shù)，所加電壓，色層紙寬度均有關(guān)系。對(duì)于寬度為30厘米的色層紙，所加電壓一般為1～10伏／厘米。組分?jǐn)?shù)5個(gè)以下時(shí)，進(jìn)樣量10～50毫升／分鐘；組分?jǐn)?shù)5個(gè)以上時(shí)，進(jìn)樣量1～10毫升／分鐘。同時(shí)，色層紙底邊緣的鋸齒數(shù)多少，也與分離效率有關(guān)，一般鋸齒數(shù)可與組分?jǐn)?shù)相一致或多于組分?jǐn)?shù)。色層紙的寬度，同樣影響分離效率，色層紙的寬度隨著組分?jǐn)?shù)增多而加寬，每組分的寬度在1～3厘米之間，寬度加寬后仍應(yīng)滿足電壓的要求。
當(dāng)以色層硅膠(8)為支撐材料，在由絕緣材料制成的箱體(4)中對(duì)稱設(shè)置一對(duì)電泳電極(5)時(shí)，箱體(4)內(nèi)充滿色層硅膠(8)，箱體底部均勻分成若干網(wǎng)格(9)，每網(wǎng)格中心有一排水孔(10)，每一排水孔下設(shè)一個(gè)收集器(6)，待分離物料由加料器(1)在箱體(4)上端加入，其中不荷電的粒子將在中間收集器內(nèi)獲得，不同電性的荷電粒子在接近相反電極板的收集器中獲得，其控制條件與紙質(zhì)支撐材料時(shí)相同。
當(dāng)以色層硅膠(8)為支撐材料，在由絕緣材料制成的箱體(4)中對(duì)稱設(shè)置二對(duì)電泳電極(5)時(shí)，箱體(4)內(nèi)充滿色層硅膠(8)，箱體底部均勻分成若干網(wǎng)格(9)，每網(wǎng)格中心有一排水孔(10)，每一排水孔下設(shè)一個(gè)收集器(6)，待分離物料由加料器(1)在箱體(4)上端加入，其中不荷電的粒子將在中間收集器內(nèi)獲得，不同電性的荷電粒子在接近相反電極板的收集器中獲得，其控制條件與紙質(zhì)支撐材料時(shí)相同，但其分離效果較一對(duì)電極時(shí)為優(yōu)。
本發(fā)明所能達(dá)到的效果是1．微量生物活性物質(zhì)(酶，激素，蛋白，DNA，RNA，質(zhì)粒等)的連續(xù)分離與提純，對(duì)于難分離物質(zhì)，可以串聯(lián)兩極或多極進(jìn)行連續(xù)分離，直到達(dá)到預(yù)期分離水平。
2．大規(guī)模生產(chǎn)或副產(chǎn)氨基酸的回收，可以將十八種氨基酸有選擇性的逐級(jí)分離。
3．無(wú)機(jī)鹽廢水的處理，將無(wú)機(jī)鹽的陰、陽(yáng)離子泳移到電極表面，在電極表面發(fā)生電極反應(yīng)或析出金屬(陰極)或氧化成其它物質(zhì)(陽(yáng)極)，從而將它們從廢水中脫除，此方法可應(yīng)用電鍍工業(yè)，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，有機(jī)合成工業(yè)，海水淡化等。
上述三種分離設(shè)備可串聯(lián)組成多級(jí)分離，以滿足各種不同的分離要求。
圖一為以色層紙為支撐材料的垂直電泳分離設(shè)備結(jié)構(gòu)二為以硅膠為支撐材料的立體垂直電泳分離設(shè)備結(jié)構(gòu)三為以硅膠為支撐材料的雙向立體垂直電泳分離設(shè)備結(jié)構(gòu)圖實(shí)施例1用聚氯乙烯材料制成的30厘米×30厘米×40厘米的箱體中，放置一對(duì)石墨電極，內(nèi)充硅膠G，下設(shè)4×4共16個(gè)收集器，上設(shè)連續(xù)送料泵提供待分離樣品，在電壓30伏的條件下，對(duì)味精生產(chǎn)廢液中的氨基酸進(jìn)行分離，在供液0．5升／小時(shí)條件下，PH值保持原始生產(chǎn)廢液的PH=2．5，經(jīng)一級(jí)電泳可將氨基酸濃縮在4個(gè)收集器中，并呈有規(guī)律的分布，可獲得不同種類(lèi)的氨基酸樣品。
實(shí)施例2用聚氯乙烯材料制成的30厘米×30厘米×40厘米的箱體中，放置一對(duì)石墨電極，內(nèi)充硅膠G，下設(shè)4×4共16個(gè)收集器，上設(shè)連續(xù)送料泵提供待分離樣品，在電壓30伏的條件下，對(duì)PH為7的氯化鈉廢液進(jìn)行分離，在供液0．5升／小時(shí)條件下，經(jīng)一級(jí)電泳可收集4類(lèi)樣品，PH分別為1、3、6、13，可獲得酸、堿及中性無(wú)鹽水。
實(shí)施例3用聚氯乙烯材料制成的30厘米×30厘米×40厘米的箱體中，放置一對(duì)石墨電極，內(nèi)充硅膠G，下設(shè)4×4共16個(gè)收集器，上設(shè)連續(xù)送料泵提供待分離樣品，在電壓30伏的條件下，對(duì)PH為7的硫酸鈉廢液進(jìn)行分離，在供液0．5升／小時(shí)條件下，經(jīng)一級(jí)電泳可收集3類(lèi)樣品，分別為氫氧化鈉、硫酸、及中性無(wú)鹽水。
權(quán)利要求
1．一種垂直電泳荷電粒子的分離設(shè)備，其特征是由設(shè)備箱體(4)，層析支撐材料(2)或(8)，一對(duì)或兩對(duì)電極(5)，連續(xù)加料器(1)及連續(xù)樣品收集器(6)組成。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離設(shè)備，其特征在于電泳支撐材料可用色層紙(2)或色層硅膠(8)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離設(shè)備，其特征在于電泳電極(5)的分布可以是一對(duì)平面電極，一對(duì)立體電極或二對(duì)立體電極，使電極所形成的電場(chǎng)方向與流體流動(dòng)方向相垂直，荷電粒子在沿流體流動(dòng)方向移動(dòng)的同時(shí)，受電場(chǎng)力作用發(fā)生垂直于流體流動(dòng)方向的偏移而實(shí)現(xiàn)分離。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離設(shè)備，其特征在于可串聯(lián)組成二級(jí)或多級(jí)分離過(guò)程。
全文摘要
垂直電泳荷電粒子的分離設(shè)備包括層析支撐材料、電泳電極、進(jìn)料器、收集器等,應(yīng)用電泳電場(chǎng)與流體流動(dòng)方向相互垂直的基本過(guò)程,使荷電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生彎曲而最終通過(guò)樣品收集器將物質(zhì)分離。它可于任何荷電粒子從任一流體中的連續(xù)分離,既可用于分析目的,又可用于制備目的,也可用于流體電解目的(污水處理,海水淡化等)。
文檔編號(hào)B01D57/02GK1205241SQ97105169
公開(kāi)日1999年1月20日 申請(qǐng)日期1997年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月14日
發(fā)明者周集體, 楊鳳林, 項(xiàng)學(xué)敏, 王棟, 王競(jìng), 楊衛(wèi)身 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)