RU2058193C1 - Method to separate dissolved in liquid high-molecular compositions - Google Patents

Abstract

FIELD: medicines production process. SUBSTANCE: method provides feeding of liquid with dissolved high-molecular compositions into device for their separation, action of centrifugal field on the liquid and separation of fractions enriched with definite high-molecular compositions. Device for separation has several rotors of ultracentrifuges connected according to cascade scheme. Before beginning of separations rotors are filled with liquids with different density. In the case difference of liquids densities filling neighboring in cascade scheme rotors of centrifuges is to be constant along the cascade. Separation of fractions enriched with definite compositions is exercised from working cavities of rotors. EFFECT: method provides increase of separation effect and quality improvement of separated fractions. 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике. Оно может быть использовано в биологических и биохимических исследованиях, а также в фармацевтической промышленности. The invention relates to medical equipment. It can be used in biological and biochemical studies, as well as in the pharmaceutical industry.

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. A known method of separation of high molecular weight compounds dissolved in a liquid, comprising supplying the latter to a separation device, the action of a centrifugal field on a liquid and the selection of fractions containing certain high molecular weight compounds with an increased concentration.

Недостатком этого способа является недостаточно высокий коэффициент разделения, а также трудность отбора фракций, находящихся в одном объеме. The disadvantage of this method is the insufficiently high separation coefficient, as well as the difficulty of selecting fractions in the same volume.

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. The technical problem solved by the invention is to increase the effect of separation of high molecular weight compounds dissolved in a liquid, the possibility of concentration of fractions containing high molecular weight compounds with a specific density of molecules in high concentrations, in limited volumes, which simplifies the selection of fractions.

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. This problem is solved in that in the proposed method for the separation of macromolecular compounds dissolved in a liquid, comprising supplying the latter to the separation device, the action of a centrifugal field on the liquid and the selection of fractions enriched with certain high molecular weight compounds, the separation device contains several rotors connected according to the cascade scheme , and before separation, the rotors are filled with liquids having a different predetermined density, and the difference in the densities of the liquids filling adjacent About the scheme of the cascade, the rotors of ultracentrifuges should be constant along the cascade, while the selection of fractions enriched in certain macromolecular compounds is carried out after reaching a concentration distribution over the cascade close to equilibrium.

На чертеже изображена технологическая схема предлагаемого способа. The drawing shows a flow chart of the proposed method.

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. The method is as follows. Fluids of various densities fill the rotors 1,2,3,4,5, which are connected according to the cascade scheme. The cascade shown in the drawing includes five rotors. At the same time, fluid flows are removed from each rotor, one of which forms a liquid moving along the rotor near its periphery 6,7,8,9,10, and the other stream forms a liquid moving along the rotor closer to its axis 11, 12, 13, 14, 15. These flows are mixed in pairs at the inlets of the pumps 16, 17, 18, 19, 20, and then the liquid is supplied respectively to the rotors 1, 2, 3, 4, 5. The end rotors 1 and 5 of the cascade are connected respectively to the tanks 21 and 22 using pumps 23 and 24. Tanks 21 and 22 are filled with liquids with different specified densities. The rotors are filled so that the difference in fluid densities in the rotors adjacent to the cascade scheme is constant along the cascade.

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. Then start all the rotors that make up the cascade, and bring them to operating mode. All pumps are started at the same time. In this mode, the device operates for a certain time, close to the time of establishing the equilibrium distribution of the concentrations of high molecular weight compounds along the rotors that make up the cascade. Then the rotors are braked to a complete stop, and liquid fractions are extracted from the working cavities of the rotors, which are enriched in high molecular weight compounds with a specific molecular density.

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. The separation process in accordance with the proposed method is based on the dependence of the sedimentation coefficient on the difference in the densities of the molecules and the liquid in which they are dissolved. In the rotor, in which the densities of the molecules and the liquid are equal, the sedimentation coefficient of these molecules is zero. In the rotors adjacent to the cascade according to the rotor in which the sedimentation coefficient is zero, these coefficients will have opposite signs, and, therefore, the fluxes of the released molecules will be directed to the rotor in which the densities of the released molecules and liquid coincide.

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. Thus, in each rotor, which is part of the cascade, those molecules will be concentrated whose density coincides (or is close) with the density of the liquid in this rotor. As a result, fractions are formed, each of which is in one of the rotors, containing mainly one of the components (with a certain density of molecules) at significantly reduced concentrations of the remaining high molecular weight compounds in solution.

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.The proposed method, for example, can be used to isolate antithrombin III from blood plasma. Antithrombin III is an effective means of preventing thrombosis and, in particular, recurrence of myocardial infarction. The proposed method allows to obtain a fraction containing up to 30 mm antithrombin III, i.e. increase its concentration by 10 ⁴ times compared with available in human blood plasma.

Claims (1)

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. METHOD FOR SEPARATING HIGH-MOLECULAR COMPOUNDS DISSOLVED IN A LIQUID, comprising supplying the latter to a separation device, the action of a centrifugal field on a liquid and selection of fractions enriched with certain high molecular weight compounds, characterized in that the separation device contains several ultracentrifuge rotors connected in advance according to the cascade scheme, and before starting the separation, the rotors are filled with liquids having different densities, and the difference in the densities of the liquids filling with ednie scheme cascade rotors must be constant along the cascade, the selection of fractions enriched in certain high-molecular compounds produced upon reaching their distribution concentration close to the equilibrium.

Images