SE423969B

SE423969B - DEVICE FOR DISPOSAL DISTRIBUTION IN A FLUID WASTE SYSTEM OR MULTIPLE DIMENSION OF SUSPENDED PARTICLES FROM A LIQUID

Info

Publication number: SE423969B
Application number: SE8101643A
Authority: SE
Inventors: Hans-Erik Akerlund
Original assignee: Akerlund Hans Erik
Priority date: 1981-03-16
Filing date: 1981-03-16
Publication date: 1982-06-21
Also published as: SE8101643L; EP0074376A1; WO1982003188A1

Description

8101643-8 10 15 20 25 30 2 känd teknik. Tiden för ett motströmsfördelningsexperimcnt blir dock fortfarande i vissa sammanhang olämpligt lång. 8101643-8 10 15 20 25 30 2 known technology. The time for a countercurrent distribution experiment however, still in some contexts inappropriately long.

Ett första ändamål med uppfinningen är att åstadkom- ma en anordning vid motströmsfördelning, vilken minskar separationstiden jämfört med ovan beskrivna anordning.A first object of the invention is to provide ma a device with countercurrent distribution, which decreases separation time compared to the device described above.

Ett andra ändamål är att åstadkomma en anordning vid multipelsedimentation, vilken anordning kan använ- das för sedimentering av olika material, t ex storleks- siktning av packningsmaterial för högtryckskromatografi.A second object is to provide a device in multiple sedimentation, which device can be used used for sedimentation of various materials, e.g. sieving of packing material for high pressure chromatography.

Ovanstående ändamål uppnås med den i patentkravets l kännetecknande del beskrivna anordningen.The above object is achieved with that of the claim The device described in the characterizing part.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning undan- .röjer problemet med den kända anordningen och kombine- rar motströmsfördelningsprincipens höga upplösningspo- tential med den ökade hastighet av fasseparation, som åstadkommes genom centrifugering. Kärnan i föreliggan- de uppfinning är att överföringen av den lättare fa- sen av tvåfassystemet mellan olika arbetsceller kan åstadkommas under centrifugeringen. Genom denna teknik kan separationstiden för polymera tvâfassystem reduceras med en faktor större än fem jämfört med den motströmsför- delningsanordning, som utnyttjar tunna skikt av tvâfas- system.The device of the present invention is excluded .proves the problem of the known device and combination the high resolution potential of the countercurrent distribution principle tential with the increased rate of phase separation, which accomplished by centrifugation. The core of the present The invention is that the transfer of the lighter of the two-phase system between different working cells can accomplished during centrifugation. Through this technology the separation time for polymeric two-phase systems can be reduced by a factor greater than five compared to the countercurrent dividing device, which utilizes thin layers of two-phase system.

Anordningen kan även användas för multipelsedimen- tation. Partiklarned olika storlek, täthet eller form kan ofta separeras med hjälp av olika sedimentationsför- faranden. För att åstadkomma en effektivare separation bör man emellertid använda ett flerstegsförfarande, en s k multipelsedimentation. Detta förfarande har hitin- tills endast kunnat utföras automatiskt vid l x g, vilket begränsar förfarandet till stora partiklar, såsom hela celler. Eftersom sedimentationen kan utföras vid mycket högre g-värden med tillhjälp av anordningen enligt upp- finningen kan ett mycket bredare område av partikelstor- lekar fraktioncras.The device can also be used for multiple dimensions. tation. Particle size different size, density or shape can often be separated by means of different sedimentation faranden. To achieve a more efficient separation however, a multi-step procedure should be used, a s k multiple sedimentation. This method has until only could be performed automatically at l x g, which limits the process to large particles, such as whole cells. Because the sedimentation can be performed at a lot higher g-values with the aid of the device according to finding, a much wider range of particle sizes games faction crass.

Uppfinningcn kommer att beskrivas närmare nedan med hjälp av ett utföringsexempel under hänvisning till medföljande ritningar. Fig l visar från sidan och delvis i sektion en anordning vid motströmsfördelning eller mul- 10 15 20 25 30 35 8101643-8 3 tipelsedimentation. Fig 2 visar i sprängvy ett roterbart fördelningsorgan eller sedimentationsorgan av anordning- en enligt uppfinningen. Fig 3 visar uppifrån en del av or- ganet i fig 2, varvid en täckplatta är borttagen för åskådliggörande av arbetsceller. Fig 4a-c visar längdsek- tioner genom en del av organet och åskådliggör tvåfassys- tems inbördes placering i arbetscellerna under olika steg av ett motströmsfördelningsförfarande. Fig 5 visar mot- strömsfördelningsförsök med ämnena BSA (Bovin-Serum-Albu- min), DCIP (2,6-diklorfenol-indofenol) och cytokrom C.The invention will be described in more detail below using an exemplary embodiment with reference to accompanying drawings. Fig. 1 shows from the side and partly in section a device for countercurrent distribution or mul- 10 15 20 25 30 35 8101643-8 3 type sedimentation. Fig. 2 shows in exploded view a rotatable distribution means or sedimentation means of devices one according to the invention. Fig. 3 shows from above a part of the in Fig. 2, with a cover plate removed illustration of work cells. Figures 4a-c show the longitudinal through part of the body and illustrates two-phase tems mutual placement in the working cells during different steps of a countercurrent distribution process. Fig. 5 shows the current distribution experiment with the substances BSA (Bovin-Serum-Albu- min), DCIP (2,6-dichlorophenol-indophenol) and cytochrome C.

Fig 6 visar ett motströmsfördelningsförfarande med kloro- plast-tylakoid-blåsor. Fig 7 visar en multipelsedimenta- tion av polystyrenlatexpartiklar.Fig. 6 shows a countercurrent distribution process with chloro- plastic-tylakoid blisters. Fig. 7 shows a multiple sedimentation tion of polystyrene latex particles.

Fig 1 visar en anordning vid motströmsfördelning eller multipelsedimentation. Denna anordning innefattar en centrifugeringsmotor 3, en separationsenhet 6, ett vridmotoraggregat 10 samt ett skakningsaggregat 28, 29.Fig. 1 shows a device for countercurrent distribution or multiple sedimentation. This device includes a centrifugal motor 3, a separation unit 6, a rotary motor assembly 10 and a shaking assembly 28, 29.

Separationsenheten 6, som utgör den väsentliga delen av föreliggande uppfinning, består av ett ringformigt hus 7, en i huset vridbar, cylindrisk kropp 8 samt en täckplatta 9. Separationsenheten kommer att beskrivas närmare i de- talj nedan.The separation unit 6, which constitutes the essential part of present invention, consists of an annular housing 7, a rotatable, cylindrical body 8 in the housing and a cover plate 9. The separation unit will be described in more detail in waist below.

Separationsenheten 6 är vridfast förbunden med en anslutningsplatta l, som har axiellt riktade tappar 2, vilka ingriper med motsvarande urtag 34 i huset 7 (fig 2).The separation unit 6 is rotatably connected to one connecting plate 1, which has axially directed pins 2, which engage with corresponding recesses 34 in the housing 7 (Fig. 2).

Anslutningsplattan 1 är fast förbunden med en axel 4 till centrifugeringsmotorn 3, som är anordnad att rotera se- parationsenheten 6 med en hastighet av upp till 3000 rpm.The connection plate 1 is fixedly connected to a shaft 4 more the centrifugation motor 3, which is arranged to rotate the the paring unit 6 at a speed of up to 3000 rpm.

Axeln 4 är lagrad i ett lager 5. Vrid- eller överförings- motoraggregatet 10 är vridfast förbundet med anslutnings- plattan l via separationsenheten 6 och består av en botten- platta ll, som är fastskruvad i huset 7 och pressar täck- plattan hårt mot huset 7 - kroppen 8 för att åstadkomma tillförlitlig tätning mellan täckplattan och huset - krop- pen, en på bottenplattan monterad undre kåpa 12 samt en på den undre kåpan monterad övre kåpa 13. En vridmotor eller överföringsmotor 15 är monterad innanför den övre kå- pan 13 pâ en vridmotorhâllare 14, som är fast förbunden med 10 15' 20 25 -30 35 8101643-8 4 den undre och övre kåpan 12 resp 13. Motorns 15 axel 16 är kopplad till en växellådas 18 ingående axel 19 via en brytarskiva 17. Växellådans utgående axel är ansluten till den cylindriska kroppen 8 av separationsenheten 6 och anord- nad att vid ett varvs rotation av vridmotorn 15 vrida den lcylindriska kroppen 8 en viss vinkel relativt huset 7; Brytarskivan 17 är väsentligen cirkulär men har en dis- kontinuitet på sin periferikant, t ex en urtagning eller en klack. Mittför brytarskivans periferikant är armen till en mikrobrytare 21 placerad, varvid mikrobrytaren är fast monterad i vridmotoraggregatet 10.The shaft 4 is mounted in a bearing 5. Swivel or transfer the motor assembly 10 is rotatably connected to the connection plate 1 via the separation unit 6 and consists of a bottom plate 11, which is screwed into the housing 7 and presses the cover plate hard against the housing 7 - the body 8 to achieve reliable seal between the cover plate and the housing - body pen, a lower cover 12 mounted on the base plate and one on the lower cover mounted upper cover 13. A rotary motor or transfer motor 15 is mounted inside the upper housing. pan 13 on a rotary motor holder 14, which is fixedly connected to 10 15 ' 20 25 -30 35 8101643-8 4 the lower and upper covers 12 and 13, respectively is connected to the input shaft 19 of a gearbox 18 via a switch plate 17. The output shaft of the gearbox is connected to the cylindrical body 8 of the separation unit 6 and arranged when rotating the rotary motor 15 in one revolution cylindrical body 8 at a certain angle relative to the housing 7; The switch plate 17 is substantially circular but has a continuity on its peripheral edge, such as a recess or a heel. Opposite the peripheral edge of the switch plate is the arm to a microswitch 21 located, the microswitch being permanently mounted in the rotary motor unit 10.

En med den övre kåpan 13 förbunden axelenhet 24 sträcker sig axiellt genom ett stativ 22, vilket omger separatione- enheten och vridmotoraggregatet, och innefattar släpkon- taktuttag 36. En huv 23 uppbär släpkontakter 27, vilka står i förbindelse med en icke visad strömförsörjnings- och styrenhet för anordningen enligt uppfinningen och matar via släpkontaktuttagen 36 och icke visade ledningar ström till vridmotorn 15 och mikrobrytaren 21. _ Vridníngen av den cylindriska kroppen 8 i förhållande till huset 7 âstadkommes under separationsenhetens 6 rota- tion och går till på följande sätt. En styrimpuls av ca l s matas till motorn, vilken vrider brytarskivan så mycket, att mikrobrytarens arm, som i startögonblicket befinner sig mittför diskontinuiteten, föres ur ingrepp med denna diskontinuietet och sluter mikrobrytaren, varigenom motorn efter styrimpulsens slut fortsätter att vrida brytarski- van och därmed vrida den cylindriska kroppen 8 via växel- lådan 18. När brytarskivan vridits ett varv kommer dis- kontinuiteten att påverka mikrobrytarens arm så, att bry- taren brytes och motorn 15 overksamgöres. Förhållandet mellan motorns 15 vridning och den cylindriska kroppens 8 vridning kommer att förklaras närmare nedan.A shaft unit 24 connected to the upper cover 13 extends axially through a stand 22, which surrounds the separation the unit and the rotary motor unit, and includes the trailer bar sockets 36. A hood 23 carries trailer contacts 27, which is connected to a power supply (not shown) and control unit for the device according to the invention and feeds via the trailer sockets 36 and wires not shown current to the rotary motor 15 and the microswitch 21. _ The rotation of the cylindrical body 8 in relation to the housing 7 is provided during the rotation of the separation unit 6. tion and proceed as follows. A control impulse of approx. L s fed to the motor, which turns the switch plate so much, that the arm of the microswitch, which at the moment of start is located opposite the discontinuity, is disengaged from it discontinuity and closes the microswitch, thereby the motor after the end of the control pulse continues to turn the switch and thus rotate the cylindrical body 8 via the gear box 18. When the switch plate has been turned one turn, the the continuity of affecting the arm of the microswitch so that the the engine is broken and the engine 15 is deactivated. The relationship between the rotation of the motor 15 and that of the cylindrical body 8 rotation will be explained in more detail below.

Motorn 15, brytarskivan 17, växellådan 18 och mikro- brytaren 21 är excentriskt placerade på separationsenheten 6, varför icke visade balansvikter måste anbringas på vridmotoraggregatet 10 för âstadkommande av ett balanserat arrangemang. l0 15 20 25 30 35 8101643-8 5 Anslutningsplattan l är monterad på ett skakbord 28, vilket med hjälp av en anslutning 29 till en icke visad skakningsmotor åstadkommer skakning av separationsenheten i horisontelplanet, varvid skakbordet utför en cirkulär rörelse under skakningen.The motor 15, the switch plate 17, the gearbox 18 and the micro- the switch 21 is eccentrically located on the separation unit 6, why balance weights not shown must be applied to the rotary motor assembly 10 to provide a balanced arrangement. l0 15 20 25 30 35 8101643-8 5 The connection plate 1 is mounted on a shaking table 28, which by means of a connection 29 to a not shown shaking motor causes shaking of the separation unit in the horizontal plane, the shaking table making a circular movement during shaking.

Fig 2 visar i spränguy.och.i sektion separationsen- heten 6 i fig l. Pâ undersidan av huset 7 framgår urtagen 34 för ingrepp med de på anslutningsplattan l i fig l ut- skjutande tapparna 2. Den inre mantelytan av det ringfor- made huset 7 är försett med ett antal halvcylinderformade arbetsytor 30, vilka bättre framgår av den vänstra delen av fig 3 och är jämnt fördelade runt huset. Vidare har husets översida ett ringformigt spår 33, i vilket en O-ring placeras för att utgöra tätning mellan huset 7 och täckplattan 9, som på lämpligt sätt löstagbart mon- teras på huset och den i detta placerade, cylindriska kroppen 8. Den cylindriska kroppen 8 kan med tät passning placeras i huset 7, varvid dock en relativ vridning mel- lan huset och kroppen medges. Den cylindriska kroppens 8 periferi har radiella urtagningar eller arbetsytor 3l, vilkas bredd vid gränsytan mellan huset och kroppen motsva- rar diametern för de halvcylinderformade urtagningarna eller arbetsytorna 30 i huset 7. Dessa arbetsytor 31 fram- går bäst av högra delen av fig 3.Fig. 2 shows in explosion view and in section the separation unit The recess 6 is shown in Fig. 1. The recesses can be seen on the underside of the housing 7 34 for engagement with those on the connection plate 1 in FIG. pushing pins 2. The inner circumferential surface of the annular made housing 7 is provided with a number of semi-cylindrical shapes work surfaces 30, which are better seen in the left part of Fig. 3 and are evenly distributed around the housing. Furthermore, the upper side of the housing an annular groove 33, in which a O-ring is placed to form a seal between the housing 7 and the cover plate 9, which is suitably removably mounted on the housing and the cylindrical one placed in it the body 8. The cylindrical body 8 can with a tight fit placed in the housing 7, whereby, however, a relative rotation between the house and body are allowed. The cylindrical body 8 periphery has radial recesses or working surfaces 3l, whose width at the interface between the housing and the body corresponds to the diameter of the semi-cylindrical recesses or work surfaces 30 in the housing 7. These work surfaces 31 goes best of the right part of Fig. 3.

Den mellersta delen av fig 3 Visar hur arbetsytorna 30 och 31 tillsammans bildar arbetsceller 32 för mottagning av ett tvåfassystem vid motströmsfördelning eller en väts- ka vid multipelsedimentation.The middle part of Fig. 3 Shows how the work surfaces 30 and 31 together form work cells 32 for reception of a two-phase system for countercurrent distribution or a liquid ka in multiple sedimentation.

Det må påpekas att arbetscellernas lângsidor är ra- diellt riktade, varigenom cellens bredd ökar något radiellt utåt. Detta är fördelaktigt vid centrifugeringen, efter- som tunga partiklar ej stöter mot arbetscellernas långsi- dor, när de av centrifugalkraften kastas radiellt utåt.It should be pointed out that the long sides of the work cells are partially directed, whereby the width of the cell increases slightly radially outwards. This is advantageous in the centrifugation, as heavy particles do not collide with the long-term when thrown by the centrifugal force radially outwards.

I föreliggande utföringsexempel är antalet arbets- celler trettio, vilket innebär att vinkelavståndet mellan två arbetsceller 32 är 12°.In the present exemplary embodiment, the number of cells thirty, which means the angular distance between two working cells 32 are 12 °.

Täckplattan 9 tillsluter arbetscellerna så, att inne- hållet i cellerna ej kan tränga ut under centrifugeringen. 3101643-så 10 15 20 25 30 35 6 Huset 7, kroppen 8 och täckplattan 9 tillverkas före- trädesvis av plexiglas.The cover plate 9 closes the working cells so that the the hold of the cells cannot penetrate during the centrifugation. 3101643-so 10 15 20 25 30 35 6 The housing 7, the body 8 and the cover plate 9 are manufactured wooden plexiglass.

Anordningens funktion kommer att beskrivas närmare nedan med hänvisning till fig 4a-c. Huset och den cylind- riska kroppen sättes först ihop och justeras så, att hu- sets arbetsytor 30 och kroppens arbetsytor 31 sammanfaller för bildande av arbetsceller 32. Vid motströmsfördelning placeras ett prov i polymerblandning (i en lämplig vätska vid multipelsedimentation) i ett eller ett fåtal av cel- lerna. Till var och en av de återstående cellerna till- sättes en lämplig volym av toppfas och bottenfas av ett tvåfassystem (vätska vid multipelsedimentation). Täckplat- tan 9 placeras på huset och den i detta placerade krop- pen och fästes medelst skruvar. Hela separationsenheten 6 monteras därefter på anslutningsplattan l (fig 1) och motströmsfördelningsförfarandet kan påbörjas_ Varje cykel av detta motströmsfördelningsförfarande innefattar följande steg: _ l) För att uppnå effektiv blandning av faserna skakas separationsenheten vid l x g. Faserna befinner sig i arbetscellerna på det i fig 4b visade sättet. 2) Efter noggrann blandning separeras faserna från var- andra genom centrifugering. Vid gjorda försök med anordningen enligt uppfinningen har en centrifu- geringshastighet av 600 rpm använts, vilket motsva- rar ett accelerationsfält av 30 x g. 3) Under fortsatt rotation av separationsenheten vid full hastighet (600 rpm) överföres den lättare fasen, som befinner sig i den del av arbetscellenv som till- hör kroppen 8, till ett läge mitt för nästföljande arbetsyta 30 i huset 7 genom vridning av kroppen 8 i förhållande till huset 7. 4) Efter denna överföring bromsas centrifugeringsmotorn 3 och en ny cykel kan påbörjas. 5) Förfarandet upprepas tills önskat antal överföringar av den lättare fasen genomförts. Därefter tömmes ar- betscellerna för efterföljande analys eller behandling.The function of the device will be described in more detail below with reference to Figs. 4a-c. The housing and the cylindrical the risk body is first assembled and adjusted so that the set work surfaces 30 and body work surfaces 31 coincide for the formation of working cells 32. In case of countercurrent distribution place a sample in polymer mixture (in a suitable liquid in multiple sedimentation) in one or a few cells lerna. To each of the remaining cells put an appropriate volume of top phase and bottom phase of one two-phase system (liquid in multiple sedimentation). Cover plate- 9 is placed on the housing and the body placed in it pen and fastened by means of screws. The entire separation unit 6 is then mounted on the connection plate 1 (fig. 1) and the countercurrent distribution procedure can be started_ Each cycle of this countercurrent distribution process includes the following steps: _ l) To achieve efficient mixing of the phases, shake the separation unit at l x g. The phases are in the working cells in the manner shown in Fig. 4b. 2) After thorough mixing, the phases are separated from each others by centrifugation. When made attempts with the device according to the invention has a centrifugal 600 rpm was used, which corresponds to an acceleration field of 30 x g. 3) During continued rotation of the separation unit at full speed (600 rpm) the lighter phase is transmitted, located in the part of the working cell no. the body 8 belongs to a position in the middle of the next work surface 30 in the housing 7 by rotating the body 8 in relation to the house 7. 4) After this transfer, the centrifuge motor is braked 3 and a new cycle can be started. 5) The procedure is repeated until the desired number of transfers of the lighter phase has been completed. Thereafter, the the stem cells for subsequent analysis or treatment.

Hela detta förfarande är automatiserat och en icke 10 l5 20 25 30 35 8101643-8 7 visad styrenhet reglerar centrifugeringsmotorn, vridmotorn och skakbordet.This whole procedure is automated and one is not 10 l5 20 25 30 35 8101643-8 7 shown control unit regulates the centrifugal motor, the rotary motor and the shaking table.

Fig 5 visar tre exempel på en motströmsfördelning av rena substanser. Kurva a visar motströmsfördelning av BSA, kurva b av DCIP och kurva c av cytokrom C. Experimen- ten utfördes vid rumstemperatur (22°C) med ett fassystem av följande komposition: 5 vikt% dextran T500, 4 vikt% po- lyetylenglykol 6000, 0,l M KI, 10 mM natriumfosfatbuffert, _pH 6,8. Varje cykel innefattade 30 s blandning, 90 s centrifugering (innefattande acceleration och retardation).Fig. 5 shows three examples of a countercurrent distribution of pure substances. Curve a shows the countercurrent distribution of BSA, curve b of DCIP and curve c of cytochrome C. Experimental was performed at room temperature (22 ° C) with a phase system of the following composition: 5% by weight of dextran T500, 4% by weight of lyethylene glycol 6000, 0.1 M KI, 10 mM sodium phosphate buffer, _pH 6.8. Each cycle included 30 s of mixing, 90 s centrifugation (including acceleration and deceleration).

Antalet överföringar var 40. Fördelningskurvorna har topp- värden, som återspeglar materialets tendens att fördela sig i den ena eller andra fasen. BSA (kurva a), som upp- visar ett toppvärde vid ett lågt rörantal, tenderar att dra sig till den tunga fas, som är rik på dextran. Mot- strömsfördelningsprincipen är fördelaktig genom att beräk- ningen av teoretiska kurvor är lätt att genomföra. Den teoretiska kurvan för DCIP har beräknats utifrån toppvär- det och följer experimentkurvan ganska väl. Avvikelser för den teoretiska kurvan kan bero på antingen heterogeniteter i det fördelade materialet eller läckning mellan arbets- cellerna. Såsom kommer att framgå nedan är läckage sanno- likt inte orsaken till breddningen av toppen i detta fall.The number of transfers was 40. The distribution curves have values, which reflect the tendency of the material to distribute themselves in one or the other phase. BSA (curve a), which shows a peak value at a low number of pipes, tends to withdraw to the heavy phase, which is rich in dextran. Against- the power distribution principle is advantageous by The theory of theoretical curves is easy to implement. The The theoretical curve for DCIP has been calculated on the basis of it and follows the experiment curve quite well. Deviations for the theoretical curve may be due to either heterogeneities in the distributed material or leakage between the cells. As will be seen below, leakage is probable. like not the reason for the widening of the top in this case.

Resultatet av motströmsfördelning av kloroplast- tylakoid-blåsor visas 1 fig 6. Motströmsfördelning utför- des på kloroplast-tylakoid-blåsor vid 4°C med ett fas- system av följande komposition: 5,7 vikt% dextran T 500, 5,7 vikt% polyetylenglykol 4000, 10 mM natriumfosfat- buffert, pH 7,4, 5 mM NaCl, 20 mM sackaros. Antalet över- föringar var 29. Övriga tillstånd enligt försöket, som redovisas i samband med fig 5. Materialet fördelas över alla arbetscellerna och visar en betydande heterogeni- tet av partiklar med avseende på ytegenskaper. Klorofyll a/b-förhållanden avslöjar att en partiell separation av fotosystem II (till vänster) och fotosystem I (till höger)' åstadkommits. Preliminära experiment antyder att mate- rialet till vänster representerar tylakoider vända ut och in, medan materialet till höger representerar stromala- mellblâsor med rätsidan utåt. 10 15 20 25' 30 35 8101643-8 8 Fig 7 visar sedimentationskurvor av väldefinierade polystyrenlatexpartiklar. Dessa partiklar har valts som testmaterial, eftersom de kan erhållas med ganska lik- formig storlek. Vid multipelsedimentation av polystyren- latexpartiklar har tiden för blandning varit 30 s i alla fyra fallen. Partikelstorleken och centrifugeringstiden vid varje cykel framgår av figuren. De fyllda kvadraterna representerar ett försök med närvaro av 0,25 M sackaros.The result of countercurrent distribution of chloroplast tylakoid blisters are shown in Fig. 6. Countercurrent distribution is performed on chloroplast-tylakoid blisters at 4 ° C with a phase systems of the following composition: 5.7% by weight of dextran T 500, 5.7% by weight of polyethylene glycol 4000, 10 mM sodium phosphate buffer, pH 7.4, 5 mM NaCl, 20 mM sucrose. The number of leads were 29. Other permits according to the experiment, which reported in connection with Fig. 5. The material is distributed over all the working cells and shows a significant heterogeneity of particles with respect to surface properties. Chlorophyll a / b conditions reveal that a partial separation of photosystem II (left) and photosystem I (right) ' achieved. Preliminary experiments suggest that the material to the left represents thylakoids facing out and while the material on the right represents the stromal diaphragms with the right side out. 10 15 20 25 ' 30 35 8101643-8 8 Fig. 7 shows sedimentation curves of well-defined polystyrene latex particles. These particles have been selected as test materials, as they can be obtained with quite similar shaped size. In the case of multiple sedimentation of polystyrene latex particles, the mixing time has been 30 s in all four cases. Particle size and spin time for each cycle is shown in the figure. The filled squares represents an experiment in the presence of 0.25 M sucrose.

I alla andra fallen användes destillerat vatten som me- dium. En drastisk skillnad i sedimentation uppstår för partiklar av storleken 7,6 och 2,2 um. Vid 7,6 um-par- tiklarna var den kortaste centrifugeringstiden, som an- vändes, (l min i varje steg) tillräcklig för uppnående av nästan fullständig sedimentation (ofyllda kvadrater i fig 7), medan 2,2 um-partiklarna knappast sedimentera- de alls (ofyllda cirklar i fig 7). Genom ökning av tiden för varje centrifugering var det möjligt att påvisa sedimentation även för 2,2 um-partiklarna.In all other cases, distilled water was used as the medium. dium. A drastic difference in sedimentation occurs too particles of size 7.6 and 2.2 μm. At 7.6 um-par- the articles were the shortest spin time, which turned, (1 min in each step) sufficient to achieve of almost complete sedimentation (unfilled squares in Fig. 7), while the 2.2 μm particles are hardly sedimented. the total (unfilled circles in Fig. 7). By increasing the time for each centrifugation it was possible to detect sedimentation also for the 2.2 μm particles.

Den teoretiska behandlingen av sedimentationskurvor- na är i stort sett identisk med den teoretiska behandling- en av motströmsfördelningskurvorna. Den teoretiska kurvan för 2,2 um-partiklarna vid l min centrifugeringstid sam- manfaller väl med experimentkurvan. Detta tyder på att inget läckage föreligger mellan arbetscellerna.The theoretical treatment of sedimentation curves is largely identical to the theoretical treatment one of the countercurrent distribution curves. The theoretical curve for the 2.2 μm particles at 1 min spin time together falls well with the experiment curve. This suggests that there is no leakage between the working cells.

Ovanstående resultat visar att anordningen enligt uppfinningen för motströmsfördelning kan användas för fraktionering. Den väsentliga fördelen med anordningen enligt uppfinningen är att separationstiden för fassys- temet kan reduceras. Vid ovan beskrivna experiment har separationstiden reducerats med en faktor 5 jämfört med den tid som går åt för att genomföra motsvarande experi- ment med hjälp av den motströmsfördelningsteknik, som ut- nyttjar tunna skikt.The above results show that the device according to the invention for countercurrent distribution can be used for fractionation. The essential advantage of the device according to the invention is that the separation time for the theme can be reduced. In the experiments described above, separation time was reduced by a factor of 5 compared to the time taken to carry out the corresponding experiment using the countercurrent distribution technology uses thin layers.

Jämfört med tidigare känd teknik har anordningen en- ligt uppfinningen den fördelen, att större volymer kan behandlas och att teoretiska beräkningar av fördelnings- koefficienter lätt kan åstadkommas. Dessa beräkningar är västentliga vid bindningsstudier, där man utnyttjar två- fassystem. 8101643-8 9 Användningen av anordningen för multipelsedimen- tation ger nya möjlighetertill fraktionering av t ex celler och cellorganeller. Multipelsedimentationsförfa- randet bör vara användbart för både preparativa och ana- lytiska ändamål. Accelerationsfältet och sedimentations- tiden kan lätt ändras under ett multipelsedimentations- experiment, så att partiklar inom ett brett område av se- dimentationshastigheter kan analyseras vid samma experi- ment. I Uppfinningen åstadkommer en anordning, som kombine- rar flerstegsförfarandens höga upplösningspotential med fördelen med centrifugeringsaccelerationsfält för minsk- ning av tidsåtgângen vid varje steg. Denna princip bör därför vara användbar för fraktionering av olika bio- logiska och icke-biologiska material, speciellt där bi- behållande av höga aktiviteter är väsentlig eller där tidsâtgängen vid varje steg är alltför lång.Compared with prior art, the device has a according to the invention the advantage that larger volumes can treated and that theoretical calculations of the coefficients can be easily achieved. These calculations are essential in binding studies, where two phase system. 8101643-8 9 The use of the device for multiple dimensions tation provides new opportunities for fractionation of e.g. cells and cell organelles. Multiple sedimentation procedure should be useful for both preparative and analytical lytic purposes. The acceleration field and sedimentation time can be easily changed during a multiple sedimentation experiments, so that particles within a wide range of dimentation rates can be analyzed at the same experiment ment. IN The invention provides a device which combines The high resolution potential of multistage procedures the advantage of centrifugation acceleration fields for reduction time consumption at each step. This principle should therefore be useful for fractionation of different bio- logical and non-biological materials, especially where biological Retention of high activity is essential or there the time required at each step is too long.

Claims

8161643-8 10 15 20 25 30 10 PATENT CLAIMS

Device for countercurrent distribution in a two-phase liquid system or for multiple sedimentation of suspended particles from a liquid, which device comprises a rotatable distribution means or sedimentation means (6), which consists of two parts, namely an annular housing (7). ) and a cylindrical body (8) arranged concentrically therein, the parts being rotatable relative to each other and having working surfaces (30, 31) facing each other, which form a number of working cells evenly distributed around the axis of rotation of the distribution member or sedimentation member (32) ), at least one of which contains the substance to be distributed or particles suspended in the liquid, and of which the others contain only the two-phase system or the liquid, characterized in that one part (7) is rotatably connected to a rotatable shaft (3) and that the second part (8) is coupled to a rotating member (10), which during the rotation of the distribution member or the sedimentation member (6) is arranged to t turn the second part (8) relative to the first part (7) at an angle corresponding to the distance between two working cells (32).

Device according to claim 1, characterized in that the working cells (32) are designed as axially extending cavities, whereby the two-phase system or the liquid in the working cells (32) are layered along a plane parallel to the axis of rotation during the rotation of the distribution member resp. the sedimentation organ.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the distribution means or the sedimentation means (6) have an annular sealing plate (9) for closing the working cells (32) and that an O-ring ( 35) is arranged to seal between the sealing plate and the distribution means or the sedimentation means. 8101643 ~ 8 ll

Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the distributing means or the sedimentation means (6) is connected to a shaking means (28), which is arranged to shake the distributing means or the sedimentation means in a plane ; which is mainly perpendicular to the axis of rotation.