SU880441A1

SU880441A1 - Method of cleaning biological liquids

Info

Publication number: SU880441A1
Application number: SU802887934A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Алексеевич Ягодин; Юрий Михайлович Лопухин; Евгений Васильевич Юртов; Александр Эммануилович Греф
Priority date: 1980-01-02
Filing date: 1980-01-02
Publication date: 1981-11-15

Description

Изобретение относится к способу разделения жидких смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в биологии для очистки растворов, содержащих белки, в медицине при очистке крови и других биологических жидкостей от эндогенных и экзогенных ядов.The invention relates to a method for separating liquid mixtures using semipermeable membranes and can be used in biology for the purification of solutions containing proteins, in medicine for the purification of blood and other biological fluids from endogenous and exogenous poisons.

Известны способы очистки биологических жидкостей методом диализа [1] и методом мембранной экстракции [2]. Методы заключаются в том, -что с одной стороны к полупроницаемой, мембране подводится очищаемая биологическая -жидкость, а с другой стороны диализирующий раствор или экстрагент. Вследствие разности химических потенциалов растворенного вещества в очищаемой жидкости и диализирующем растворе (экстрагенте) растворенное вещество проходит через мембрану из одной фазы в другую.·Known methods of purification of biological fluids by dialysis [1] and by membrane extraction [2]. The methods consist in the fact that, on the one hand, a purified biological fluid is supplied to the semipermeable membrane, and, on the other hand, a dialysis solution or extractant. Due to the difference in chemical potentials of the solute in the liquid being cleaned and the dialysis solution (extractant), the solute passes through the membrane from one phase to another. ·

Однако названные метода не всегда эффективны из-за разрушения структуры макромолекул и форменных элементов биологических жидкостей при контакте с мембраной. Под разрушением структуры понимается коагуляция молекул белка, разрушение лейкоцитов других форменных элементов крови, ге ' молиз.However, these methods are not always effective due to the destruction of the structure of macromolecules and shaped elements of biological fluids in contact with the membrane. Under the destruction of the structure refers to the coagulation of protein molecules, the destruction of leukocytes of other formed elements of the blood, hemolysis.

Известен способ очистки биологи_ ческих жидкостей, включающий контак^э тирование жидкости с одной стороной полупроницаемой мембраны, пропускание. экстрагента с противоположной стороны полупроницаемой мембраны [3] Недостаток этого способа, также , заключается в возможности прямого контакта белковых молекул и.форменных элементов биологических жидкостей с материалом мембраны. Необходим способ, позволяющий исключить не15 посредственный контакт белковых молекул и форменных элементов с материалом мембраны, что дало бы возможность проводить экстракцию из биологических жидкостей с сохранением структуры ее компонентов.Known purification method biologi_ iCal liquids comprising contac ^e tirovanie liquid to one side of a semipermeable membrane passing. extractant on the opposite side of a semipermeable membrane [3] The disadvantage of this method also lies in the possibility of direct contact of protein molecules and formed elements of biological fluids with the membrane material. A method is needed that makes it possible to exclude direct contact of protein molecules and formed elements with the membrane material, which would make it possible to carry out extraction from biological fluids while maintaining the structure of its components.

Цель изобретения - предотвращение нарушения структуры компонентов очищаемой жидкости.The purpose of the invention is the prevention of violations of the structure of the components of the cleaned liquid.

Эта цель достигается тем, что по25 лупроницаемую мембрану помещают в электростатическое поле. Электростатическое поле может быть создано подключением установки. к генератору постоянного тока, к гальваническому 30 элементу, к выпрямителю тока. К мем3 бране подводится электростатический заряд, противоположный по знаку заряду молекул белка или форменных элементов биологических жидкостей, что ,приводит к электростатическому отталкиванию белковых молекул или форменных элементов от поверхности мембраны.This goal is achieved by the fact that a semi-permeable membrane is placed in an electrostatic field. An electrostatic field can be created by connecting a unit. to a DC generator, to a galvanic cell 30, to a current rectifier. An electrostatic charge is applied to the membrane; it is opposite in sign to the charge of protein molecules or formed elements of biological fluids, which leads to electrostatic repulsion of protein molecules or formed elements from the membrane surface.

П р^и мер. Испытания проводят на установке по мембранной экстракции с объемами камер 30 мл и площадью мембраны 25 см^е. В качестве полупроницаемой мембраны используют лавсановые мембраны толщиной 10 мкм и .диаметром пор 0,2 мкм. Для создания электростатического поля на мембрану накладывают сетку'из нержавеющей стали с ячейками 1x1 мм, а второй электрод помещают над поверхностью биологической жидкости, после чего оба полюса подсоединяют к источнику Постоянного тока УИП-2.N p ^ and measures. Tests are carried out on a membrane extraction unit with chamber volumes of 30 ml and a membrane area of 25 cm ^e . As a semipermeable membrane, lavsan membranes with a thickness of 10 μm and a pore diameter of 0.2 μm are used. To create an electrostatic field, a mesh of stainless steel with 1x1 mm cells is placed on the membrane, and the second electrode is placed above the surface of the biological fluid, after which both poles are connected to a UIP-2 constant current source.

Проводят эксперименты по экстракции валериановой кислотой_в мочевины из плазмы крови и по моделированию экстракции холестерина из крови. Для модельной системы взяты дераствор эритроцитов и декан в качестве экстрагента.Experiments are carried out to extract valerianic acid _into urea from blood plasma and to model the extraction of cholesterol from the blood. For the model system, a red blood cell solution and decane were taken as an extractant.

В этих экспериментах к мембране подводят отрицательный электрический заряд, так. как большинство белков и эритроциты при pH крови 17,36-7,4) заряжены отрицательно. Электростатический потенциал изменяется от 0 до 250 В. Момент выпадения белка в объеме плазмы и степень гемолиза определяют методом светорассеивания с использованием ФЭК-56 М.In these experiments, a negative electric charge is applied to the membrane. like most proteins and red blood cells at a blood pH of 17.36-7.4) are negatively charged. The electrostatic potential varies from 0 to 250 V. The moment of protein loss in the plasma volume and the degree of hemolysis are determined by light scattering using FEK-56 M.

Результаты экспериментов приведены втабл. 1 и 2.The experimental results are shown in table. 1 and 2.

ё табл! 1 показана зависимость времени начала коагуляции белка в объеме плазмы от электростатического потенциала (в системе плазма крови мочевина - валериановая кислота).ё tabl! Figure 1 shows the dependence of the time of initiation of protein coagulation in the plasma volume on the electrostatic potential (in the blood plasma system, urea is valerianic acid).

В таблице 2 дана зависимость степени гемолиза эритроцитов от электростатического потенциала в системе эмульсия эритроцитов - декан при времени контакта фаз 20 мин.Table 2 gives the dependence of the degree of erythrocyte hemolysis on the electrostatic potential in the erythrocyte emulsion – decane system with a phase contact time of 20 min.

Предложенный метод позволяет при высокой степени извлечения избежать разрушения белка и форменных элементов в обрабатываемой биологической жидкости, что значительно расширяет возможности применения метода мембранной экстракции в биологии и медицине.The proposed method allows a high degree of extraction to avoid the destruction of protein and formed elements in the treated biological fluid, which greatly expands the possibilities of using the membrane extraction method in biology and medicine.

Таблица!Table!

5 5 Показатели Indicators Потенциал электрода, В Electrode potential, V 0 0 25 25 50 fifty 100 one hundred 250 250 10 10 Время начала коагуляции белка в объеме плазмы мин Time to start protein coagulation in plasma min Г 6 G 6 8 8 9,5 9.5 12 12 15 fifteen 15 fifteen Степень из- Degree of

влечения мочевины при соотношении фаз ррганич/вода=urea drive with a ratio of phases rrganich / water =

Claims

Method for the purification of biological fluids, including contacting the fluid with one side of the lolupron 4Q membrane, passing an extractant from the opposite side of the semipermeable membrane, characterized in that, in order to prevent structural damage to the components of the liquid being cleaned, the 45 semi-permeable membrane is placed in an electrostatic field.