ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
80
лекул ДНК повышается, они десорбируются и переходят в раствор.
Таким образом, в то время как искомые нуклеиновые кислоты связа-
ны с силикагелем, можно растворить и удалить раствор с другими
белками и ингибиторами ПЦР. Основной рабочий процесс переме-
щения раствора – прокачивание его через пористую подложку с ча-
стицами силикагеля – осуществляется благодаря созданию перепада
давления с использованием вакуумной системы.
Данный метод применяется для пробоподготовки в полевых и ла-
бораторных условиях. Существуют различные установки, обеспечи-
вающие рабочий процесс сепарации ДНК. На сегодняшний день этот
процесс недостаточно изучен и не имеет строгого математического
описания. По этой причине разработка и совершенствование подоб-
ных систем пробовыделения ДНК с помощью вакуумной сепарации
затруднены. Потребители данного вида биомедицинской техники
сталкиваются с проблемами в работе и технологическими особенно-
стями проведения пробоподготовки.
Описание пробоподготовки с помощью вакуумной сепарации до-
статочно объемно. В данной работе предлагается краткое описание
существенных для математической модели стадий подготовки раство-
ра. В микропробирку вносится водный раствор ДНК и побочных ве-
ществ (исходный раствор). Далее в него добавляется концентрирован-
ный раствор хаотропных солей, который создает условия нераствори-
мости молекул ДНК. Вследствие этого молекулы ДНК осаждаются и
связываются с материалом пористого тела (материал на основе сили-
ки, подобный порошкам для гель-фильтрации, например сефарозе 4B).
При создании перепада давления на пористом теле раствор прокачива-
ется и удаляется в фильтрат. Таким образом, при проведении промы-
вок с добавлением разных растворителей можно удалить побочные
белки и другие ингибиторы ПЦР, применяемой в последующем анали-
зе подготовленной пробы. Благодаря максимальному удалению вред-
ных примесей происходит улучшение качества готового раствора. По-
сле изменения концентрации хаотропных солей в пробирке с помо-
щью добавления воды, разбавления раствора, молекулы ДНК десорби-
руются с поверхности пористого материала и переходят в готовый
раствор, собираемый в приемные пробирки.
В результате анализа данного метода можно сделать вывод, что в
этом случае происходят два процесса: течение жидкого раствора че-
рез пористый объект (фильтрация) и изменение состава как раствора,
так и пористого тела (адсорбция/растворение).
Основной целью работы является создание математической мо-
дели рабочего процесса сепарации и проведение численного иссле-
дования характеристик течения жидкости через подложку с сорбен-
том (пористое тело) под действием перепада давления.