модернизация аппарата электрофорез

Введение
На сегодняшний день аппараты электрофореза являются одними из наиболее востребованные в мире. Оборудование, инструменты и расходные материалы для электрофореза разделяют нуклеиновые кислоты или белки на основе размера, электрического заряда и других физических свойств. Электрофорез полезен в криминалистике, биохимии, генетике, микробиологии и других областях применения, требующих анализа размера и характеристик молекул нуклеиновых кислот и белков. Электрофорез белка также является распространенным методом анализа плазмы крови в медицинских целях. Электрофорез часто используется в качестве подготовительного метода перед клонированием, секвенированием ДНК, Саузерн-блоттингом, полиморфизмом длины рестрикционных фрагментов (RFLP) и анализом с помощью масс-спектрометрии.
В строгом смысле электрофорез относится к движению заряженных коллоидных частиц и макромолекулярных ионов под воздействием электрического поля. Электрофорез при анализе пищевых продуктов, как правило, применяется только к белкам. Заряд белка зависит от рН раствора. Каждый белок имеет изоэлектрическую точку (pI), при которой суммарный заряд равен нулю и при которой он обладает нулевой подвижностью. При значениях рН ниже pI белок мигрирует в виде катиона, причем подвижность увеличивается с уменьшением рН. При значениях рН, превышающих pi, белок мигрирует в виде аниона, причем подвижность увеличивается с увеличением рН.
Различия в скоростях миграции обеспечивают чувствительное средство разделения компонентов смеси, которые в противном случае трудно разделить на фракции. Электрофорез часто является единственным доступным методом количественного анализа и фракционирования биологических жидкостей, а также для определения характеристик их очищенных компонентов. Кроме того, это мощный инструмент для обнаружения и характеристики макромолекулярных взаимодействий.
Электрофоретические методы можно разделить на электрофорез с подвижной границей и зонный электрофорез. Зонный электрофорез на сегодняшний день имеет самый широкий спектр применений в анализе пищевых продуктов, и его разновидности будут обсуждаться далее.
Зонный электрофорез на твердых подложках и в гелях является методом выбора в ситуациях, когда требуется разделение, а не точные физико-химические измерения. Кроме того, зональные методы подходят для анализа небольших количеств материала с помощью довольно простых процедур.
При обычном зонном электрофорезе компоненты разделяются на основе их различий в суммарном заряде, размере и форме. Разделение происходит при постоянном значении рН и ионной силе. В качестве стабилизирующей среды используются полиакриламидный гель, целлюлоза или гранулированные гели.
Капиллярный электрофорез (КЭ) - широко используемый метод в биологических науках. Некоторые из основных применений КЭ включают:
Дактилоскопия ДНК - после того, как ДНК была амплифицирована, ее можно разделить с помощью КЭ. Разделение может осуществляться с разрешением в одну пару оснований, и могут быть идентифицированы отдельные нуклеотиды, что позволяет создать карту ДНК с высоким разрешением.
Анализ лекарственных средств - КЭ используется в фармацевтике для анализа лекарственных средств и родственных соединений, как описано в разделе Капиллярный электрофорез: привлекательный метод хирального разделения. Его высокая селективность означает, что он обеспечивает хорошее разрешение при разделении. При разделении определенных соединений, например аминов, КЭ может использовать нереактивную капиллярную поверхность с рН, выбранным специалистом для обеспечения хорошего разделения.
Характеристика белков - Благодаря тому, как работает КЭ, он может быть настроен для разделения амфотерных молекул, таких как белки, что позволяет идентифицировать белки. Амфотерные соединения - это молекулы, которые могут быть как кислотными, так и основными, и это можно изменить, изменив рН раствора, используемого в КЭ. Затем молекулы можно разделить, позволив им мигрировать в свои изоэлектрические точки (где молекула не имеет суммарного заряда), прежде чем мобилизовать все молекулы, проходящие мимо детектора.
Давайте рассмотрим это подробнее, чтобы выяснить, что делает КЭ выгодным методом — и что может быть недостатком:
Преимущества разрешения
Узкие трубки, используемые при капиллярном электрофорезе, помогают обеспечить хорошую разрешающую способность метода. Когда образец помещается в пробирку и прикладывается электрическое поле, компоненты перемещаются с разной скоростью, что приводит к разделению. Преимущества использования капиллярных трубок заключаются в том, что уменьшаются эффекты боковой диффузии и перепады температур по всей трубке. Свойства трубки и другие свойства, заданные техническим специалистом, приводят к так называемому пробковому потоку, при котором скорость жидкости считается постоянной по поперечному сечению трубки, перпендикулярной потоку. При пробковом потоке осевая диффузия является единственным фактором, приводящим к диспергированию, поэтому эффективность разделения при использовании КЭ очень высока.
Использование узких капилляров также помогает уменьшить расширение полосы пропускания, наблюдаемое в пиках, генерируемых другими методами, такими как высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). В КЭ скорость жидкости, движущейся по трубе, одинакова по всей трубе. В более широких трубах и при использовании перекачиваемого потока в других технологиях скорость не является равномерной по всей трубе. Это известно как ламинарный поток, скорость которого ниже на границе раздела между стенкой трубки и жидкостью, что дает профиль скорости с выпуклостью в центре трубки. Это приводит к расширению полосы и более широким пикам, наблюдаемым, например, при ВЭЖХ.
Поддержание баланса
Небольшой рН влияет на заряд и поток молекул в КЭ, таким образом, небольшие колебания рН оказывают большее влияние в КЭ, чем в ВЭЖХ. По сравнению с ВЭЖХ, контроль рН в КЭ имеет решающее значение, и существует множество факторов, включая температуру, которые влияют на рН.
Электрофорез может быть одномерным или двумерным. Одномерный электрофорез включает в себя одно разделение, как описано выше, в то время как двумерный процесс добавляет второе разделение для классификации молекул по другому параметру. Свойства разделения молекул включают массу, изоэлектрическую точку или комплексную массу в нативном состоянии. Поскольку молекулы вряд ли будут похожи по двум различным свойствам, двумерный электрофорез обычно является более эффективным методом разделения по сравнению с одномерным.
Компоненты для электрофореза часто продаются и приобретаются отдельно. Обычное оборудование включает красители, лотки, источники питания, электроды, кабели, смеси, сушилки для жидкости и химические вещества, такие как денатурирующие агенты, отвердители и амфолиты.
Таким образом досконально изучив работу аппаратов электрофореза необходимо рассчитать себестоимость производства таких аппаратов, а также для начала производства необходимо приобрести соответствующее оборудование. Арендовать или приобретать производственные помещения нет необходимости, так как у предприятия имеются пустующие помещения. Так как затраты на оборудование не столь высоки, инвестированные средства окупятся достаточно быстро.
Таким образом в данной работе будет проведен анализ затрат на запуск предприятия по производству аппаратов электрофореза.
 
Раздел 1. Маркетинговое обоснование объемов продаж и цены продукции
1.1. Общая характеристика отраслевого рынка рассматриваемого продукта
Электрофорез — это химический процесс, при котором электрический заряд в растворе направляется к противоположному электроду. В 1930-х годах шведский биофизик Арне Тисселиус разработал электрофорез при исследовании белков крови. В 1948 году Арне Тисселиус получил премию Романа по химии за вклад в электрофоретическую технику.
Рисунок 1. Система электрофореза
Электрофорез является одним из лабораторных методов разделения молекул ДНК, РНК или белка на основе их электрического заряда или размера.
Принцип, лежащий в основе электрофореза, заключается в наблюдении, что большинство биомолекул существуют в виде электрически заряженных частиц с ионизируемыми функциональными группами. Раствор, содержащий биомолекулы, будет иметь либо положительно, либо отрицательно заряженные ионы в зависимости от значения рН.
Когда заряженные молекулы помещают в электрическое поле, они движутся в направлении, противоположном положительному или отрицательному полюсу. В зависимости от массы и суммарного заряда каждой частицы в растворе ионизированные биомолекулы будут мигрировать с разной скоростью при воздействии электрического поля. Отрицательно заряженные частицы, такие как нуклеиновые кислоты, тяготеют к аноду, в то время как положительно заряженные частицы - к катоду. Каждая заряженная частица будет мигрировать по схеме, определяемой ее особым свойством, из-за изменений скорости и направления, что позволяет разделить компоненты биомолекул с аналогичными свойствами.