DE1013899B - Verfahren zur quantitativen optischen Registrierung in Ultrazentrifugen und Elektrophoresegeraeten - Google Patents

Description

• Verfahren zur quantitativen optischen Registrierung in Ultrazentrifugen und Elektrophoresegeräten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur quantitativen optischen Registrierung in Ultrazentrifugen und Elektrophoresegeräten. Es ist Aufgabe einer Ultrazentrifuge oder eines Elektrophoresegerätes, die Teilchen einer in Lösung befindlichen Substanz durch die Einwirkung eines Schwere- bzw. elektrischen Feldes zu beschleunigen.
• Die Beobachtung und Registrierung der Bewegungsvorgänge liefert unter anderem wertvolle Aufschlüsse über Molekulargewicht und Ladung der gelösten Teilchen, ferner können quantitative Beziehungen zwischen einzelnen Komponenten der gelösten Substanz aufgeklärt werden. Gerade bei der Untersuchung von Eiweißen beispielsweise stehen meist nur sehr verdünnte Lösungen zur Verfügung. Fast alle im Gebrauch befindlichen Verfahren benutzen die Differenz des Brechungsindex der gelösten Substanz gegenüber dem Brechungsindex des Lösungsmittels, um eine Konzentrationsbestimmung durchzuführen. Diese Brechungsindexdifferenzen werden auf die verschiedenste Art und Weise sichtbar gemacht.
• Da sich nun der Brechungsindex der Eiweiße nur wenig von dem der üblichen Lösungsmittel unterscheidet und außerdem meist nur sehr verdünnte Lösungen zur Verfügung stehen, werden relativ große Lösungsschichtdicken erforderlich, um den Nachweis empfindlich genug zu gestalten. Dies erfordert wiederum eine relativ große Menge Lösung zur Füllung der Meßküvetten, welche sehr oft gerade bei der Untersuchung von Eiweißen nicht zur Verfügung steht. Außerdem sind diese Verfahren an die Verwendung sehr langhrennweitiger Linsen gebunden, welche einen großen Raumbedarf der ganzen Anlage hedingen.
• Die Erfindung nutzt das in der Mikroskopie bereit wohlbekannte Phasenkontrastverfahren zur quantitativen Konzentrationsmessung in Ultrazentrifugen und Elektrophoresegeräten aus. In diesen Geräten wird die anfänglich homogene Verteilung der gelösten Substanz in der Meßküvette durch die Einwirkung eines Kraftfeldes geändert, so daß es nach Ende des Trennvorganges in der Meßküvette Stellen gibt, an denen die Konzentration der gelösten Teilchen gegenüber der Ausgangskonzentration erhöht bzw. erniedrigt ist. An diesen Stellen hat das Meßlicht verschiedene optische Weglängen zu durchlaufen, das Objekt weist also eine diesen optischen Weglängendifferenzen entsprechende Struktur auf. Letztere ist dem unbewaffneten Auge nicht sichtbar, sie wird nach dem Phasenkontrastverfahren nach Zernike in der Weise sichtbar gemacht, daß sie als Hell-Dunkel-Struktur wahrnehmbar wird. Weicht der Brechungsindex der gelösten Substanz von dem des Lösungsmittels ab, so ist der optische Weg durch eine bestimmte Stelle der Meß- küvette proportional der Konzentration gelöster Teilchen an dieser Stelle, und da mit zunehmender Länge des optischen Weges eine zunehmende Phasenverschiebung des Meßlichtes erfolgt, so ist die beobachtete Phasenverschiebung ein direktes Maß für die an jedem Ort befindliche Menge phasenverschiebender Substanz.
• Für geringe Phasenverschiehungen im Objekt von 0 bis 9()0 läßt sich stets eine eindeutige Kontrastfunktion definieren. Es ist daher möglich, durch eine Intensitätsmessung in der Hell-Dunkel-Struktur des durch die Phasenkontrastoptik entworfenen Bildes eine quantitative Konzentrationsbestimmung vorzunehmen. Zu dieser Messung findet zweckmäßig ein Strahlungsempfänger hoher Unterschi eds empfindl ichi keit Verwendung. Photoelektrische oder photographische Kontrastmessungen finden heute in Wissen schaft und Technik allgemeinste Anwendung.
• Die Erfindung erreicht, daß noch außerordentlich stark verdünnte Lösungen quantitativ untersucht werden können. Sie erlaubt ferner die Verwendung sehr kleiner Lösungsschichtdicken, so daß nur sehr geringe Lösungsmengen für eine Untersuchung erforderlich sind. Langwierige und kostspielige Anreicherungsverfahren entfallen. Der Strahlengang der Optik wird nicht wesentlich länger als in jedem gewöhnlichen Mikroskop.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur quantitativen optischen Registrierung für Ultrazentrifugen und Elektrophoresegeräte, dadurch gekennzeichnet, daß zur Konzen- trationsbestimmung das Phasenkontrastverfahren, verbunden mit einer an sich ebenfalls bekannten quantitativen photoelektrischen oder photographischen Kontrastmessung, zur Anwendung kommt In Betracht gezogene Druckschriften: R. Sewig: »Objektive Photometrie«, Springer, Berlin 1935, S. 145ff.