DE1274074B - Vorrichtung fuer die ein- und zweiseitige Gelelektrophorese - Google Patents

Description

• Vorrichtung für die ein- und zweiseitige Gelelektrophorese Die Erfindung hat eine Vorrichtung zur elektrophoretischen Trennung von Eiweißen in Gelen zum Gegenstand, die im besonderen für die Trennung dieser Stoffe in Körperflüssigkeiten, wie Blutserum, geeignet und damit in der Medizin für die Diagnostik von Bedeutung ist. Die Vorrichtung ist für alle Medien als Trennmaterial verwendbar, die als Sol eingebracht werden und anschließend zum Gel erstarren, wie es beispielsweise bei Agar-Agar, Stärke, Polyacrylamid der Fall ist.
• Je nach der Wasserstoffionenkonzentration der Pufferlösung liegen die Eiweiße als Anionen, Kationen oder Zwitterionen vor. Bei der elektrophoretischen Trennung dieser Stoffe wird im allgemeinen das pH der Pufferlösung so eingestellt, daß sie nur eine Ladungsform annehmen und demzufolge im angelegten elektrischen Feld in einer Richtung wandern. Im alkalischen Milieu, in dem bevorzugt gearbeitet wird, wandern beispielsweise menschliche Serumeiweiße zur Anode. Jedoch tritt bei Verwendung von Agar- und Stärkegel das als Endosmose bezeichnete Phänomen auf, was besagt, daß nicht alle Eiweiße des zu untersuchenden Blutserums unter vorgegebenen Bedingungen in gleicher Richtung wandern; ein Teil der Eiweiße (r-Globuline) bewegt sich vielmehr von der Auftragsstelle aus in entgegengesetzter Richtung.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch ihre Verwendbarkeit für elektrophoretische Trennungen aus, die sowohl nur nach einer Seite als auch nach beiden Seiten von der Auftragsstelle aus verlaufen können. Bei den bisher bekannten Vorrichtungen, die eine zweiseitige elektrophoretische Trennung ermöglichen, dienen dafür waagerechte, aus einem Stück bestehende, nicht abgedeckte Gelplatten. Die Nachteile dieser Vorrichtungen liegen in der für eine quantitative Auswertung wenig geeigneten Beschaffenheit der Gelplatten, die beispielsweise keine seitlichen Begrenzungen der Eiweißproben und -fraktionen aufweisen, deren Gelschicht nicht gleichmäßig ist und deren Geloberfläche sich in Berührung mit der Luft mehr oder weniger unregelmäßig froschhautähnlich ausbildet.
• Die aufgezeigten Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden. Darüber hinaus bietet sie die weiteren bemerkenswerten Vorteile, eine unterschiedliche Einstellbarkeit der Bedingungen zu beiden Seiten der Auftragsstelle, wie verschiedene pH-Werte der Pufferlösungen und/oder verschiedene Gelkonzentrationen wie auch die Verwendung verschiedenartiger Gele, zu ermöglichen, wodurch gezielte Trennungen zu beiden Seiten der Auftragsstelle durchführbar sind.
• Die Vorrichtung gemäß der Erfindung für die ein-und zweiseitige Gelelektrophorese, die aus einer Trennkammer, zwei Pufferbehältern und zwei jeweils mit diesen verbundenen Elektrodenbehältern nebst in diese eingeführten Elektroden besteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkammer 1 halbzylindrisch mit nach oben liegender Wölbung gestaltet ist, derart, daß auf einen Vollhalbzylinder 2 ein Hohlhalbzylinder 3 aufgepaßt ist, von denen der Vollhalbzylinder 2 mindestens eine sich über seine Mantelfläche halbkreisförmig erstreckende, als Rille ausgebildete Gelkammer 4 sowie mindestens einen sein Inneres von der oberen Wölbung bis zum Ende der Gelkammer 4 durchsetzenden Füllkanal 5 aufweist und der Hohlhalbzylinder 3 Zuführungen 6 über den Füllkanälen 5 und Schlitze 7 über den Gelkammern 4 besitzt, und wobei die Trennkammer 1 als Oberteil mittels einer an ihrer Unterseite in Richtung der Zylinderachse mittig verlaufenden Aussprung 8 auf einer in einem vorzugsweise kastenförmigen Unterteil 9 befindlichen mittleren Trennwandl0 aufliegt, die jeweils die in diesem Unterteil 9 enthaltenen zwei Pufferbehälter 11 wie auch die durch Diaphragmen 12 mit je einem Pufferbehälter 11 in Verbindung stehenden zwei Elektrodenbehälter 13 voneinander trennt.
• Bevorzugt ist die Trennkammer 1 mit mehreren Gelkammern 4 ausgestattet, die parallel verlaufend nebeneinander angeordnet und durch Stegel4 getrennt sind. Für eine quantitative Auswertung der elektrophoretischen Trennungen empfiehlt es sich, Gelkammern 4 von rechteckigem Querschnitt vorzusehen, um damit Gelstreifen von gleichmäßiger Dicke zu erhalten. Eine gute Abdeckung der Gelkammern 4 ist durch den auf den Vollhalbzylinder 2 passend aufgesetzten Hohlhalbzylinder 3 gewährleistet. Zum Auftragen der der Elektrophorese zu unterwerfenden Proben auf die Gele dienen die im Hohlhalbzylinder 3 befindlichen Schlitze 7 über den Gelkammern 4, die zweckmäßig in Reihe in Richtung der Längsachse der Trennkammer 1 angeordnet sind. Um beim Einfüllen der Sole in die Gelkammern 4 ein Auslaufen zu verhindern, sind der Vollhalbzylinder 2 und der Hohlhalbzylinder 3 durch beidseitig der Gelkammern 4 und der Füllkanäle 5 nach den Enden des Vollhalbzylinders 2 hin befindliche, Dichtungsmaterial aufnehmende Aussparungen 15 und/oder durch den Hohlhalbzylinder 3 an seinen seitlich angebrachten Leisten 16 in den Vollhalbzylinder 2 führende Schrauben 17 abdichtend aufeinandergepaßt.
• In besonderer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Ziel einer weitgehenden Anderungsmöglichkeit der bei der Gelelektrophorese anzuwendenden Bedingungen ist es zweckmäßig, die Trennkammer 1 mit zwei Füllkanälen 5' und 5" auszustatten, von denen der Füllkanal 5' mit den Enden der Gelkammern 4 auf der einen Seite der Wölbung der Trennkammer 1 und der Füllkanal 5" entsprechend mit deren Enden auf der anderen Seite in Verbindung steht. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Gelkammem 4 von beiden Enden her durch die jeweiligen Füllkanäle 5 mit verschiedenen Solen zu beschicken. Durch Anordnung der Schlitze 7 in verschiedener Höhe ist die Lage der Grenzfläche zwischen solchen unterschiedlichen Gelen gegeben.
• In weiterer Abänderung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Gelkammern 4 auch gruppenweise miteinander verbunden und für jede Gruppe jeweils zwei die Trennkammer 1 durchsetzende Füllkanäle 5' und 5" vorhanden sein. Zum Verbinden mehrerer Gelkammern 4 untereinander dient ein am Ende derselben in Richtung der Längsachse des Vollhalbzylinders 2 verlaufender Verbindungskanal 18, in den dann der jeweilige Füllkanal 5 mündet. Der Verbindungskanal 18 kann beispielsweise durch Verminderung der Höhe der Stege 14 oder durch Einkerbung gebildet sein. Das Einfüllen der Trenumaterialien in die Gelkammern 4 erfolgt auf diese Weise gleichmäßig aufsteigend nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung sei an Hand der F i g. 1 bis 6 beispielsweise näher erläutert.
• F i g. 1 gibt einen Überblick über die erfindungsgemäße Vorrichtung und zeigt die aus dem Vollhalbzylinder 2 und dem darauf passenden Hohlhalbzylinder 3 bestehende Trennkammer 1 sowie das kastenförmige Unterteil 9.
• Im einzelnen weist der Vollhalbzylinder 2 die sich über seine Mantelfläche halbkreisförmig erstreckenden Gelkammern 4 mit den dazwischenliegenden Stegen 14, den die Gelkammern 4 jeweils auf einer Seite der Wölbung untereinander verbindenden Kanal 18 sowie die Öffnungen der Füllkanäle 5 auf, weiterhin die zur Aufnahme von Dichtungsmaterial dienenden Aussparungen 15 wie auch Bohrungen 19 für die Schrauben 17 und die an der Unterseite des Vollhalbzylinders 2 mittig in Längsrichtung verlaufende Aussparung 8.
• Der Hohlhalbzylinder 3 besitzt an der oberen Wölbung die Zuführung 6 für die FüllkanäleS sowie die in Reihe angeordneten Schlitze 7 für die Gel- kammern 4. Seitlich befinden sich die Leisten 16 mit den durchgeführten Schrauben 17.
• Das kastenförmige Unterteil 9 enthält die mittlere Trennwand 10, zu deren beiden Seiten sich die zwei Pufferbehälter 11 sowie die durch Diaphragmen 12 mit diesen jeweils in Verbindung stehenden Elektrodenbehälter 13 mit den Durchführungen 20 für die nicht eingezeichneten Elektroden befinden.
• F i g. 2 entspricht dem Schnitt A-B in Fig. 1 durch die Trennkammerl, die aus dem Vollhalbzylinder 2 und dem Hohlhalbzylinder 3 passend zusammengesetzt ist. An dieser sind eine Gelkammer 4 und der über ihr befindliche Schlitz 7, die Füllkanäle 5' und 5" mit ihren Zuführungen 6 sowie die Schrauben 17 dargestellt, die durch den Hohlhalbzylinder 3 an seinen seitlich angebrachten Leisten 16 in die Bohrungenl9 im Vollhalbzylinder 2 geführt sind. Außerdem sind der die Gelkammern 4 untereinander verbindende Kanal 18 und die Aussparung 8 zum Aufsetzen der Trennkammer 1 auf die in F i g. 3 dargestellte mittlere Trennwand 10 des kastenförmigen Unterteils 9 ersichtlich.
• Fig.3 entspricht dem SchnittC-D in Fig. 1 durch das Unterteil9 und zeigt die mittlere Trennwand 10 zwischen den beiden Pufferbehältern 11, die durch Diaphragmen 12 mit den Elektrodenbehältern 13 in Verbindung stehen. Letztere weisen die Durchführungen 20 für die nicht eingezeichneten Elektroden auf.
• Fig.4 gibt den von oben gesehenen Hohlhalbzylinder 3 mit den Zuführungen 6 und den Schlitzen 7 wieder, welch letztere zum Unterschied von den F i g. 1 und 2 nicht an der oberen Wölbung des Hohlhalbzylinders 3 angebracht sind. Außerdem sind die seitlichen Leisten 16 und die Schrauben 17 gezeichnet.
• F i g. 5 vermittelt eine Ansicht des Vollhalbzylinders 2 von oben mit den Gelkammern 4 und den dazwischenliegenden Stegen 14, den Füllkanälen 5' und 5", welche mit den Enden der Gelkammern 4 auf je einer Seite der Wölbung über den Verbindungskanal 18, der hier beispielsweise durch Verminderung der Höhe der Stege 14 gebildet ist, verbunden sind. Weiterhin sind die Aussparungen 15 für das aufzunehmende Dichtungsmaterial zu beiden Seiten der Gelkammern 4 und der Füllkanäle 5 nach den Enden des Vollhalbzylinders 2 hin dargestellt.
• F i g. 6 zeigt wiederum eine Ansicht des Vollhalbzylinders 2 von oben, dessen Gelkammern 4 gruppenweise miteinander verbunden sind. Für jede dieser Gruppen sind jeweils zwei Füllkanäle 5' und 5" vorgesehen. Im weiteren entspricht F i g. 6 der F i g. 5.

Claims (11)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung für die ein- und zweiseitige Gelelektrophorese, bestehend aus einer Trennkammer, zwei Pufferbehältern und zwei jeweils mit diesen verbundenen Elektrodenbehältern nebst in diese eingeführten Elektroden, d a -durch gekennzeichnet, daß die Trennkammer (1) halbzylindrisch mit nach obenliegender Wölbung gestaltet ist, derart, daß auf einen Vollhalbzylinder (2) ein Hohlhalbzylinder (3) aufgepaßt ist, von denen der Vollhalbzylinder (2) mindestens eine sich über seine Mantelfläche halbkreisförmig erstreckende, als Rille ausgebildete Gelkammer (4) sowie mindestens einen sein Inneres von der oberen Wölbung bis zum Ende der Gelkammern (4) durchsetzenden Füllkanal (5) aufweist und der Hohlhalbzylinder (3) Zuführungen (6) über den Füllkanälen (5) und Schlitze (7) über den Gelkammern (4) besitzt, und wobei die Trennkammer (1) als Oberteil mittels einer an ihrer Unterseite in Richtung der Zylinderachse mittig verlaufenden Aussparung (8) auf einer in einem vorzugsweise kastenförmigen Unterteil (9) befindlichen mittleren Trennwand (10) aufliegt, die jeweils die in diesem Unterteil (9) enthaltenen zwei Pufferbehälter (11) wie auch die durch Diaphragmen (12) mit je einem Pufferbehälter (11) in Verbindung stehenden zwei Elektrodenbehälter (13) voneinander trennt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein mehrerer Gelkammern (4) diese parallel verlaufend nebeneinander angeordnet und durch Stege (14) getrennt sind.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelkammern (4) von rechteckigem Querschnitt sind.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (7) über den Gelkammern (4) in Reihe in Richtung der Längsachse der Trennkammer (1) angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (7) in beliebiger Höhe angeordnet sind.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen l bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vollhalbzylinder (2) und der Hohlhalbzylinder (3) durch beidseitig der Gelkammern (4) und der Füllkanäle (5) nach den Enden des Vollhalbzylinders (2) hin befindliche, Dichtungsmaterial aufnehmende Aussparungen (15) und/oder durch den Hohlhalbzylinder (3) an seinen seitlich angebrachten Leisten (16) in den Vollhalbzylinder (2) führende Schrauben (17) abdichtend aufeinandergepaßt sind.
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Füllkanäle (5', 5") vorhanden sind, von denen jeweils ein Füllkanal mit den Gelkammern (4) auf einer Seite der Wölbung der Trennkammer (1) verbunden ist.
8. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelkammern (4) gruppenweise miteinander verbunden und für jede Gruppe jeweils zwei die Trennkammer (1) durchsetzende Füllkanäle (5', 5") vorhanden sind.
9. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelkammern (4) durch einen an ihrem Ende in Richtung der Längsachse des Vollhalbzylinders (2) verlaufenden Verbindungskanal (18) untereinander verbunden sind.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (18) durch Verminderung der Höhe der Stege (14) gebildet ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (18) durch Einkerbung gebildet ist.