DE1498678A1

DE1498678A1 - Duennschicht-Chromatographiergeraet und Duennschicht-Elektrophoresegeraet

Info

Publication number: DE1498678A1
Application number: DE19621498678
Authority: DE
Inventors: Dr M Brenner
Original assignee: Desaga Nachf Erich Fecht GmbH
Current assignee: Desaga Nachf Erich Fecht GmbH
Priority date: 1961-05-10
Filing date: 1962-05-03
Publication date: 1969-03-06
Also published as: CH364130A; US3189541A; DE1498678B2; GB1010604A

Description

"Dünnschicht-Chromatographiergerät und Dünnschicht-Elektrophoresegerät" Die Erfindung betrifft ein Dünnschicht-Chromatographiergerät bzw. ein Dünnschicht-Elektrophoresegerät, das aus einer im wasentlichen rechteckigen, die Dünnschicht tragenden, ebenen Trägerplatte, auf den Rändern der Trägerplatte aufliegenden Abstandshalterleisten, die zur Bildung einer Kammer kleinen Volumens die Dünnschicht nur wenig überragen, und einer zur Trägerplatte parallelen1 an den Abstandshalterleisten anliegenden Deckplatte besteht.
In einea bekannten Dünnschicht-Chromatographiergerät sind die Leisten in Art eines geschlossenen Bilderrahmens aus Slastreifen auf den Rand der Deckplatte aufgeklebt und liegen auf der Dünnschicht an den Rändern der Trägerplatte auf. Die Trägerpiatte hat in ihrer Mitte eine Bohrung als Elutionsmittel- Eintrittsöffnung. Die bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß das Elutionsmittel nur punktförmig oder annahernd punktförmig zugeführt werden kann, daß also ein Chromatographieren nur in der sogenannten Zirkular-Technik möglich ist. Auch für die Anwendung der sogenannten Durchlaufmethode, in der das Elutionsinittel nicht nur bis zu den Rändern der Dünnschicht, sondern darüber hinaus läuft, ist die bekannte Anordnung nicht geeignet oder bestimmt.
Ziel der Erfindung ist die Angabe eines Chromatographiergerätes, das die Vorteile der genannten Anordnung beibehält, ohne deren Nachteile zu haben. Das neue Gerät soll die Auftrennung vieler Stoffgemische in zueinander parallelen Chromatogrammstreifen unter gleichzeitiger Verbesserung der an sich günstigen Eigenschaften des obengenannten, bekannten Gerätes hinsichtlich der Kammersättigung ermöglichen. In dem bekannten Gerät nimmt zwar die Länge der Elutionsmittelfront mit zunehmenden Abstand von der Elutionsmitteleinlauföffnung zu, doch wird die Fortschreitgeschwindigkeit der Front durch den geringen Durchflußquerschnitt der Dünnschicht in der Nähe der Eintrittsöffnung begrenzt.
Die Erfindung geht also aus von einem Dünnschicht-Chromatographiergerät, bestehend aus einer im wesentlichen rechteckigen. die Dünnschicht tragenden, ebenen Trägerplatte, auf den Rändern der Trägerplatte aufliegenden Abstandshalter leisten,- die zur Bildung einer Kammer kleinen Volumens die Dünnschicht nur wenig überragen, und einer zur Trägerplatte parallelen, an den Abstandhalterleisten anliegenden Deckplatte. Ein solches Gerät zeichnet sich nach der Erfindung dadurch aus, daß die Abstandshalterleisten an zwei einander gegenüberliegenden Rändern vorgesehen sind und möglichst dicht auf der Trägerplatte aufliegen, daß an wenigstens einem der beiden anderen Ränder dagegen die entsprechende Leiste fehlt, und daß der durch die fehlende Leiste offene Spalt zwischen den beiden Platten der so gebildeten Kammer die Elutionsmittel-Eintrittsöffnung ist. Durch die Verlagerung der Einlauföffnung von der Mitte auf eine Randseite der Trägerplatte unter Weglassung der dortigen Abstandshalterleiste ergibt sich eine Einlauföffnung, die nach Belieben durch die Breite der Platte, also den Abstand zwischen den verbleibenden beiden Abstands leisten, gewählt werden kann.
Das Elutionsmittel dringt'auf der ganzen Breite der Platte in die Dünnschicht ein und rückt auf der ganzen Front gleichmäßig vor. Vorzugsweise sind nur zwei Abstandshalterleisten an zwei einander gegenüberliegenden Rändern der Trägerplatte vorgesehen, von den verbleibenden Rändern bildet der eine dsie Elutionsmittel-Eintrittsöffnung, während der andere einen Elutionsmittel-Austritt und damit die Anwendung der Durchlaufmethode gestattet. Durch die Anordnung nach der Erfindung sind die bei normalem Ohromatographieren geQürchteten Randeffekte, die es in der Zirkular-Technik nicht gibt, weitgehend vermieden Wenn, wie weiter vorgeschlagen wird, die Abstandshalterleisten unmittelbar auf dem von der Dünnschicht freien Rand der Trägerplatte aufliegen, treten diese Randeffekte überhaupt nicht auf.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Deckplatte, die Leisten und die Trägerplatte zu einer selbständig bewegbaren Einheit zusammengefügt. Dieses Zusammenfügen geschieht zweckmäßig in einfacher Weiss durch klammern.
Die Erfindung betrifft weiter ein Dünnschicht-Elektrophoresegerät; sie besteht insoweit darin, daß dieses Elektrophoresegerät die oben für ein Chromatographiergerät beschriebenen Merkmale, soweit anwendbar, hat.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und den Ansprüchen.
In der beigefügten Zeichnung zeigen: Figur 1a den Behälter 2 aus V4A-Stahl für die mobile Phase, Figur Ib einen Querschnitt des Behälters 2, Figur 2 einen Schnittbogen für das Filterpapier 3, Figur 3 eine Trägerplatte 4 aus Glas mit Dünzischicht und blanken Rändern, Figur 4 eine Deckplatte 5 aus Glas mit Kufen und montiertem Filterpapier 3 in Aufsicht und Querschnitt, Figur 5a eine Vorrichtung für Dünnschicht-Chromatographie unter wahlweiser Verwendung der Durchlauf- oder Standardmethode im Querschnitt, Figur 5b eine Aufsicht der Darstellung nach Figur 5a, Figur 6 die Ansicht einer die erfindungsgemäß Kammer enthaltenden Anordnung für Zwecke der Elektrophorese, von oben gesehen, Figur 7 eine Seitenansicht der Anordnung nach Figur 6, Figur 8 eine Stirnansicht der Anordnung nach Figur 6, Figur 9 die räumliche Darstellung eines Troges wie nach Figur 6, Jedoch mit mittiger Trennwand, Figur 1Q die Draufsicht auf eine Ansführungsform der Deckplatte und Figur 11 einen der Figur 5 entsprechenden Schnitt zur Erläuterung des kontinuierlichen Chromatographierens.
In den Figuren la bis Sb bedeutet 1 die Startlinie, längs welcher die Substanzgemische auf Punkten aufgetragen sind, 2 den Behälter fur die mobile Phase, 3 das Filterpapier (=Flüssigkeitsbrücke), 4 die Trägerplatte mit der Dünnschicht, 5 die Deckplatte, 6 Glasbänder (=Kufen = Stützorgan = Abstandshalterleisten) 7 Klammern, schematisch gezeichnet, 8 Löcher zum Einstecken von Röhrchen, z. B. Polyäthylen, 9 Röhrchen, z.B. aus Polyäthylen, zum Einfüllen der mobilen Phase und zum Druckausgleich, 10 eine Unterlage (z.B. ein Kdrkring), a, b, c, d, e, f, g, h sind Orientierungshilfen.
Der Behälter 2 aus rostfreiem Stahl (Figur 1) besitzt eine plangeschliffene Oberseite und dient als Gefäß für die mobile Phase (Elutionsmittel). Durch zwei Löcher 8 in der Seitenwand werden zwei kurze Röhrchen 9, die vorzugsweise aus Polyäthylen bestehen, gesteckt und nach Figur ib (Querschnitt) aufwärts gebogen. Durch ein Röhrchen wird später die mobile Phase eingefüllt, das andere ermöglicht den Druckausgleich.
Ein Filterpapier 3 (Figur 2) überträgt die mobile Phase auf die Schicht. Der Teil "efgh" ist dem Innenprofil des Behälters angepaßt.
Bei der Trägerplatte 4 aus Glas mit der Dünnschicht (Figur 3) ist an zwei gegenüberliegenden Rindern soviel von der Schicht abgestreift, daß die Kufen gerade auf den blanken Streifen Platz finden. 15 mm vom vorderen Plattenrand entfernt befindet sich die Startlinie 1, wo die Substanzen aufzutragen sind (Figur 3).
Bei der Deckplatte 5 aus Glas (Fig. 4) dienen zwei längsseits auf die Deckplatte geschweißte und plangeschliffene Glasbänder als Kufen 6. Die Kufenhöhe erlaubt eine wahlweise Einstellung des Abstandes zwischen Schicht und Deckplatte; gleichzeitig wirken die Kufen als Dichtung.
Einige, beispielsweise sechs kräftige Papierklammern 7 dienen dazu, den Behälter 2 und die Trägerplatte 4 gegen die Deckplatte 5 zu pressen (Fig. 5).
Eine Unterlage 10, zum Beispiel ein Korkring (Fig. 4 und 5) kann zur Unterstützung der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung dienen.
Im folgenden sei Montage und Verfahren näher beschrieben: Man legt die Deckplatte mit den Kufen nach oben auf den Korkring 10, faltet das Filterpapier längs der Linie cd (Fig. 2) und legt es mit dem Stück "abcd" nach unten auf die Vorderseite der Deckplatte (Fig. 4). Das Papier soll die Kufen nicht berühren und die Kante "ab" soll zum Vorderrand der Deckplatte einen kleinen Abstand (1-3 mm) halten. Diese Lage wird provisorisch mit einer Papierklammer fixiert. Man legt jetzt die Trägerplatte mit der Schicht und den zu chromatographierenden Substanzen, die man schon vor der Montage aufPunkten längs der Startlinie 1 aufgetragen hat (Fig. 3), so auf die Deckplatte, daß die blanken Streifen auf die Kufen zu liegen kommen und der Vorderrand der Trägerplatte genau mit den vorderen Kufenkanten zusammenfällt. Träger- und Deckplatte werden nun durch vier Papierklammern zusammengepreßt und die überflüssig gewordene Klammer am Filterpapier wird wieder entfernt.
Man biegt den oberen Teil des Filterpapiers längs der Verbindungslinie "ef" (Fig. 4) in vertikale Lage und stülpt die zusammengeklemmten Platten um, so daß sich das Filterpapier nunmehr auf der Unterseite befindet. Nach Fig. wird der Behälter 2 mit zwei Klammern 7 in solcher Weise unter die Deckplatte geklemmt, daß der vertikal stehende Teil des Filterpapiers auf den Grund von 2 reicht und der horizontal liegende Teil als Dichtung zwischen Deckplatte und Oberseite von 2 wirkt. Der Behälter soll dicht gegen die Trägerplatte stoßen. Man füllt durch ein Röhrchen (z.B. Polyäthylenröhrchen) mobile Phase ein, erreicht durch leichtes Schwenken eine momentan gleichmäßige Benetzung des Filterpapiers und kann å jetzt die Anordnung sich selbst überlassen. Die mobile Phase (Lösungsmittel) verdampft nach Durchlaufen der von der Deckplatte geschützten Schicht auf dem noch verbleibenden Streifen (Fig. 5) genügend rasch, um die Chromatographie beliebig lang in Gang zu-halten. Gegebenenfalls ist in den Behälter 2 mobile Phase nachzufüllen.
Schwankungen der Raumtemperatur können gelegentlich (besonders bei starker Luftbewegung) dazu führen, daß mobile Phase an der Deckplatte kondensiert. In solchen Fällen genügt es, die Deckplatte durch kurzes Auflegen der Rand etwas zu erwärmen. - Sogenannte Randeffekte sind bei sorgfältiger Montage vermeidbar.
Die Vorrichtung kann erfindungsgemäß zur Trennung schwer und leicht trennbarer Substanzgemische verwendet werden.
Nachstehende Tabelle gibt ein;£ge Beispiele und die bei der Trennung eingehaltenen Bedingungen an. Das Adsorptionsmittel ist dabei in allen Fällen Kieselgel für Dünnschicht-Chromatogramme; der Abstand von der Startlinie bis zum Ende der Deckplatte beträgt 16,5 cm, die Kufenhöhe 1 mm.
T A B E L L E Bispiel Substanz- Löschungsmittel- Benöti@ No. gemisch system Zeit i@ Stunde@ 1 Isoleucin + Leucin Methyläthylketon/ 5 Pyridin/Wasser (70:15:15:2 v/v 2 N-(2,4-Dinitrophenyl)- Benzol/Pyridin/Eis 2-3 Durch- Derivate von: Isoleucin +essig (80:20:3 v/v) lauf- Leucin + Norleucin methode 3 N-(2,4-Dinitrophenyl)- Benzol/Pyridin/Eis- 2-3 Derivate von: Norvalin + essig (80:20:3 v/v) Valin 4 N,N -Di-(2,4-dinitro- Chloroform/Methanol/ 2-3 phenyl)-lysin + O,N-Di- Eisessig (95:5:1 v/v (2,4-dinitrophenyl)-tyrosin 5 Argininhydrochlorid + n-Propanol/Wasser 1-2 Glycin + Ristidinhydro- (70:30 v/v chlorid + Phenylalanin + Valin 6 N-(2,4-Dinitrophenyl)- Chloroform/Benzylal- 1 Standard- Derivate von: Alanin + kohol/Eisessig methode a-Aminobuttersäure + (70:30:3 v/v a-Aminocaprylsäure + Glycin + Serin 7 Buttergelb + Indophenol + Benzol 0,25 Sudanrot G Die Anordnung gemäß vorliegender Erfindung kann an der Austrittsstelle (Verdampfungsstelle) der mobilen Phase eine zusätzliche Vorrichtung oder Anordnung zum Erwärmen der Austrittsstelle der mobilen Phase besitzen. In der Fig. 6 ist eine solche Erwärmungsanordnung in Gestalt eines Heizrohres, durch welches das die Wärme abgebende Medium, vorzugsweise heißes Wasser, geführt wird, dargestellt. Wenn diese Erwärmung der Endzone des durchlauf enden Uhromatogramms gewählt wird, ist auch eine Kühlung des übrigen Chromatogramms erforderlich. Die Kühlung gelingt durch die Anordnung von beispielsweise Kühlschlangen oder analogen Mitteln unterhalb der die Dünnschicht tragenden Platte.
Ferner kann ohne eine Erwärmung die gesamte Platte, auf der sich die Dünnschicht befindet, gekühlt werden, was insbesondere bei der Durchführung der Chromatographie in nicht temperaturgeregelten Räumen vorteilhaft mitt.
Die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung dient ferner zur Durchführung der Elektrophorese. Zu-diesem Zwecke wird ein zweiter Trog hinzukombiniert, wie dies im.einzelnen aus Fig. 6 zu entnehmen ist. Als Elektroden dienen vorzugsweise Drahtelektroden. Da infolge des Elektrophorese-Prozesses Wärme entsteht, wird nach einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, die aus der Zeichnung zu ersehende Kühlanordnung unterhalb der unteren Platte' auf der die Dünnschicht aufgebracht ist, zu kühlen. Zu diesem Zweck dient die angedeutete Kühlschlange, durch die ein Kühlmittel, vorzugsweise Kühlwasser, geführt wird.
Die Tröge bei der Anordnung nach Fig. 6 zur Durchführung der Elektrophorese, die zur Aufnahme der gepufferten Slüssigkeit dienen, können, wie dies in Fig. 9 dargestellt tat, mittig eine Trennwand aufweisen, Die Tröge für die Elektrophorese bestehen vorzugsweise aus Kunststoff oder einem resistenten metallischen Material.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform (Figur 10) weist die Deckplatte runde und/oder- ovale Durchbrechungen auf, durch welches das zu trennende Gemisch eingegeben werden kann.
Dabei können diese Durchbrechungen sowohl an der Startlinie als auch an anderen Stellen des chromatographischen Feldes vorhanden sein. Eine Draufsicht auf eine solche Deckplatte ist in Figur 10 dargestellt Während der Chromatographie sind zum Zwecke der Erhaltung des Verdampfungsgleichgewichts die schlitzförmig oder lochartig gestalteten Durchbrechungen mit mindestens einer Glasplatte bedeckt. Diese Anordnung erlaubt die Durchführung einer sogenannten kontinuierlichen Ghromatographie, in der die mobile Phase1 wie dies beispielsweise in Figur 11 dargestellt ist, durch eine Art selbstversorgung nachgeführt wird. Die mobile Phase (=Elutionsmittel) läuft also ständig und es kann Jederzeit durch die Durchbrechungen der Deckplatte das zu trennende Gemisch eingegeben werden. Es existiert bei dieser Art des Verfahrens überhaupt keine Lösungsmittelfront mehr. Ferner reinigt sich die Dünnschichtfläche, nachdem ohne Zugabe von neuem zu trennenden Gemisch die mobile Phase die Länge des Chromatographierfeldes durchlaufen hat, von selbst. Man kann hier in gewisser Weise im Gegensatz zur trockenen Säule von einer Art nasser Säule sprechen.
Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist die Tatsache, daß uSer der Dünnschicht ständig das Dampfgleichgewicht der mobilen Phase vorhanden ist, so daß jederzeit die Zugabe der zu trennenden Gemische erfolgen kann.
-Patentansprüche-

Claims

Patentansprüche 1. Dünnschicht-Chromatographiergerät, bestehend aus einer im wesentlichen rechteckigen, die Dunnschicht tragenden, ebenen Trägerplatte, auf den Rändern der Trägerplatte auf liegenden Abstandshalterleisten, die zur Bildung einer Kammer kleinen Volumens die Dünnschicht nur wenig überragen, und einer zur Trägerplatte parallelen, an den Abstandshalterleisten anliegenden Deckplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalterleisten an zwei einander gegenüberliegenden Rändern vorgesehen sind und möglichst dicht auf der Trägerplatte auf liegen, daß an wenigstens einem der beiden anderen Ränder dagegen die entsprechende Leiste fehlt, und daß der durch die fehlende Leiste offene Spalt zwischen den beiden Platten der so gebildeten Kammer die Elutionsmittel-Eintrittsöffnung ist.
2. Diinnschicht-Elektrophoresegerät, bestehend aus einer im wesentlichen rechteckigen, die Dünnschicht tragenden, ebenen Trägerplatte, auf den Rändern der Trägerplatte auf liegenden Abstandshalterleisten, die zur Bildung einer Kammer kleinen Volumens die Dünnschicht nur wenig überragen, und einer zurTrägerplatte parallelen, an den Abstandshalterleisten anliegenden Deckplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalterleisten an zwei einander gegenüberliegenden Rändern vorgesehen sind und möglichst dicht auf der Trägerplatte aufliegen, daß an wenigstens einem der beiden anderen Ränder dagegen die entsprechende Leiste fehlt, und daß der durch die fehlende Leiste offene Spalt zwischen den beiden Platten der so gebildeten Kammer die Elutionsmittel-Eintrittsöffnung ist.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalterleisten auf dem von der Dünnschicht. freien Rand der Trägerplatte aufliegen.
4. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalterleisten nur an@zwei einander gegenüberliegenden Rändern vorgesehen sind, und daß von den beiden durch die fehlenden Meisten offenen Spalten der eine die Elutionsmittel-Eintrittsöffnung und der andere die Elutionsmittel-Austrittsöffnung ist.
5. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte, die Leisten und die Trägerplatte zu einer selbständig bewegbaren Einheit, vorzugsweise durch Klammern, zusammengefügt sind.
6. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß die einander gegenüberliegenden Leisten (Seitenleisten) die Kammer abdichten.
7. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß die Dünnschicht im Bereich der Elutionsmittel- Eintrittsöffnung über eine Flüssigkeitsbrücke mit dem Innenraum eines vorzugsweise trogförmigen Behälters für die Aufnahme des Elutionsmittels in Verbindung steht Fig. 5).
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 -?, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstandshalter (6) fest mit der Deckplatte (5) verbunden sind.
9. Gerät nach den Ansprüchen 4 - 8, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e. t,- daß die der Lösungsmitteleinlaufseite gegenüberliegende.Seite offen und ggf. mit der Umgebung durch eine-Flüssigkeitsbrücke verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die flüssigkeitsbrücke und/oder der Behälter von der Deckplatte überdeckt ist (Fig. 5)
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 - 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flüssigkeitsbrücken aus Filterpapier (3) bestehen.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen ? - 11, d ad u r e h g e k e n n z e i c h n e t, daß das innere des Behälters (2) auch während des Chromatographiervorganges durch wenigstens-eine Offnung (8) zugänglich ist.
13. Gerät nach den Ansprüchen 1 - 12, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß an der dem Lösungsmitteleinlauf gegenüberliegenden Seite ein zweiter, insbesondere trogförmige Behälter vorgesehen ist, und daß das Gerät die zur Durchführung der Elektrophorese an sich bekannte Ausstattung wie Elektroden und dergleichen aufweist.
14. Gerät- nach Anspruch1 d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die Behälter parallel zur Einlauf- bzw. Auslauf seite mitt geteilt sind und mit einer Brücke zur Überführung der Flüssigkeit von der einen Behälterhälfte in die andere aufweisen.
15. Gerät nach den Ansprüchen 1 - 14, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Trägerplatte auf der der Dünnschicht abgewandten Seite mit einer gühlvorrichtung versehen ist.
16. Gerät nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Kühlvorrichtung aus Kühlschlangen besteht.
17. Gerät nach den Ansprüchen 1 - 16, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Trägerplatte im Bereich des Lösungsmittelauslaufs heizbar ist.
18. Gerät nach den Ansprüchen 1 - 1?, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Deckplatte Durchbrechungen insbesondere runde undXoder ovale Durchbrechungen, für die Eingabe zu trennender Gemische aufweist.
19. Gerät nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Durchbrechungen im Bereich der Startlinie vorgesehen sind.
20. Gerät nach den Ansprüchen 17 - 19, d a d u r ch g ek e n n z e i c h n e t, daß den Durchbrechungen Abdeckplatten, vorzugsweise aus Glas, zugeordnet sind.
21. Gerät nach den Ansprüchen 1 - 20, d a du r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß der Behälter an der Lösungsmitteleinlauf seite aus einem Vorratsgefäß vorzugsweise stetig nachfüllbar ist.