DE1923613A1 - Vorrichtung zum isoelektrischen Trennen von ampholytischen Mischungen - Google Patents

Description

Firma LKB-PRODUKTER AB, 22-24 Fredforsstigen, Mariehäll,

Schweden

Vorrichtung zum isoelektrischen Trennen von ampholytischen

Mischungen

. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum isoelektrischen Trennen von Ampholyten. Die isoelektrische Trennung ist ein bei der Trennung von Ampholyten seit langem bekanntes und auch in praxi benutztes Verfahren. Dieses Trennungsverfahren erlangt deswegen besondere Bedeutung, weil Proteine zum großen Teil Ampholyte sind. Das Verfahren beruht auf der Tatsache, dass, wenn durch eine mehrere verschiedene Ampholyte enthaltende Lösung ein Gleichstrom geleitet wird, in-dem zwei Elektroden in die

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Lösung eingesetzt und diese mit einer Gleichstromquelle verbunden werden, die am stärksten sauren Ampholyte sich an der Anode und die am stärksten basischen Amphylyte sich an der Kathode ansammeln, während sich die übrigen in der Lösung entsprechend ihrer isoelektrischen Punkte pi dazwischen anordnen. Zugleich tritt ein pH-Wert-Gradient zwischen den Elektroden auf, wobei der niedrigste pH-Wert an der Anode und der höchste an der Kathode anzutreffen sind. Der pH-Gradient ist beständig, und es lässt sich zeigen, dass der pH-Wert an einer Stelle, an der ein bestimmter Ampholyt seine höchste Konzentration hat, dem isoelektrischen Wert pi des Ampholyten entspricht. Enthält die Lösung neben Ampholyten auch Hoch ein Salz, so' dissoziiert dieses, und das positive Kation wandert zur Kathode, das negative Anion, der Säurerest, zur Anode, während die verschiedenen Ampholyte in dem Abstand dazwischen in der durch ihren pl-Wert bestimmten Folge verbleiben. Folglich ist jeder Ampholyt einer elektrophoretisc-hen Wanderung zu dem Punkt zwischen den Elektroden unterworfen, der seinem jeweiligen pl-Wert entspricht. Dieser Wanderung wirkt jedoch die Diffusion entgegen, durch welche die Ampholyte in beiden Richtungen von diesen Punkten fortstreben. Aus dem Grunde sind zwei niedermolekulare Ampholyte mit nahe beieinander liegenden iso-

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elektrischen Punkten niemals vollständig voneinander zu trennen, wenn die Lösung nicht zusätzlich noch einen weiteren Ampholyt enthält, dessen isoelektrischer Punkt zwischen diesen beiden Komponenten liegt. Die Diffusion ist besonders stark für niedermolekulare Ampholyte und gering für hochmolekulare Ampholyte, so dass letztere stärkere Konzentrationsmaxima an den isoelektrischen Punkten ergeben. Es lässt sich auch daraus schließen, dass eine ampholytische Mischung mit einer großen Anzahl niedermolekularer Ampholyte unterschiedlicher jedoch dicht beieinander liegender isoelektrischer Punkte einen sehr stabilen und linearen pH-Gradienten in einem bestimmten Bereich zwischen den zwei Elektroden aufweisen kann, wenn die verschiedenen Ampholyte in der Mischung günstig ausgewählt sind bezüglich ihrer isoelektrischen Punkte und wenn sie in der Mischung im richtigen Mengenverhältnis zueinander enthalten sind. Wird durch eine derartige bekannte Mischung aus *niedermolekularen Ampholyten, einer sogenannten Arapholyt-Trägermisehung, ein stabiler pH-Gradient erzeugt, so ist es theoretisch möglich, eine sehr gute Trennung der Bestandteile einer unbekannten Mischung von wenigen oder mehreren hochmolekularen Ampholyten zu erreichen. Wegen Ihrer Eigenschaft, nur sehr wenig zu diffundieren im Vergleich zur Diffusion der Trägerampholyten konzen-

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trieren sich die hochmolekularen Ampholyte sehr dicht um die Punkte in der pH-Gradientenskala, die durch die Trägerampholytmischung hervorgerufen ist, entsprechend ihrer isoelektrischen Punkte, so dass die verschiedenen hochmolekularen Ampholyte vollständig voneinander getrennt werden können. Es ist daher möglich, ein derartiges Tren- nungsverfahren mit Erfolg bei der Trennung von verschiedenen Eiweißen vorzunehmen. Als Trägerampholyte können z.B. Aminosäuren oder Polypeptide verwendet werden. Zu

diesem besonderen Zweck werden auch besondere Trägerampholytmischungen mit sehr guten Eigenschaften hergestellt, die aliphatische Polyamino-Polycarbon Säuren enthalten.

Bei der Durchführung einer isoelektrischen Trennung sind jedoch die praktischen Schwierigkelten, die auftreten, erheblich. Eine einfache Vorrichtung von der vorgeschriebenen Art kann nur für sehr grobe und ungenügende Trennung verwendet werden, denn es treten bereits Störungen durch die thermische Konvektion auf, die sich infolge des Erwärmens der Lösung durch den hindurchtretenden elektrischen Strom einstellt. Diese Konvektion ist wesentlich stärker als die elektrophoretisch^ Wanderung und muss deshalb verhindert werden, wenn eine zufriedenstellende Trennung erzielt werden soll. Es wurde versucht, dieses Pro-

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plem zu lösen, indem die Trennungszelle in eine Vielzahl von Kammern aufgeteilt wurde, und zwar mit Hilfe halbdurchlässiger Wände, die senkrecht zur Strombahn zwischen die zwei Elektroden angebracht wurden. Sicher reduzieren die halbdurchlässigen Membranwände die thermische Konvektion zwischen den einzelnen Kammern, jedoch rufen sie " wiederum einen Elektro-osmotischen Fluss zwischen den Kammern hervor, der die einzelnen Teile wiederum miteinander vermischt. Ausserdem zeigen die hochmolekularen Ampholyte bei einer derartigen Vorrichtung die Tendenz, auf den Boden der Trenngefäße zu sinken, so dass sie sich der isoelektrischen Trennung entziehen. Um dies zu verhindern, ist es nötig, in jeder Kammer eine Zirkulation zu erzeugen oder den Inhalt aufzurühren, wodurch wiederum die Trennvorrichtung kompliziert wird und die Gefahr eingegangen wird, daß | sich die einzelnen Teile miteinander vermischen. Eine weitere Schwierigkeit liegt darin, dass ein großer Teil hochmolekularer Ampholyte, die in einer bestimmten Kammer konzentriert sind, eine erhöhte Tendenz zeigeniunter der Einwirkung der Schwerkraft durch die benachbarten halbdurchlässigen Wände in die angrenzenden Kammern mit geringer Konzentration hochmolekularer Ampholyte und damit geringerer Dichte hindurehzusinken. Eine weitere Schwierigkeit stellt sich ein, wenn

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bei Beendigung der Trennung die Spannungsquelle von den Elektroden getrennt wird, denn dann ist die elektrophoretische Wanderung der Ampholyten augenblicklich unterbrochen, während die Diffusion andererseits anhält. Es ist deshalb nötig, die einzelnen aufgeteilten Bestandteile der verschiedenen Ampholyte so schnell wie möglich aus den Trennzellen herauszunehmen, bevor sie infolge der Diffusion wieder miteinander vermischt sind. Es war aus diesen genannten Gründen bisher nicht möglich, eine zufriedenstellende isoelektrische Trennung mit Vorrichtungen der genannten Art zu erzielen.

Sehr gute Ergebnisse der isoelektrischen Trennung von Proteinen wurden jedoch mit einer besonderen Vorrichtung erzielt, die in den letzten Jahren entwickelt wurde. ψ Diese Vorrichtung besteht aus einer senkrecht angeordneten Trennsäule, in welcher die beiden Elektroden am oberen bezw. unteren Ende angebracht sind. In dieser Säule wird ein stabiler natürlicher pH-Gradient mit Hilfe einer geeigneten Mischung von Trägerampholyten hergestellt, und ausserdem wird ein spezieller Dichte-Gradient in der Lösung erzeugt, wobei die Dichte gegen die oberen Elektrode zu geringer wird, was mit Hilfe einer Zuckerlösung erreicht wird. Die Solde enthält also keine festen Körper,

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welche Elektroosmose hervorrufen könnten, jedoch stabilieiert der durch die Zuckerlösung erreichte Dichte-Gradient die 8KuIe wirksam gegen thermische Konvektion. In einer solchen Säule können also sehr dichte Konzentrationen hoohnolekularer Ampholyte wie etwa Eiweiße erzeugt werden, und zwar an den Pegelwerten in der Säule, an denen die pH-Werte

in dem durch die Trägerampholytmisohung erzeugten pH-Oradien- ^ ten den isoelektrischen Punkten der hochmolekularen Ampholyte entspricht. Jedoch auch diese Trennsäule hat ernstzunehsnende Nachteile. Es können nämlich nur sehr kleine Mengen hochmolekularer Ampholyte in einem stabilen Zustand in der Säule enthalten sein. Wenn die Mengen zu groß werden, so sinken sie unter dem Einfluß der Schwerkraft ab. Die Säule kann also nur für sehr kleine Proben Verwendung finden. Ausserdem sind die bei der Trennung erhaltenen Bestandteile nicht nur durch die Trägerampholyte sondern auch durch die Zuckerlö- ₍ iung verunreinigt, die zur Erzeugung des Dichtegradienten benötigt wird. Es'lässt sich auch feststellen, dass dieses ^; Verfuhren verhältnismässig umständlich und zeitaufwendig lit« da der spezielle benötigte Dichtegradient erzeugt werden muss, und der Vorgang muss für jede einzelne Trennung wiederholt werden. Es bleibt weiterhin die Schwierigkeit, dass, sobald die Spannungsquelle von den Elektroden entfernt wird, die elektrophoretische Wanderung und damit die Konzentrationsbildung der einzelnen Ampholytbestandteile unterbrochen wird, wogegen die Diffusion anhält und

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trachtet, die Ansammlungen wieder zu zerstreuen. Polglich muss die Säule so schnell wie möglich entleert werden, wogegen wiederum eine zu starke Strömung dabei dazu führen kann, dass sich die einzelnen Bestandteile wieder untereinander mischen.

Ziel der Erfindung ist es deshalb, eine verbesserte Vorrichtung für isoelektrische Trennung von Ampholyten zu schaffen, bei der die Trennung ohne Anwendung von Membranen, Zuckerlösungen oder dergleichen durchgeführt werden kann, die ein starkes Trennungsvermögen hat und die getrennten Bestandteile in hoher Konzentration anfallen lässt, die auch für wirksame Trennung niedermolekularer Ampholyte brauchbar ist, indem sie in einer Weise gestaltet wird, dass die Diffusion verhindert wird, nachdem die Trennung durch Ab-P schalten der Spannungsquelle beendet ist und die für Durchlaufbetrieb wie z.B. für vorbereitende Trennung großer Probenmengen oder für analytische Trennung unterschiedlicher Proben, die der Trennvorrichtung nacheinander zugeführt werden, verwendbar ist, was verglichen mit den bekannten Trennvorrichtungen, die jeweils immer nur eine bestimmte Menge zu trennen vermögen, ein sehr wesentlicher Vorteil ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch ge-90 98 hl/0937

kennzeichnet, dass sie einen horizontalen, im wesentlichen kasten- oder trogförmig gestalteten Behälter zur Aufnahme der Lösung einer aufzutrennenden Ampholytmischung aufweist, welcher einen Boden, Endwände und Seitenwände mit elektrisch nichtleitenden Innenflächen aufweist, dass zwei elektrische Elektroden in den Behälter nahe den einander gegenüber liegenden Endwänden angebracht sind, die an eine Gleichstromquelle anschließbar sind und dass am Boden eine Vielzahl undurchlässiger und elektrisch nicht-leitender Querwände aufwärts stehend angebracht sind, die senkrecht zu den Seitenwänden verlaufen, so dass die gesamte Länge des Behälters nahe am Boden in eine Vielzahl von Abteilungen aufgeteilt ist, die sich von einer Endwand bis zur anderen aneinander reihen, wobei in jedem Abteil wenigstens eine gekühlte Fläche vorhanden ist.

In einer derartigen Vorrichtung ist das System gegen thermische Konvektion dadurch stabilisiert, dass in jedem Abteil des Behälters ein Dichte-Gradient erzielt wird, wobei die größere. Dichte im Abteil zuunterst vorhanden ist. Wie nachfolgend im einzelnen erläutert wird, wird dieser Dichte-Gradient zum Teil durch den Einfluß der Wärmediffusion in der aufgereizten Lösung gegenüber der in jedem Abteil vorgesehenen Kühlfläche und zum Teil durch den Ein-

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fluß der Schwerkraft erreicht, wodurch ein bestimmter Ampholytbestandteil, der in einem Abteil konzentriert wird, in den unteren Abschnitt dieses Abteils sinkt. Diese Erschein-iung sorgt auch dafür, dass der bestimmte Ampholyt, der in einem Abteil konzentriert enthalten ist, unter dem Einfluss der Schwerkraft oder der Diffusion nicht in ein benachbartes Abteil ausweichen kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann also auch für die Trennung sehr großer Mengen verwendet werden. Die Auflösungsfähigkeit der Vorrichtung kann durch Anordnung einer sehr großen Anzahl von Abteilen sehr hoch sein.

Die gekühlten Flächen in den einzelnen Abteilen am Boden des Behälters können aus Kühlröhren bestehen, die durch die Abteile hindurch verlaufen oder aus den Querwänden, die die Abteile trennen, selbst, in dem ein Kühlkanal für das Kühlmedium unmittelbar unterhalb des Bodens des Behälters verläuft, so dass der Boden gekühlt wird. Im letzten Fall ist der Behälterboden vorzugsweise mit Rippen versehen, die Im gleichen Abstand verlaufen wie die Stege senkrecht zu den Seitenwänden Im Behälter, so daß die aufwärts vorspringenden Rippen die Querwände und die Räume dazwischen die Abteile bilden. Mit einem solchen

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Boden wird eine besonders wirksame Kühlung erreicht, insbesondere der nach oben vorspringenden Stege durch das unterhalb des Bodens im Kühlmittelkanal strömende Kühlmittel.

Um den elektrischen Strom, der durch die Lösung hindurohtritt, zu zwingen, auch in den unteren Teil der Abteile einzutreten, so dass die gesamte ampholytlsche Masse an der isoelektrischen Trennung teilnimmt, ist die Vorrichtung nach der Erfindung vorzugsweise mit einer Vielzahl zweiter undurchlässiger Querwände von der gleichen Zahl wie die Abteile ausgestattet, die ebenfalls quer zu den Seitenwänden des Behälters verlaufen und von oben in Jedes der Abteile hineinragen, wobei ihre Unterkanten einen gewissen Abstand vom Behälterboden innerhalb jedes Abteils haben. Diese zusätzlichen Querwände erstrecken eich nach abwärts in die Abtelle hinein und können auf der ^Unterseite eines Deckels des Behälters angebracht sein. Iftt der Boden des Behälters mit Stegen versehen, wie dies voranstehend beschrieben ist, so kann die Unterseite eines derartigen Abschlußdeckels in der gleichen Weise mit Stegen ausgestattet sein, so dass die abwärts vorstehenden Stege auf der Unterseite des Deckels die in die Abteile im Boden des Behälters hineinragenden Querwände bilden.

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In solchem Fall kann auch der Deckel als Kühlkanal ausgebildet sein, so dass auch seine Querwände, die nach unten in die Abteile hineinragen, Kühlflächen darstellen.

Eine derartige Vorrichtung gemäß der Erfindung kann für portionsweise Behandlung oder auch für Durchlaufverfahren ausgelegt sein. Im letzteren Fall wird eine Seitenwand des Behälters mit einer Vielzahl von Eintrittsöffnungen für die kontinuierliche Zufuhr einer Lösung der ampholytischen Mischung, die getrennt werden soll, ausgestattet, während die gegenüberliegende Seitenwand des Behälters mit einer Anzahl von Auslaßöffnungen versehen ist, die der Abteilezahl entspricht wobei Jedem Abteil für die Abgabe der aus der Ampholytmischung abgeschiedenen Ampholytbestandteile eine Öffnung zugeordnet ist. In diesem Fall ist die Breite des Behälters zwischen den beiden Seitenwänden und die Durchflußmenge der Ampholytlösung durch den Behälter in der Weise aufeinander abgestimmt, dass vollständige Trennung der Ampholyte aus der zugeführten Lösung erzielt ist, wenn diese die gegenüberliegende Ausf--rlußseitenwand erreicht hat.

Aus der nun/olgenden Beschreibung von/der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung ,.

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werden die Vorteile, Merkmale und Eigen-schaften der Erfindung noch deutlicher offenbar. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf ein erstes Aüsführungsbeispiel der Trennvorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Vor- . richtung gemäß Fig. 1 nach der Linie II-II;

Fig. J5 einen Querschnitt durch dieselbe Vorrichtung nach der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 und 5 schematisch besondere Ausgestaltungen des Behälterbodens und der nach oben vorstehenden Querwände, die den Behälter in einzelne Abteile unterteilen;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Trennvorrichtung nach der Erfindung parallel zu den Seitenwänden;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemaßen Vorrichtung;

Fig. 8 die Vorrichtung gemäß Fig. 7 in Ansicht von oben;

Fig. 9 die Draufsicht auf eine Trennvorrichtung gemäß der Erfindung für Durchlaufbetrieb;

Fig.10 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 9 gemäß der Linie X-X; und

Fig. 11 einen senkrechten Schnitt durch dieselbe

Vorrichtung nach der Linie XI-XI in Fig.

Die isoelektrische Trennvorrichtung nach der Erfindung, die in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist, weist einen rechteckigen, im wesentlichen kasten- oder trogförmigen Behälter auf, der insgesamt mit 1 bezeichnet ist und

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einen Boden 2, zwei Seitenwände 3, 4 und zwei Endwände 5, 6 hat. Der Behälter besteht aus einem elektrisch nichtleitendem Werkstoff oder hat zumindest elektrisch nichtleitende Innenflächen. Nahe den Endwänden 5 und 6 sind in den Behälter zwei Elektroden 7 und 8 eingelagert. Bei Betrieb der Trennvorrichtung sind diese Elektroden mit den Polen einer Gleichstromquelle, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, verbunden. Der Boden 2 des Behälters ist mit einer Zahl aufwärts vorspringender, senkrechter Trennwände 9 ausgestattet, die senkrecht zu den Seitenwänden 3 und 4 verlaufen und undurchlässig sind und aus einem elektrisch nichtleitendem Werkstoff bestehen oder wenigstens elektrisch nichtleitende Oberflächen haben. Diese Querwände 9 teilen den Behälter nah am Boden 2 in eine Anzahl Abteile 10 auf, die sich von der Elektrode 7 bis zur Elektrode 8 aneinander reihen. In jedes dieser Abteile 10 ragt überdies von oben eine weitere Querwand 11 hinein, deren Unterkante vom Boden 2 des Behälters einen gewissen Abstand hat. Auch diese zusätzlichen Querwände 11 verlaufen senkrecht zu den Seitenwänden 3 und 4, und sie können an den Seitenwänden j5 und 4 befestigt sein. Innerhalb jedes Abteils 10 befindet sich ein Kühlrohr 12, durch das ein Kühlmedium wie etwa gekühltes Wasser strömt, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist. Die Höhe der Querwände 9, die die einzelnen Abteile voneinander

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trennen, kann z.B. 5 bis 10 ram isein, und innerhalb eines Behältere sind etwa 50 bis 100 derartige Abtelle hintereinander angeordnet.

Im Betrieb wird in die Trennvorrichtung eine Lösung einer ampholytischen Mischung, die aufgetrennt werden soll, eingefüllt, so dass der Flüssigkeitsspiegel 13 etwa die in der Fig. 3 angedeutete Höhe einnimmt. Wie bereits vorstehend erwähnt, besteht die ampholytische Lösung vorzugsweise aus einer bekannten Mischung niedermolekularer Trägerarapholyte-p mit deren Hilfe ein gewünschter pH-Gradient in der Trennzelle erzeugt wird, sowie eine Probe höhermolekularer Ampholyte, die getrennt werden sollen. Ist der Behälter mit der Ampholytlösung gefüllt, so wird der Stromkreis an die zwei Elektroden 7 und 8 angeschlossen · Es wird dadurch in der Lösung zwischen den beiden Elektroden 7 und 8 ein elektrisches Feld erzeugt, Vota durch elektrophoretische Wanderung in diesem elektrischen Feld ordnen sich die Ampholyte in der Lösung selbst zwischen den Elektroden 7 und 8 in der voranstehend beschriebenen Weise an, so dass der Ampholyt mit dem niedrigsten isoelektrischen Punkt - also der "sauerste" Ampholyt - sich am nächsten bei der Elektrode 8 und der Ampholyt mit dem höchsten isoelektrischen Punkt - das ist

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also der am meisten basische Ampholyt■'— sich an der - Kathode 7 ansammelt, während die übrigen Ampholyte' in der Folge, die durch ihre jeweiligen isoelektrischen Punkte¹ gegeben ist, dazwischen anordnen. ·--"-■"

Die niedrigmolekularen Trägerampholy§e' habeneine starke Pufferaktivität und erzeugen deshalb einenstabilen pH-Gradienten zwischen den Elektroden-7 "und 8, wobei der niedrigste pH-Wert nahe der Anode 8 vorzufinden ist. In diesem pH-Gradienten konzentrieren sich die verschiedenen hochmolekularen Ampholyte der Lösung an den Funkten, an denen der pH-Wert ihren isoelektrischen Punk^- ten entspricht. Da der Diffusionsgrad der hochmolekularen Ampholyte wesentlich geringer ist als die Diffusion der niedermolekularen Trägerampholyte,' sind "die hochmolekularen Ampholyte an ihren isoelektrischen" pH-Punkten sehr .- ·^; dicht konzentriert. ; ·;:■-. ^! » ■:·-

Wie bereits früher dargelegt, kann diese -.iso-v' ; elektrische Aufteilung durch thermische Konvektion in der, Lösung stark gestört werden, wobei· diese Konvekti^nodurchi das Erwärmen der Lösung infolge des hindurchfließendeny .-.> Stroms hervorgerufen wird. Bei der Trennvorriehtung_:,nach , der Erfindung ist die Lösung-gegenüber thermischer Konvek-

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31 § 4 f/ θ i § f ORfGiNAL INSPECTED

Es ist jedoch noch ein zusätzlicher Mechanismus vorhanden, der den gewünschten stabilen Dichte-Gradienten in jedem Abteil 10 hervorruft. Ein Ampholytbestandteil und insbesondere ein Ampholytbestandteil eines hochmolekularen Arapholyten, der in einem bestimmten Abteil konzentriert ist, hat die Tendenz, unter dem Einfluß der Schwerkraft auf den Boden des Behälters zu s-inken, wodurch der Ampholytbestandteil aus sich selbst den Dichte-Gradienten innerhalb des Abteils erzeugt. Dieser Dichte-Gradient wird ersichtlich noch mehr betont, je höher die Konzentration des Ampholyt- bestandteils in dem Abteil ist, und er ist folglich am stärksten gegen Ende des Trennvorgangs ausgebildet. Dieser Dichte-Gradient verhindert wirksam, dass der Ampholytbestandteil, der im Abteil konzentriert enthalten ist, sich unter dem Einfluß thermischer Konvektion in die Nachbarabteile verteilt und so mit den übrigen, bereits in diesen Abteilen konzentrierten AmphoIytbestandteilen sich vermischt. Es versteht sich auch, dass ein hochkonzentrierter Bestandteil in einem bestimmten Abteil unter dem Einfluß der Schwerkraft nicht in das benachbarte Abteil hinüberfallen kann, sondern er sinkt im Gegenteil unter dem Einfluss der Schwerkraft in das ihm zugeordnete Abteil hinein. Aus diesem Grunde kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit viel Erfolg bei der Trennung sehr großer Mengen verwendet werden. Der in den ein-

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zelnen Abteilen durch Konzentration der Einzelbestandteile hervorgerufene Dichte-Gradient wirkt also sehr stark der Dispersion der einzelnen Bestandteile unter dem Einfluß der thermischen Konvektion entgegen, und zwar auch, wenn am Ende des Trennvorganges der Strom zu den Elektroden 7 und 8 unterbrochen wird.

Aufgabe der Querwände 11, die von oben in die Abteile 10 hineinstehen, ist es vornehmlich, den elektrischen Strom zu zwingen, auch bis zum Boden eines jeden Abteils wirksam zu werden, so dass die gesamte ampholytisehe Hasse in der Lösung an der isoelektrischen Trennung teilnimmt.

Die Trennvorrichtung nach der Erfindung, wie sie in den Fig. 1 bis j5 gezeigt ist, ist hauptsächlich dafür ausersehen, die Trennung und Konzentration von Ampholyten in vergleichsweise großen Plüssigkeitsmengen durchzuführen, weswegen der Flüssigkeitsspiegel 13 relativ hoch oberhalb der Quertrennwände 9 steht. Aus diesem Grunde kann es vorzuziehen sein, die verschiedenen Abteile 10 voneinander . zusätzlich dadurch zu trennen, dass die Querwände 9 nach oben durch feine Siebflächen oder halbdurchlässige Membranen 14 verlängert werden. Wie allgemein dem Fachmann be-

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karint, helfen die halbdurchlässigen Querwände, die thermische Konvektion zu unterbinden wie auch die Diffusion zwischen den verschiedenen Abteilen 10. Wie jedoch auch bereits vorher erwähnt, wird durch die halbdurchlässigen Querwände eine bestimmte Elektroosmose erzeugt, weswegen sie aus diesem Grunde weniger vorteilhaft sind. Wird die Trennvorrichtung für geringere Mengen von Lösung verwendet, so dass der Flüssigkeitsspiegel 13 hur wenig oberhalb der Oberkanten der undurchlässigen Querwände 9 liegt, so können die halbdurchlässigen Querwände 14 ohne Nachteil fortgelassen werden.

Bei Beendigung der Trennung müssen die Abteile 10 unmittelbar und so schnell wie möglich entleert werden, um eine Rückmischung der getrennten Ampholytbestandteile, die in den-einzelnen Abteilen konzentriert enthalten sind, zu verhindern. Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird dies mit Hilfe einer Leitung 15 vorgenommen, die in jedes Abteil 10 eintaucht'und kurz über dessen Boden endet. Das andere Ende dieser Leitungen 15 ist mit einer Pumpeneinheit 16 verbunden, die eine Pumpe fpr jede Leitung 15 vorsieht. Vorzugsweise bestehen diese Pumpen aus handbetätigten oder motorgetriebenen peristalti-

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sehen Pumpen. Mit Hilfe der Pumpen in der Pumpeneinheit 16 wird jedes in den einzelnen Abteilen 10 enthaltene Lösungsvolumen in ein entsprechendes Proberöhrehen, Reagenzglas oder dergleichen ähnliches Gefäß 17 gepumpt, in denen die verschiedenen Bestandteile der Arapholytmischung dann gesammelt werden. Jedes Reagenzglas enthält dann einen Ampholytbestandteile, der aus wenigstens einem niedermolekularen Trägerampholyten und möglicherweise einem hochmolekularen Ampholy ten aus der getrennten Probe enthält. Die Mengenverhältnisse oder auch die Mengen der einzelnen hochmolekularen Ampholyte in der Probe können dann einfach durch Analyse der Lösungen in den einzelnen Reagenzgläsern 17 festgestellt werden. Besteht die zu untersuchende Probe bei-" spielsweise aus einer Proteinmisehung, so kann dies durch photometrische Analyse mit Hilfe der Ultraviolefct-Absorbtion ) der einzelnen Lösungsbestandteile in den verschiedenen Reagenzgläsern 17 vorgenommen werden. Ausserdem ist es einfach, den pl-Wert jedes Bestandteils der getrennten Probe durch Bestimmung des pH-Wertes der Lösung im Reagenzglas 17 .festgestellt werden, da jeder Bestandteil der Probe, wie bereits an früherer Stelle ausgeführt, sich bei der Trennung im Behälter dort anordnet, wo im pH-Gradienten, der durch die Tragerampholytmischung hergestellt ist, sich der seinem pl-Wert entsprechende pH-Wert befindet.

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Die hochmolekularen Ämpholytbestandteile können von den niedermolekularen Trägerampholyten durch Dialyse oder Gelfilterung vollständig getrennt werden, falls weitere Analysen oder Untersuchungen mit den hochmolekularen Ampholytbestandteilen durchgeführt werden sollen. Weitere Verunreinigungen der aufgetrennten Ampholyte, wie z.B. eine Zuckerlösung, sind nicht vorhanden.

Fig. 4 zeigt schematisch und in senkrechtem Längsschnitt, der mit Fig. 2 vergleichbar ist, eine weitere sehr brauchbare Gestaltung des Bozens 2 des Behälters. Der Boden 2 ist gerippt, wobei sich diese Rippen senkrecht zu den Seitenwänden des Behälters erstrecken; dabei bilden die Furchen zwischen den Rippen die Abteile 10, und die nach oben vorstehenden Rippenkanten trennen die Abteile 10 voneinander und bilden undurchlässige Querwände entsprechend den Querwänden 9 in dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel. Bei einem derart gerippten Boden 2 können die schräg verlaufenden Rippenflanken die kühlenden Flächen der Abteile 10 darstellen indem ein Kühlkanal, durch den ein Kühlmedium hindurchströmt, unmittelbar unterhalb des Bodens 2 angebracht ist. Die Kühlrohre 2 im Behälter können dann fortgelassen werden, wodurch die Trennvorrichtung beträchtlich einfacher wird.

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Fig. 5 zeigt in vergleichbarer Darstellung wie Pig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit geripptem Behälterboden 2, das in derselben Weise arbeitet wie das in Fig. 4 gezeigte.

ψ Ein gemäß Fig. 4 und 5 gestalteter Behälterboden hat

gegenüber dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Beispiel seine Vorteile darin, daß der elektrische Strom leichter durch die gesamte ampholytische Masse gezwungen werden kann, so daß all'e Ampholyte an der isoelektrischen Trennung teilnehmen. Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 bis 3 besteht eine gewisse Gefahr, daß sich in den Kanten, die von den Querwänden 9 und dem Boden 2 gebildet werden, gewisse Ampholyte ansammeln und an der isoelektrischen Trennung nicht teilnehmen.

In Fig. 6 ist ein senkrechter Längsschnitt durch einen Behälter nach einem zweiten Ausfnrungsbeispiel der Erfindung parallel zu den Seitenwänden gezeigt, in welchem der Boden 2 des Behälters in der vorgeschriebenen Weise gerippt und mit einem Kühlkanal 18 versehen ist, durch den ein Kühlmittel, z.B. kaltes V/asser, im Betrieb der Vorrichtung hindurchströmen kann. Der Behälter ist außerdem mit einem insgesamt mit 19 bezeichneten Deckel abgedeckt, der gleichfalls über sich einen Kühlkanal 20 hat, durch den im Betrieb der Vorrichtung ein

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Kühlmedium hindurchfließt. Die Unterseite 21 des Deckels 19 ist in gleicher Weise gerippt wie der Boden 2 des Behälters, so daß die nach unten vorstehenden Rippen der Deckelunterseite 21 undurchlässige Querwände darstellen, die in die Abteile 10 in ähnlicher Weise hineinstehen wie die Quertrennwände 11 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3· Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sind also die schräg stehenden Seitenflächen der Rippen sowohl des Behälterbodens 2 als auch der Deckelunterfläche 21 Kühlflächen, die eine thermische Diffusion und damit einen stabilisierenden Dichtegradienten in jedem Abteil 10 hervorrufen. Der Deckel 19 ist abnehmbar. Die Rippen im Boden 2 des Behälters und in der Unterfläche 21 des Deckels sowie der Zwischenraum zwischen dem Boden 2 und der Deckelunterfläche 21 sind so bemessen, daß, wenn die Äbteile 10 im Boden 2 des Behälters vollständig mit einer Lösung gefüllt sind, während der Deckel abgenommen ist, der Flüssigkeitsspiegel 13 sich beim Aufsetzen des Deckels über die Oberkanten der Rippen im Boden 2 des Behälters erhebt und in die Zwischenräume zwischen den Rippen des Deckels hineinsteigt. Eine Trennvorrichtung dieser Art kann 100 - 200 Abteile bei einer Rippenbreite von etwa 5 bis 10 rnm und einer Höhe des Flüssigkeitsspiegels 13 über dem Behälterboden von etwa 5 bis 10 mm während des Betriebes

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des Vorrichtung haben. Die Dicke der Flüssigkeitssehieht zwischen dem gerippten Boden 2 und der Unterseite 21 des Deckels 19 kann ungefähr 0,5 bis 3 ram betragen; sie ist in der Zeichnung aus Gründen der Deutlichkeit übertrieben stark

" dargestellt.

Die isoelektrische Trennung der Ampholyte in der AmphoIytlösung, die in die Yorrichtung eingefüllt ist, erfolgt in derselben V/eise wie im Zusamaienliang mit den Fig. bis 3 beschrieben, vjobei die Stabilisierimg gegen thermische Konvektion durch den Dichtegradienten erfolgt, der in jedem Abteil teils durch thermische Diffusion und teils durch die konzentrierten Ampholytbestandteile selbst erfolgt. Am Ende fc des Trennvorganges iferden die Elektroden 7 und 8 vom Stromkreis getrennt und zugleich der Deckel 19 abgehoben. vJie^sich aus voranstehender Beschreibung ergibt, sinkt dann der Flüssigkeitsspiegel 13 bis auf die Rippenoberkanten der Bodenrippen ab. Auf diese Meise wird verhindert ₃ daß sieh die in den einzelnen Abteilen 10 enthaltenen Ampholytbestandteile wieder rückmischen, sie es durch Diffusion oder thermische Konvektion, und die Entnahme der Ampholytbestandteile aus den einzelnen Abteilen . 10 kann ohne Hast erfolgen₃ wobei in be-

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liebiger Reihenfolge ein Bestandteil nach dem anderen entnommen und seine Menge und sein pl-Wert in der vorbeschriebenen Weise bestimmt werden kann. Da nach Beendigung des Trennvorganges keine Diffusion mehr stattfinden kann, kann diese Trennvorrichtung nach der Erfindung vorzugsweise für die Auftrennung niedermolekularer Ampholyte verwendet werden, z.B. zur Erzeugung von Trägerampholytmisehungen mit bestimmten pH-Bereieheη.

Vor Beginn des Trennvorganges, wenn die Abteile 10 des gerippten Bodens 2 bereits mit einer nicht aufgeteilten Ampholytlösung gefüllt sind, kann das Abteil 10, das der Kathode 7 unmittelbar benachbart liegt, vorzugsweise mit einer schwachen basischen Flüssigkeit und das Abteil 10 unmittelbar neben der Anode 8 mit einer schwachen Säure statt einer Ampholytlösung gefüllt v/erden. Auf die Weise wird verhindert, daß während des Trennvorganges die Ampholyte die Elektroden berühren, wodurch gewisse Arten von Arapholyten möglicherweise zerlegt werden. Der Deckel 19 ist überdies mit Entlüftungsöffnungen 21 in der Nähe der zwei Elektroden 7 und 8 ausgestattet, so daß an den Elektroden während des Trennvorganges Bestehende Gase abziehen können.

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Die Pig. 7 und 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das ein hohes Auflösungsvermögen hat und vorzugsweise für schnelle Analysentrennung kleiner JProteinproben bestimmt ist. Wie bei den vorherigen Beispielen¹ ist der Boden 2 mit vertikal vorspringenden Querwänden oder Stegen 9 ausgestattet, welche den Behälter nahe am Böden 2 in eine Vielzahl von AbteilenlO unterteilen. Dez· Boden 2' des Behälters ist mit Hilfe eines Kühlkanals, der sich unmittelbar unterhalb des Bodens 2 befindet, gekühlt. Der Einfachheit halber ist der Kühlkanal in der Fig. 7 nicht gessigtv .^: Bei diesem Ausführungsbeispiei ist der Kühlkanal voraugswe'i». se so beschaffen, daß er vom Boden 2 des Behälters haöh Be-^: endigung des Trennvorganges abgenommen werden kann. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Deckel 19 vorgesehen/"der jedoch eine ebene Unterseite hat, so daß der Raum zwischen dem Boden 2 des Behälters und dem Deckel 19 vollständig mitder zu trennenden Ampholytlösung gefüllt werden kann. :Der "■ Deckel 19 braucht nicht abnehmbar zu sein, sondern kann ständig auf dem Behälter aufliegen. Der Abstand zwischen der Unterseite des Deckels 19 und dem Behälterboden 2 beträgt etwa lnrni, und die Querwände oder Stege 9 haben ungefähr eine Höhe von " 0,5 mm und-einen gegenseitigen Abstand von 1 mm.; Wegen dieser sehr kleinen Abmessungen sind auch keine nach unten vorstehen-

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ORfGlNAL IiMSPECTED

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den Querwände, die in die Behälter 10 hineinragen, um den elektrischen Strom in den Abteilen in Richtung auf den Behälterboden zu lenken, vonnöten. Die Zahl der Abteile kann sehr groß sein, z.B. 200, so daß das entsprechend hohe Auflösungsvermögen beim Trennvorgang erzielt wird. Die Breite der Trennvorrichtung senkrecht zu den Seitenwänden 3 und 4 beträgt etwa 0,5 bis 1,5 cm, so daß die Vorrichtung für die -Untersuchung sehr kleiner Probemengen geeignet ist.

Der Boden 2 und der Deckel 19 des Behälters sind aus einem Werkstoff hergestellt, z.B. Quarzglas, der für ultraviolettes Licht durchlässig ist. Außerdem ist die Trennvorrichtung mit einer automatischen Meßeinrichtung für Ultraviolettabsorption versehen, die eine Ultraviolettlichtquelle 22 oberhalb des Deckels 19 aufweist, welche einen Strahl ultravioletten Lichtes auf den Deckel 19 und auf eine Photozelle 22 sendet, die unterhalb des Bodens 2, der Lichtquelle 22 gegenüber, angeordnet ist. Die Lichtquelle 22 und die Photozelle 23 sind auf einer Trägervorrichtung 2k befestigt, die auf einer Führungsbahn 25 verschiebbar ist, welche parallel zu den Seitenwänden 3 und 4. der Trennzelle verläuft. Bei dem ' dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Führungsbahn aus einer Zahnstange, in der ein motorgetriebenes Zahnrad der

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Trägervorrichtung 24 läuft. Nach beendetem Trennvorgang kann die Photometereinheit 22, 23, 24 auf der Führungsbahn 25 die Trennzelle entlanggefahren werden, wobei dann die von der Photozelle 23 ausgehenden Signale von einer Aufzeichnungsanordnung , die in der Zeichnung nicht wiedergegeben ist, als Punktion des von der Photomea?tereinheit zurückgelegten Weges aufgezeichnet werden. Die mit der Photozelle 23 verbundene Aufzeichnungsanordnung stellt dann ein Diagramm her, das die Mengen und die lagemäßige Anordnung der verschiedenen Bestandteile der getrennten Proteinprobe ist.

Es ist verständlich, daß der Trennvorgang und die .Analyse sehr schnell durchgeführt werden können, denn das Trennen ist wegen der kleinen Abmessungen der Trennvorrichtung sehr schnell durchgeführt, und die Analyse der verschiedenen Bestandteile kann ebenfalls sehr schnell durchgeführt werden, ohne daß deshalb die einzelnen Bestandteile aus der Trennzelle herausgenommen werden müssen. Weiterhin ist es nicht erforderlich, dabei den Strom zu den Elektroden 7 und 8 zu beenden, bevor die Photometermessung durchgeführt wierd, wes-. halb nicht befürchtet zu werden braucht, daß sich die einzelnen Ampholytbestandteile, die sich an verschiedenen Punkten der Trennzelle angesammelt haben, durch Diffusion wieder ver-

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teilen und rückmischeh, bevor die phometrische Messung durehgefithr^ist. Piesee Auuführungebeiepiel nach der Erfindung ermöglicht ββ jedoch nichts gleichseitig die pl-Werte üev «Inen aufgeteilten Pr otjeinbes tandteile ssu me ssen, Wird

eine bekanntt AmpholyttPÖgermischung verwendet und ist der >ii-aradient, der durch diese Ampholytträgermischung in der ifrennaelle vorhanden ist, vorher exakt bestimmt worden, •ο.;1^οΙ^·=Λρρ· $Ϊ-Wer^; axt? einselnen Prt>f einbestandteile aiemlich

y " e^ Similflihe ycxrstehf(i|a, beschriebenen Vorrichtungen nach s 4 der Sjffindung könneti nur tür portionsweise Behandlung von

Proben verwendet werden. Bf» i»t jedoch auch »Öglieh, eine *r Tremnvorrio&tiiiig nach der Erfindung au,schaffen, bei 4er die \■·· Behandlung 4m Durclilliiif erföjgt* Fig. 9, ip und 11 zeigen eine derartige Vca^chliung seheaatliich. Fig. 9 ist eine Ansicht dieservVöS-richtung von oben, iron der der Deckel, aus gründen der Deutlichkeit absenonuBen ist» Wogegen Fig. IO und 11 senkrechte Schnitte durch die Vorrichtung; gemäß Linien X^X und XI-XI der Fig« 9 jSirtd« Die Trennzelle ist zur Hauptsache so auf gebaut wie diejenige in Jig. 6, d.h. der Boden 20 des Trennbehälters- ist gleichförmig gerippt und von einem Kühlkanal beaufschlagt, und der Deckel 19 hat entsprechende Rippen auf seiner .Unterfläche 21 und ebenfalls einen Kühlkanal 20. Bei

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dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rippen des Behälterboden 2 und der Unterfläche 21 des Deckels etwa so ausgebildet, wie sie in der Fig. 5 gezeigt sind; sie können jedoch auch die in Fig. 6 gezeigte Gestalt haben. Es ist auch möglich, für die Trennzelle einen Boden 2 zu verwenden, wie ihn die Fig. 7 zeigt, und dazu einen Deckel mit ebener Unterfläche. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel braucht der Deckel 19 während des Durchlaufbetriebes der Vorrichtung nicht abgenommen zu werden, und denfeesamte Hohlraum zwischen dem Boden 2 der Trennzelle und der Unterfläche 21 des Deckels ist mit der Lösung gefüllt, wie dies nachfolgend noch bifeBchrie** .-ben wird. Der Deckel 19 kann also an der Trennzelle dauerhaft befestigt sein. Wie aus der Fig. 10 am einfachsten ersichtlich ist, enden die Kühlkanäle 18 und 20 für den Boden bzw. ψ den Deckel mit gewissem Abstand von der Seitenwand M der Trennzelle. Die Abschnitte der Trennzelle, die aus den Kühl--■ j kanälen 18 und 20 hervorstehen, können aus einem für Ultra-' violettlicht durchlässigem Werkstoff bestehen. Es sei hier erwähnt, daß aus Gründen der Deutlichkeit in der Zeichnung wesentlich weniger Rippen und damit Abteile in der Trennzelle gezeichnet sind, als in Wirklichkeit vorhanden sind. Die Vorrichtung kann etwa 100 bis 200 verschiedene Abteile und einen Größtabstand zwischen Boden 2 und Unterfläehe 21 des Deckels von etwa 2 mm haben.

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BAD ORIGiNAL

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Pur die kontinuierliche Zufuhr der Ampholytlösung zur Trennzelle ist die Seitenwand 3 mit einer Anzahl Einlaßöffnungen für die AmphoIytlösung versehen. Eine dieser Einlaßöffnungen ist durch eine Leitung 26 mit einem Behälter 27 verbunden, in dem die zu trennende Probe enthalten ist, während die übrigen Einlaßöffnungen durch Rohrleitungen 28 mit einem Behälter 29 für die T-rägerampholytlösung verbunden sind. Nahe der Endwand 5 weist die Seitenwand 3 eine weitere Einlaßöffnung auf, die durch ein Rohr 30 mit einem Behälter 31 für eine basische Flüssigkeit, z.B. 1 % Natriumhydroxyd (NaOH) verbunden ist. Am gegenüberliegenden Ende nahe der Endwand 6 ist eine ähnliche Einlaßöffnung vorgesehen, die über eine Leitung 32 mit einem Behälter 33 für eine Säure, z.B. 1 %.-ige Phosphorsäure (Η,ΡΟ^), verbunden ist. Wie die Fig. 9 und 11 zeigen, ist der Abschnitt nahe der Kathode 7 von dem übrigen Teil der Trennzelle durch eine Querwand 3^, bestehend aus einer halb-durchlässigen Membran, abgeteilt. In derselben Weise ist die Trennzelle im Bereich der Anode 8 von dem übrigen Teil durch eine halb-durchlässige Membran 35 abgeteilt. Zweck dieser halbdurchlässigen Trennwände 34 und 35 ist es zu verhindern, daß das an den Elektroden 7 und 8 sich bildende Gas mit den Ampholyten der Trennzelle in Berührung kommt. Die Ampholyte sind so auch daran gehindert, direkt mit den Elektroden J und 8 in Be-

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rührung zu kommen, was durch Zufuhr einer basischen Lösung in den Kathodenraum aus dem Behälter 31 durch die Leitung 30 und durch Zufuhr einer Säure in den Anodenraum durch die . Leitung 32 aus dem Behälter 33 bewirkt wird. Die gegenüberlie gende Seitenwand der Trennzelle ist mit einer Anzahl Austrittsöffnungen 36 (siehe Fig. 11) gleichöer Zahl der Abteile der Zelle selbst ausgestattet, wobei die Austrittsöffnungen mittig zu den Abteilen angeordnet sind. Außerdem sind Austrittsöffnungen 37 und 38, den Anoden bzw. Kathodenräumen zugeordnet, vorgesehen. Diese Austrittsöffnungen sind durch Leitungen 39 mit einer Pumpeneinheit 40, die für jede Leitung 39 eine getrennte Pumpe aufweist, verbunden. Vorzugsweise ist die Pumpeneinheit 40 mit M motorgetriebenen peristaltischen Vielkanalpumpen ausgestattet. Mit Hilfe dieser Pumpen werden Bestandteile der Ampholytlösung, die im Bereich der Seitenwand 4 in ψ den einzelnen Abteilen enthalten sind, einzelnen Reagenzgläsern oder ähnlichen Sammelbehältern 4l zugeführt. Die basische Flüssigkeit und die Säure aus dem Kathoden- bzw. Anodenraum werden durch zugeordnete Pumpen in der Pumpeneinheit 40 in eigene Ablaufbehälter gepumpt, die in der Zeichnung nicht wiedergegeben sind.

Die Pumpen der Pumpeneinheit 40 werden ununterbrochen

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Angetrieben, to daß 'ein kontinuierlicher Strom einer Ampho-Iytlösung durch dl« Trenneelle von der Seitenwand 3 in Richtung auf die Seitenwand 1 aufrechterhalten wird, das ist senkrecht zur Richtung des elektrischen Stroms zwischen den -. Elektroden 7 und 8* Folglich tritt Trennung der Ampholytiösung, die der Trennseile an der Seitenwand 3 zugeführt j Wird, auft so lange die Lösung in Richtung auf die Seitenwand ! -ft - der.Ζβΐ£· strömt. Die Pümpgeschwindigkeit und die Breite der Trennseli» swiechen den beiden Seitenwänden 3 und 4 sind βσ Aüie^nandir eingestellt (, ά&& die Verweilsseit der Lösung in der Trennseile wenigstens so groß ist wie erforderlich, um j eine volXsMndige Trennung der Ampholytes die in der Lösung enthalten sind, eu erreichen.* Infolgedessen irerden in den j einzelnen ReagensgläeernΊϋ die verschiedenen Bestandteile einer unbekannten Ämphol^tmisohung, die der-Vorrichtung eingegeben wird, erhalten zusammen mit den Bestandteilen der Trägerampholytmißöhüngi die zu dem Verfahren verwendet wurde. Solange·die-selb« TrägeramphGlytmisehung verwendet wird, sind die pH-Werte in den eineeinen Reagenzgläsern Hl immer dieselben, so daß sie nur einmal bestimmt und dann nur in größeren Zeitabständen überprüft zu werden brauchen . Die Mengen und die örtliche Lage der verschiedenen Bestandteile der aufge-

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teilten Probe können in derselben Weise bestimmt werden, wie dies in Zusammenhang mit Fig. 7 bereits dargestellt ist, nämlich mit Hilfe eines Ultraviolett-JLbsorptions-Photometers, der eine Ultraviolettlichtquelle 42 aufweist, die entlang einer Führungsbahn 4j5 oberhalb des für ultraviolettes Licht durchlässi- ^ gen Abschnittes der Trennzelle nahe der Ausgangsseite 4 verfahrbar ist, und einer Photozelle 44, die der Lichtquelle gegenüber synchron mit dieser entlang einer Führungsbahn 45 unterhalb der Trennzelle bewegt wird. · -

S Die kontinuierlich arbeitende Trennvorrichtung nach der Erfindung, die voranstehend beschrieben ist, kann entweder "für vorbereitende Trennung großer Proben oder für eine analytische Trennung einer großen Anzahl verschiedener Proben, die der Vorrichtung eine nach der anderen zugeführt werden, verwendet werden. Für eine Vortrennung großer Mengen einer bestimmten Ampholytmischung braucht kein zu großes Auflösungsvermögen vorhanden zu sein, weswegen dann die Trennzelle mit einer geringeren Anzahl von Abteilen, die für eine große Durchflußmenge bestimmt sind, ausgestattet sein, so daß die innerhalb einer bestimmten Zeit der Behandlung unterwerfbare Flüssigkeitsmenge groß ist. Es ist auch die Ultraviolett-Absorptions-Photometervorrichtung dann nicht erforderlich, denn ohne große

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Schwierigkeit kann die Menge und der isoelektrische Punkt der einzelnen Bestandteile der Probe durch Analyse der Bestandteile in den Vorlagen 41 auf gewöhnliche Weise festgestellt werden. Auchder besondere Behälter 27 des dargestellten Ausführungsbeispiels kann entfallen, denn ohne Schwierigkeit kann die Probe im Trägerampholyten im Behälter 29 beigemischt und der Zelle zusammen mit den Trägerampholyten zugeführt werden.

Bei Verwendung der Voirichtung für die analytische Trennung einer großen Anzahl verschiedener Proben wird jedoch der Ultraviolött-Absorptions-Photometer wie er beschrieben ist und der. besondere Behälter 27 für die Proben benötigt. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist dann die, daß die Trägerampholytlösung aus dem Behälter 29 kontinuierlich der Trennzelle zugerhrt wird, während die verschiedenen Amphalytproben, z.B.* Proteinproben, die analysiert werden sollen, in bestimmten Zeitintervallen dem Behälter 27 eingegeben werden, no dd| sit in bestimmter Folge und zu bestimmten Augenblicken der Trennzelle zufließen. Die Photometereinrichtung 42, 44 wird synchron mit der Zugabe neuer Proben in den Behälter 27 betätigt, so daß jede Probe durch die Phatometereinrichtung in dem Augenblick aufgenommen wird, in dem sie die Ausgangsseite

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4 der Trennzelle in aufgetrenntem Zustand erreicht, In jedem Augenblick kann also die Trennzelle verschiedene Proben enthalten, die hintereinander in Flußrichtung durch die Zelle
hindurehströmen und einen verschiedenen Aufteilungsgrad er?·-1) reicht haben. Da die pl-Werte der verschiedenen Vorlagen ¹Il
und also auch der verschiedenen Ausgangsröhrchen 39 konstant bleiben, so lange dieselbe Tragerampholytlösung verwendet
wird, und folglich dies nur innerhalb größerer Zeitabstände
überprüft werden rr.uß, und da das Zuführen von Proben ohne besondere Schwierigkeiten automatisiert und mit dem Aufnahmevorgang der Photometereinrichtung und der Pumpeneinheit 40, die die Durchflußmenge bestimmt, synchronisiert werden kann, ist eine Vorrichtung geschaffen» mit deren Hilfe eine große An«· zahl verschiedener Proben voll automatisch getftnnt und ans* lyeiert werden kann.

BAD ORiGSNÄL

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Claims (17)

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   Patentansprüche

   X. Vorrichtung zur isoelektrischen Trennung von ampholytißchen Mischungen, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen rechteckigen, waagerechten und im wesentlichen kasten- oder trogförmigen Behälter (1) zur Aufnahme einer aufzuspaltenden Ampholytmischung, der einen Boden (2), zwei gegenüberliegende Endwände (5, 6) und zwei eich gegenüberliegende Seitenwände (3» ¹O mit elektrisch nicht-leitenden Innenflächen aufweist, zwei Elektroden (7* 8) in den Behälter zwischen die beiden Endwände eingesetzt sind, die im Betriebszustand der Vorrichtung an eine Gleichstromquelle anschließbar sind, wobei der Boden mit einer Vielzahl undurchlässiger Querwände (9) ausgestattet ist, die vom Boden nach oben vorspringen und senkrecht zu den Seitenwänden verlaufen, so daß der Raum innerhalb des Behälters nahe dem Boden in eine Vielzahl von Abteile (10) unterteilt ist, in denen wenigstens eine gekühlte Fläche enthalten ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlten Flächen in den Abteilen (10) durch Rohrlei-

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   tungen (12) gebildet sind, durch die ein Kühlmedium fließt, und diese Rohrleitungen (12) durch die Abteile (10) verlaufen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlten Flächen der Abteile (10) durch die Querwände (9), die vom Boden (2) nach oben vorspringen, gebildet sind, und ein Kühlkanal (18) unmittelbar unterhalb des Bodens verläuft, durch den ein Kühlmedium strömt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine zweite undurchlässige Querwand (11) senkrecht zu den Seitenwänden (3, ¹O in jedem Abteil (10), Vielehe von oben in die Abteile hineinragen und mit Abstand oberhalb des Bodens (2) enden.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten undurchlässigen Querwände (9)» die vom Boden (2) nach oben vorspringen, durch durchlässige Membranen (14) fortgesetzt sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2) des Behälters gleichförmig gerippt ist und die Rippen wie auch die Furchen senkrecht zu den Seitenwänden

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   (3 und 4) verlaufen, wobei die Rippen die ersten undurchlässigen Trennwände bilden, die vom Boden nach oben vorspringen, und die Furchen die Abteile (10) darstellen.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Abdeckung (19) des Behälters mit einer elektrisch nicht-leitenden ünterflache.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 7_S dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Querwände (11), die abwärts in die Abteile (10) hineinragen, an der Unterfläche der Abdeckung (19) befestigt sind.
9. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterfläche (21) der Abdeckung (19) in gleicher Weise gerippt ist wie der Behälterboden (2), wobei die Rippen und Vertiefungen senkrecht zu den Seitenwänden verlaufen und die nach unten weisenden Rippen auf.der· Unterfläche der Abdeckung die undurchlässigen zweiten Querwände darstellen, die in die Abteile (10) hineinragen.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (19) mit einem Kühlkanal (20) für 'den

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    Durchfluß eines Rühlmediums ausgestattet ist*
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (19) vom Behälter abnehmbar ist.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch I₅ gekennzeichnet durch zwei halbdurchlässige Querwände (34, 35), die senkrecht zu den Seitenwänden (3 und 4) innerhalb des Behälters nahe den Endwänden (5 und 6) verlaufen, so daß sie die Elektrodenräume vom Hauptteil des Behälters abtrennen.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2) und die Abdeckung (19) aus einem für ultraviolettes Licht durchlässigen Werkstoff bestehen und eine Absorptionsmesseinrichtung mit einer Ultraviolettstrahlungsquelle (22); (42) vorhanden ist, die auf der einen Seite des Behälters einen Ultraviolettlichtstrahl senkrecht auf den Behälter und eine Photozelle (23; 44) richtet, die der Lichtquelle gegenüber auf der anderen Seite des Behälters angeordnet ist, wobei Lichtquelle und Photozelle gegenüber dem Behälter parallel zu seinen Seitenwänden (3, 4) verschiebbar sind.

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14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedes der Abteile (10) bis nahe dessen Boden -zwei (2) Röhrchen (15) eingesetzt sind und mit diesen Röhrchen (15) Pumpen (16) verbunden sind.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in eine der Seitenwände (3) eine Zahl von Einlaßöffnungen zur Zuführung einer Lösung aus einer Ampholytmischung, die aufgetrennt werden soll, vorgesehen sind und die gegenüberliegende Seitenwand (4) mit einer Zahl von Auslaßöffnungen (36) entsprechend der Zahl der Abteile (10) ausgestattet ist, aus denen die Bestandteile der aufgetrennten Ampholytlösung _f die in den Abteilen enthalten sind, abgegeben werden.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen (36) durch getrennte Röhrchen (39) mit Pumpen (40) verbunden sind.
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Öffnungen über eine Rohrleitung (26) mit einem ersten Behälter (27) verbunden ist, der zur Auf-

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    nähme einer unbekannten Ampholytmischung, die aufgetrennt werden soll, dient, und die übrigen Eintrittsöffnungen mit einem zweiten Behälter (29) über Rohrleitungen(28) verbunden sind, der eine Lösung einer bekannten Ampholytmischung enthält .

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