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Elektrophorese-Vorrichtung Die Erfindung bet-rifft eine Elektrophorese-Vorrichtung,
die sich insbesondere für die Abtrennung von Serumproteinen tür diagnostische Zwecke
eignet.
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Die Elektrophorese auf festen Substraten ist eine wichtige und oft
angewendete Methode in der klinischen Chemie, insbesondern im Hinblick auf die Abtrennung
von Serumproteinen für diagnostische Zwecke. Bei der Durchführung dieser Nethode
wird die flüssige Probe, gewöhnlich menschliches Serum, auf das Substrat in Querrichtung
in Form eines genau definierten
dünnen Streifens aufgebracht. ür
dvn erfolg dieser Methode ist es absolut notwendig, dass das Volumen der Probe definiert
ist, und dass die Probe in einer schinalen und geraden Linie senkrecht zu den Rändern
des Substrats aufgebracht wird.
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Die übliche Einrichtung zur Durchführung dieser Aufbringung ist eine
spezielle Aufbringungeinrichtung, wobei man sich einer ganz speziellen Methode bedient.
Ein definiertes Volumen der Probe wird mittels einer Mikropipette aufgesaugt, worauf
dieses Volumen auf eine Aufbringungseinrichtung aufgebracht wird. Eine bekannte
Aufbringungseinrichtung weist zwei Drähte auf, die an dem Ende eines Griffes parallel
angeordnet sind und sich in einem kleinen Abstand voneinander befinden. Das mittels
der flikropipette aufgesaugte Probenvolumen wird anschliessend auf die Drähte sowie
in den Raum zwischen denselben gegeben, und zwar in der Weise, dass die Pipette
über den Drähten hin- und herbewegt wird. Dann wird diese Aufbringungseinrichtung
unter einem rechten Winkel auf das Substrat aufgesetzt. Bei dem Substrat handelt
es sich gewöhnlich um ein Zelluloseazetat oder um einen Papierstreifen mit bestimmten
Eigenschaften. Die Drähte werden anschliessend gegen den Streifen gepresst, wodurch
die Probe, oder zumindest ein Hauptteil derselben, nach einigen Senden auf den Streifen
übertragen wird. Allerdings haften diesem System erhebliche Nachteile an. Es wurden
bereits Versuche unternommen, die Probenaufbringung zu erleichtern und zu gewährleisten,
dass eine Vielzahl von Proben in identischer Weise auf eine Vielzahl von Streifen
aufgebracht werden kann, so dass die Ergebnisse, die dann erhalten werden, wenn
diese Prohen auf den Streifen einer Elektrophorese unterzogen werden, verglichen
werden können. Bestimmte Typen von Aufbringungseinrichtungen
befinden
sich bereits auf dem Iarkt.
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Bei de:. Gebrauch dieser Einrichtungen kann man die Proben nicht pipettieren,
sondern man muse die Aufbringungseinrichtung einfach in das Serum eintauchen. Es
hat sich jedoch herausgestellt, dass die lenge der Serumprobe, die unter derartigen
Bedingungen auf das Substrat aufgebracht wird, erheblich variiert. Werner sind Aufbringungseinrichtungen
bekannt, die keine parallel verlaufenden Drähte aufweisen, sondern eine feste Klinge
besitzen. Derartige Aufbringungseinrichtungen waren ebenfalls nicht erfolgreich,
da es bei ihrer Verwendung nicht möglich ist, das Serum in einer geraden Linie auf
zubringen. Die Aufbringung gestaltet sich sehr unregelmässig.
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Ferner ist das .;rbei.en aus freier Hand ein erheblicher Nachteil.
Es wurden daher mehr oder weniger ausgefeilte 'inrichtungen vorgeschlagen, die es
ermöglichen, die Probe nnerha; der Elektrophorese-Kammer unter Verwendung von Lokalisierungseinrichtungen
aufzubringen, welche den Zweck verfolgen, die Aufbringung unter einem rechten Winkel
zu dem Streifen zu bewerkstelligen. Die beannten Vorrichtungen sind jedoch konpliziert
und eignen sich nicht für eine exakt-e Aufbringung der Probe auf den Streifen.
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Durch die Erfindung wird eine Elektrophorese-Vorrichtung der vorstehend
erwähnten Art zur Verfügung gestellt, welche die Aufbringung einer vorherbestimmten
Serummenge oder dergieichen auf einen Streifen ermoglicht, und zwar in einer dünnen
geraden linie. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist von einfacher Konstruktion
und besteht nur aus wenigen und einfachen Teilen, so dass die Vorrichtung in wirtschaftlicher
weise hergestellt erde kann und auch eine sehr lange Lebensdauer besitzt.
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Die erfindungsgemässe Elektrophorese-Vorrichtung besteht
hauptsächlich
aus einem offenen Behälter aus einem isolierenden Material mit einer zentralen Wand,
welche den Behälter in zwei voneinander getrennte Abteile auftrennt, wobei jedes
Abteil bis zu einer vorherbestimmten Höhe mit einer Plüssigkeit gefüllt werden kann,
einer Lokalisierungseinrichtung, welche in den vorstehend erwähnten Abteilen getrennt
durch die zentrale Wand unterhalb des Flüssiglreitsspiegels in den Abteilen angebracht
ist und sich gegenüberstende Endteile eines Streifens aufnirnint, der mit den Endteilen
in die Flüssigkeit in den jeweiligen Abteilen eintaucht, wobei sich diese Einrichtung
über die Querwand von dem einen in das andere Abteil erstreckt, wenigstens einer
Aufbringungseinrichtung mit einem Randteil, der derartig konstruiert ist, dass er
eine vorherbestinirnte Serummenge oder dergleichen aufzunehmen vermag, einer Führungseinrichtung,
welche mit dem Behälter in Verbindung steht und wenigstens eine Aufbringungseinrichtung
aufnimmt und die Randteile ddrselben in einer vorherbestimmten Position mit einem
Streifen in Berührung bringt, der von der Lokalisierungseinrichtung erfasst ist,
so dass das Serum in einer engen Linie auf den Streifen aufgebracht werden kann,
und ein Paar von Xeitereinrichtungen, die sich jeweils in die Abteile in Kontakt
mit der darin enthaltenen Flüssigkeit erstrecken und an den äusseren Lnden mit einer
Stromcluelle verbunden werden können, so dass das auf den Streifen aufgebrachte
Serum einer Elektrophorese unterzogen werden kann.
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Die Aufbringungseinrichtung besteht vorzugsweise aus einem Stab mit
rechtwinkligem nuerschmitt, der ein Paar Seitenflächen und ein Paar Hauptflächen
aufeist, wobei sich die Hauptflächen über wenigstens einen Teil ihrer Länge in Richtung
auf das eine Ende des Stabes verjüngen, um an diesem einen Ende eine enge und freie
Randfläche zu bilden. Der Stab ist an den erwähnten Ende mit einer länglichen Vertiefung
veraehen,
die sich über die ganze Breite des Stabes erstreckt und
gegen eine der Hauptflächen offen ist, so dass eine vorherbestimmte Serummenge in
die Vertiefung gegeben werden kann.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Figur 1 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung, von welcher der in
Figur 2 gezeigte Deckel entfernt ist.
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Figur 2 ist ein Querschnitt längs der Linie 2-2 von Figur 1.
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Figur 3 ist ein Querschnitt von Figur 2 und Figur 4 ist eine perspektivische
Ansicht einer in der Vorrichtung verwendeten Aufbringungseinrichtung.
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Wie aus den Zeichnungen, insbesondere aus den Figuren 1 - 3, hervorgeht,
kann die erfindungsgemässe Vorrichtung aus einem im wesentlichen trogförmigen Behälter
2 bestehen, der an der Oberseite offen ist,und mittels einer zentralen Wand 4, die
sich in Längsrichtung durch den Behälter erstreckt, in zwei Abteile 2a und 2b, getrennt
durch die zentrale Wand, aufgeteilt ist, wobei jedes Abteil bis zu einer vorherbestimmten
Höhe mit einer Flüssigkeit 3 gefüllt werden kann, so wie dies aus Figur 3 hervorgeht.
Der Behälter 2 sowie dessen zentrale Wand bestehen aus einem isolierenden Material,
beispielsweise aus einem Kunststoff. Eine Lokalisierungseinrichtung ist in den Abteilen
getrennt durch die zentrale Wand 4 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet,
und vermag sich gegenüberstehende Enden von Streifen 5 aufzunehmen, wobei in den
Figuren 1 - 3 nur ein derartiger Streifen gezeigt ist. Die Lokalisierungseinrichtung
besteht vorzugsweise aus einem Paar
von Stäben 6, welche in diesen
Abteiien etwas unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche befestigt sind, und zwar an
sich gegenüberliegenden Seiten der zentralen Wand 4. Jeder Stab weist eine Vieizahl
von Kerben 8 auf, d e sich in gleichen Abständen voneinander befinden und in jedem
Stab 6 so angeordnet sind, dass jede Kerbe 8 in einem der Stäbe sich gegenüber einer
entsprechenden Kerbe in dem. gegenüberstehenden Stab befindet. Jeder der Stäbe 6
kann aus Gründen der Vereinfachung der Bildung der Kerben aus zwei länglichen Streifen
aus Kunststoffmaterial bestehen, welche mit ihren Hauptflächen aneinander anstossen
und miteinander verbunden sina, beispielsweise durch Verkleben an diesen Hauptflächen.
Die Kerben brauchen dann lediglich maschinell in den oberen Streifen eingearbeitet
werden. Die Lokalisierungsstäbe 6 werden in den Abteilen 2a und 2b durch eine Vielzahl
von Querwänden 10 getragen, die mit den Enden sowie mit einem zentralen Teil der
Stäbe 6 verbunden sind und jeweils einen zentralen Spalt 12 mit einem Querschnitt
bilden, welcher dem Querschnitt der zentralen Wand 4 entspricht. Die Spalten 12
erstrecken sich von dem Bodenrand der jeweiligen Querwand 10 in die letztere, so
dass die Querwände 10, welche die Lokalisierungsstäbe miteinander verbinden, über
die zentrale Wand 4 gestülpt werden können, um die Stäbe 6 in den Abteilen 2a und
2b zu tragen und sich parallel zu der zentralen Wand 4 zu erstrecken.
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Jede der Querwände 10 ist ferner mit einer länglichen Spalte 14 versehen,
die sich von dem Bodenrand-der Wand in die letztere erstreckt, so dass Teile der
Flüssigkeit auf sich gegenüberliegenden Seiten einer jeden Querwand miteinander
in Verbindung stehen können. Die Querwand 10, die mit den zentralen Teilen der Stäbe
6 in Verbindung steht, ist vorzugsweise mit einem sich nach oben erstreckenden Vorsprung
16 versehen,
so dass diese Querwand in einfacher Weise erfasst und
mit den anderen zwei Querwänden sowie mit den daran befestigten Elementen aus dem
Behälter entfernt werden kann.
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Die Vorrichtung weist ferner eine Vielzahl von Aufbringungseinrichtungen
18 auf, von denen eine perspektivisch durch die Figur 4 wiedergegeben wird. Jede
Aufbringungseinrichtung besteht aus einem Stabteil 20 mit einem rechtwinkligen Querschnitt
sowie mit einem Paar Seitenflächen und mit einen Paar Hauptflächen, wobei die Hauptflächen
des Stabes sich über einen Hauptteil- desselben im wesentlichen parallel erstrecken
und über einen kleineren Teil ihrer Längen in Richtung aufeinander geneigt sind,
so dass eine Verjüngung in Richtung auf das untere Ende des Stabes erfolgt und an
diesem Ende eine enge Randfläche 22 gebildet wird. Ferner ist der Stab an dem unteren
Ende mit einer länglichen Vertiefüng 24 versehen, die sich über die ganze Breite
des Stabes erstreckt und in Richtung auf die vorder-e Fläche des Stabes offen ist,
so dass eine vorherbestimmte Serummenge oder dergleichen in die Vertiefung aus einem
Behälter gegeben werden kann, welcher ein derartiges Serum oder dergleichen enthält.
Vorzugsweise befindet sich ein Absatz 26an der Vorderseite 28 sich dem Hauptteil
und dem sich verjüngenden Endteil ae-s Stabes 20, wobei diese Abstufung einen nachstehend
noch näher erläuterten Zweck dient. An dem oberen Ende des -Stabes 20 befindet sich
ein Kopfteil 30 mit einem Querschnitt, der begrächtlich grösser ist als derjenige
des Stabteils 20. Dieser Kopfteil ist mit dem Stabteil in üblicher Weise verbunden.
Eine Identifizierungsmarke 32 ist vorzugsweise' an der Seite des Sopfteils 30 vorgesehen
und zeigt in der gleichen Richtung wie die offene Seiten der Vertiefung 24.
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Die Vorrichtung weist ferner eine Führungseinrichtung auf welche aus
einem Führungsstab 34 besteht, der mit einer Vielzahl von Querschlitzen 36 versehen
ist. Die Anzahl der Schlitze 36 entspricht der Anzahl der Kerben 8 in jedem der
Lokalisierungsstäbe 6. Jeder der Querschlitze 36 und ein entsprechendes Paar sich
gegenüberstehender Kerben 8 sind symmetrisch bezüglich der Symmetrie-Ebene senkrecht
zu der zentralen Wand 4 angeordnet. Jeder der Schlitze 36 weist einen Querschnitt
auf, welcher den Querschnitt des Hauptteils des Aufbringungsstabes 20 entspricht,
so dass der letztere gleitend in einen entsprechenden Schlitz 36 eingesetzt werden
kann, wobei die schmale Randfläche 22 der Aufbringungseinrichtung 18 in 3erührung
mit einem gekrümmten Streifen S gebracht werden kann Die sich gegenüberstehenden
Enden dieses Streifens befinden sich in sich gegenüberstehenden Kerben 8 der Lokalisierungsstäbe
6. Dabei sollte die Aufbringungseinrichtung 18 in die entsprechenden Schlitze 36
in einer solchen Weise eingesetzt werden, dass die offene Seite der Vertiefung 24,
die an dem unteren Ende ausgebildet ist, in Richtung auf die zentrale Wand 4 des
Behälters orientiert ist, so wie dies aus Figur 3 hervorgeht. Die Identifizierungsmarke
32 an dem Vorderteil des Kopf teils 30 auf jeder Aufbringungseinrlchtung hilft dem
personal, die Aufbringungseinrichtung in einer entsprechenden rositionin den entsprechenden
Schlitz des Führungsstabes 34 einzusetzen. Jede der Querwände 10 ist ferner mit
Aussparungen 38 mit im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitten versehen, wobei
sich diese Ausspar-nzen von den oberen Rändern der Querwände in der aus Figur 3
gezeigten Weise erstrecken und gleitend Teile mit vermindertem Quersc£nitt der Führungsstäbe
34 aufnehmen, so dass die letzteren in einer vorherbestimmten Position bezüglich
der Querwände 10 sowie bezüglich der Lokalisierungsstäbe 6 und der in ihrien ausgebildeten
Kerben gehalten
werden. Jede der Querwände 10 braucht nur mit
einer Aussparung 38 versehen sein, wobei jedoch vorzugsweise ein Paar von Aussparungen
38 in jeder Querwand ausgebildet ist-, so dass der Führungsstab 24 entweder rechts
oder links von der zentralen Wand 4 eingesetzt werden kann.
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Die Vorrichtung weist ferner ein Paar langlicher Drähte 40 auf, die
entsprechend in den Abteilen 2a und 2b in der Nähe der Bodenwand des Behälters 2
angebracht sind und von der Bodenwand durch eip Paar Stifte 42 getragen werden,
die an der Bodenwand in irgendeiner beliebigen Weise befestigt sind. Das rechte
Ende eines jeden Drahtes 40 erstreckt sich, wie aus Figur 1 hervorgeht, in verschlossenem
Zustand durch die rechte Stirnwand 3 des Behälters und ist in einer in der Zeichnung
nicht gezeigten Weise mit einem Schalter verbunden, dessen Arbeitsteil 44 sich durch
eine Öffnung in einem Deckel 46 erstreckt, der mit einer Verlängerung des Behälters
2 in Verbindung steht, die sich an der rechten Seite der Stirnwand 3 befindet, so
wie dieB aus Figur 1 hervorgeht. Der Schalter ist in einer nicht gezeigten Weise
mit einer Gleichstromquelle verbunden, so dass durch Betätigen des Teils 44 des
Schalters die Drähte 40 mit der Stromzufuhr verbunden oder von diesen gelöst werden
können.
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Die Vorrichtung kann ferner einen entfernbaren Deckel 48 besitzen,
der vorzugsweise aus einem durchsichtigen Kunststoffmaterial besteht und an seinem
zentralen Teil mit einem Griff 50 versehen ist, um in einfacher Weise von dem Rest
der Vorrichtung entfernt werden zu können.
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Die Vorrichtung kann ferner zwei Wände 52 aufweisen, die sich parallel
zu sich gegenüberstehenden Seiten der zentralen Wand 4 in einem bestimmten Abstand
zwischen der letzteren und den
Drähten 40 erstrecken. Die Wände
5r dienen aus hauptsächlich.
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die Drähte 40 vor einer zufälligen Zerstörung zu schützen. oede der
Wände 52 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen 54 versehen, die sich von dem Bodenrand
der jeweiligen Wand in die letztere erstrecken und eine Verbindung zwischen den
Flüssigkeiten auf sich gegenüberliegenden Seiten einer jeden Wand 52 schaffen.
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Die Wände 52 können in jeder üblichen Weise miteinander verbunden
sein, beispielsweise durch Ankleben an die sich gegenüberstehenden Stirnwände des
Behälters 2 sowie an dessen Bodenwand.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet in der folgenden
Weise: Die zwei Abteile des Behälters werden bis zu einer vorherbestimmten Menge
mit einer Flüssigkeit 3, beispielsweise ITatriumbarbitol, gefüllt. Sich gegenüberstehende
finden einer Vielzahl von Streifen 5, von denen nur einer in der Zeichnung gezeigt
ist, werden dann entsprechend in die sizh gegenüberstehenden Kerben 8 der Lokalisierungsstäbe
6 eingesetzt, so dass die Streifen in gekrümmter Teise über die zentrale Wand 4
verlaufen, so wie dies aus Figur 5 zu ersehen ist, während die sich gegenüberstehenden
Enden eines jeden Streifens in die Flüssigkeit 3 eintauchen, die in den Abteilen
2a und 2b enthalten ist. Jeder der Streifen besteht aus einem Grundteil 56 aus einem
flexiblen, nicht-leitenden und nicht-hygroskopischen Material, beispielsweise Kunststoff,
sowie einem dünnen Überzug 58 auf der Oberfläche des Grundteils, der in der eingesetzten
Position des Streifens die obere Oberfläche bildet.
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Dieser dünne Überzug kann aus Zelluloseazeta-t, Polyacrylomit-Gel,
Stärkegel oder aus einer dünnen Schicht Filterpapier bestehen. Anschliessend wird
Blutserum aus einem sehr flachen
Behälter in die Vertiefung 24
der Aufbringungseinrichtung 18 gegeben, so dass eine vorherbestimmte Serummenge
die Vertiefung ausfüllt. Dann wird die Aufbringungseinrichtung in einen Schlitz
36 der Führungseinrichtung eingesetzt, wobei die Markierung 32 auf dem Kopfteil
30 der Aufbringungseinrichtung auf die zentrale Wand 4 des Behälters zeigt. Während
eines derartigen einsetzens der Aufbringungseinrichtung in den Schlitz gleitet die
rückwärtige abgeschrägte Seite der Aufbringungseinrichtung auf der rückwärtigen
Fläche des Schlitzes, während die'Abstufung 26 an der Vorderseite des Aufbringungsstabes
gewährleistet, dass das in der Vertiefung enthaltene Serum nicht in Kontakt mit
den Obeiflachen gelangt, welche den Schlitz 36 bilden, Wenn die Aufbringungseinrichtung
durch den Schlitz geführt wird. Die auf diese Weise eingesetzte Aufbringungseinrichtung
steht mit ihrer engen Stirnflache 22 in Kontakt mit dem Überzug 53 des Streifens
5. Dabei wird das sich in der Vertiefung 24 befindliche Serum in Forn einer dünnen
Linie aufgebracht, und zwar genau senkrecht zu den Rändern des Streifens. Dire Vielzahl
von Serumproben kann auf diese Weise auf die verschiedenen Streifen au gebracht
werden. Anschliessend wird der Schalter 44 betätigt, un die Drähte 40 mit einer
elei.-trischen Stromquelle zu verbinden. Auf diese Weise werden die Serumproben,
die auf die Streifen aufgebracht worden sind, einer Elektrophorese unterzogen, wobei
das Serum aufgetrennt wird, beispielsweise in Albumin- und Globulinfraktionen, -so
dass anschliessend eine densitometr sche Analyse durchgeführt werden kann.