DE2051715B2 - SEPARATION CHAMBER FOR CONTINUOUS DEFLECTION ELECTROPHORESIS - Google Patents
SEPARATION CHAMBER FOR CONTINUOUS DEFLECTION ELECTROPHORESISInfo
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Description
über Dichtungen (K) und Elektrodenmembranen (L) 35 zudem noch von allen vier Seiten aus durch die Elek-via seals (K) and electrode membranes (L) 35 from all four sides through the elec-
gemeinsam auf den Elektrodenblock (E) gepreßt sind, wobei die elektrodenseitigen Kammerenden über den Schlitzen der Elektrodenräume liegen.are pressed together on the electrode block (E) , with the electrode-side chamber ends above the slots in the electrode spaces.
6. Trennkammer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Außenblock und Innenblock getrennt auf den Elektrodenblock preßbar sind.6. separation chamber according to claim 1 to 3, characterized in that the outer block and inner block can be pressed separately onto the electrode block.
7. Trennkammer nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkammer einen U-förmigen Querschnitt aufweist.7. separation chamber according to claim I to 5, characterized in that the separation chamber has a U-shaped Has cross section.
8. Trennkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch den Elektrodenblock f£? durchgreifender Spannbolzen (H)aie Blöcke (C)und (E)zusammenspannt.8. Separation chamber according to one of the preceding claims, characterized in that a through the electrode block f £? through clamping bolt (H) that clamps blocks (C) and (E) together.
9. Trennkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenblöcke (A, Bi, Bi) und der Kühlblock (C) jeweils aus einem oder mehreren Teilen bestehen, durch deren gegenseitige Verschiebung Trennkammern variabler Dicke und Form herstellbar sind.9. Separating chamber according to one of the preceding claims, characterized in that the outer blocks (A, Bi, Bi) and the cooling block (C) each consist of one or more parts, through the mutual displacement of which separating chambers of variable thickness and shape can be produced.
Die Erfindung betrifft eine Trennkammer für die »ntinuierliche Ablenkungselektrophorese im träger- ;ien Elektrolytstrom, mit Elektroden, mit einer ennkammer und Zu- und Ableitungen für den Elekjdenpuffer, den Kammerpuffer und die zu trennende bstanz.The invention relates to a separation chamber for continuous deflection electrophoresis in the carrier ; ien electrolyte flow, with electrodes, with a separation chamber and supply and discharge lines for the electrode buffer, the chamber buffer and the substance to be separated.
Für die kontinuierliche elektrophoretische TrennungFor continuous electrophoretic separation
freien Pufferstrom sind eine Reihe von Trennkam- :rn entwickelt worden, die fast ausnahmslos auf folndem Prinzip beruhen: Zwischen zwei planparallelen troden- und Pufferzuführungs- bzw. Absaugvorrichtung unter recht hohe mechanische Spannung gesetzt werden, präzis im richtigen Abstand zu halten und gegen Pufferdruckschwankungen zu stabilisieren, technisch nur sehr aufwendig zu lösen und daher Ursache erhöhter Störanfälligkeit. Auch ist das große Eigenvolumen der Trennkammer bei Arbeiten mit kleinen Probenmengen sehr nachteilig. So ist es kaum möglich, die Verweilzeit der Substanz in der Kammer kurzer als etwa 30 Minuten zu halten, wodurch insbesondere Arbeiten mit empfindlichen Substanzen behindert werden. Aus der US-PS 35 09 035 ist ferner eine Trennkammer bekannt, bei der die Elektrodenräume im Winkel zu einer ebenen Trennkammer angeordnet sind. Die Verbindung von den Elektrodenräumen zur Trennkammer erfolgt über enge Schlitze, die nur zur Stromleitung dienen, in denen aber keine Strömung des Elektrolyts auftritt. Eine Strömung in den Schlitzen muß bei dieser bekannten Trennkammer unbedingt vermieden werden, weil sich die Schlitze nur über einen Teil der Trennkammer erstrecken, so daß durch ein Ein- bzw. Austreten von Elektrolyt vom Trennraum in bzw. aus einem Schlitz die Strömung im Trennraum unzulässig gestört würde.free buffer stream, a number of separating chambers have been developed, which almost without exception work on the basis of the Principle: Between two plane-parallel electrode and buffer feed or suction devices be placed under quite high mechanical tension, precisely to be kept at the correct distance and against To stabilize buffer pressure fluctuations, technically only very complex to solve and therefore cause increased Susceptibility to failure. The large intrinsic volume of the separation chamber is also important when working with small sample quantities very disadvantageous. So it is hardly possible to shorten the dwell time of the substance in the chamber than Hold for about 30 minutes, which hinders work with sensitive substances in particular. From US-PS 35 09 035 a separation chamber is also known in which the electrode spaces at an angle are arranged to form a planar separation chamber. The connection from the electrode chambers to the separation chamber takes place via narrow slots that are only used to conduct electricity, but in which no electrolyte flow occurs. A flow in the slots must be avoided in this known separation chamber because the slots only extend over a part of the separation chamber, so that an inlet or If electrolyte leaks from the separation space into or out of a slot, the flow in the separation space is impermissible would be disturbed.
In der DT-OS 19 23 613 ist schließlich noch eine Trennvorrichtung beschrieben, bei der ein horizontaler Trennraum oben und unten durch Wände begrenzt wird, die gleichförmig gerippt sind. In den Rinnen zwischen den Rippen, deren Anzahl etwa 100 bis 200 beträgt, sollen die bereits getrennten Fraktionen geführt werden, so daß eine Wiedervermischung durch Diffusion vermieden wird. Diese bekannte Trennkammer kann also nur in horizontaler Lage verwendet werdenIn DT-OS 19 23 613, a separating device is finally described in which a horizontal Separation space is limited at the top and bottom by walls that are uniformly ribbed. In the gutters between the ribs, the number of which is about 100 to 200, are supposed to lead the fractions that have already been separated so that remixing by diffusion is avoided. This known separation chamber can therefore only be used in a horizontal position
and ist für Partikeltrennung praktisch nicht brauchbar. Sie ist für chargenweisen Betrieb gedacht und eignet tich bei kontinuierlichem Betrieb nur für eine grobe Vortrennung.and is practically useless for particle separation. It is intended for batch operation and is only suitable for a coarse operation in the case of continuous operation Pre-separation.
ner vorliegenden Erfindung lieft daher die Aufgabe S gugrunde, eine Trennkammer zu schaffen, die mechanisch so stabil ist, daß z.B. Änderungen des Pufferdrucks und ungleiches Anpressen der Dichtungen keinen Einfluß auf die Form der Kammer haben. Zudem »Ilen bei kleinem Eigenvolumen hohe Feldstärken, intensive Kühlung und große PufferflutSgeschwindigkeiten erreichbar sein. Außerdem soll die Kammer mit wenigen Handgriffen montierbar und in ihren Hauptabmessungen variabel sein.therefore he n the present invention, the object S lieft gugrunde to provide a separation chamber, which is mechanically so stable that, for example, changes in the pressure and buffer have unequal pressing of the seals no influence on the shape of the chamber. In addition, “with a small intrinsic volume, high field strengths, intensive cooling and high buffer flood speeds can be achieved. In addition, the chamber should be able to be assembled in a few simple steps and its main dimensions should be variable.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Trennkammer zwischen den Elektroden einen nicht ebenen, einfach oder mehrfach gewinkelten oder gewölbten Querschnitt besitztThis object is achieved according to the invention in that the separation chamber between the electrodes has a non-flat, single or multiple angled or arched cross-section
Zweckmäßig ist es hierbei, die Elektroden in einem gemeinsamen Block zusammenzufassen, so daß die Elektroden praktisch eine Einheit bilden.It is useful here to combine the electrodes in a common block so that the Electrodes practically form a unit.
Die innenfläche der Trennkammer kann durch einen Innenblock und ihre Außenfläche durch die Innenfläche eines Außenblocks gebildet werden. Dabei sind Innenblock, und gewünschtenfalls auch Außenblock und Elektrodenblock zur Aufnahme von Kühlvorrichtungen vorgesehen. Besitzt die Trennkammer beispielsweise einen U-förmigen Querschnitt, so kann der Außenblock aus einem Frontblock und zwei Seitenblöcken, and der Innenblock aus einem Kühlblock bestehen.The inner surface of the separation chamber can be through an inner block and its outer surface through the inner surface an outer block can be formed. Thereby are inner block, and if desired also outer block and Electrode block provided for holding cooling devices. Has the separation chamber, for example a U-shaped cross-section, the outer block can consist of a front block and two side blocks, and the Inner block consist of a cooling block.
Außen- und Innenblock werden zweckmäßigerweise (iber zwischengelegte Dichtungen und Elektrodenmembranen auf den Elektrodenblock gepreßt, wobei die elektrodenseitigen Kammerenden über den Schlitzen der Elektrodenräume liegen.The outer and inner block are expediently (via interposed seals and electrode membranes pressed onto the electrode block, with the electrode-side chamber ends above the slots of the electrode spaces.
Um eine genaue Einstellung der Plattenstärke zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, die einzelnen Blöcke so auszubilden, daß Außenblock und Innenblock getrennt auf den Elektrodenblock gepreßt werden können. Dabei kann im Fall einer U-förmigen Kammer ein durch den Elektrodenblock in den Kühlblock führender Spannbolzen H vorgesehen werden, der die Blöcke C und E zusammenspannt, so daß die Dicke der Trennkammer konstant bleibt.In order to enable the plate thickness to be set precisely, it is advisable to design the individual blocks in such a way that the outer block and inner block can be pressed separately onto the electrode block. In the case of a U-shaped chamber, a clamping bolt H leading through the electrode block into the cooling block can be provided, which clamps the blocks C and E together so that the thickness of the separating chamber remains constant.
Außen- und Innenblock können aus jeweils einem oder mehreren Teilen bestehen, durch deren gegenseitige Verschiebung Trennkammern variabler Dicke und Form hergestellt werden können.Outer and inner block can each consist of one or more parts, through their mutual Displacement separation chambers of variable thickness and shape can be made.
Sind die Elektroden in einem gemeinsamen Block untergebracht, dann können sie, um eine Xuswechslung oder Reinigung zu erleichtern, einsteckbar ausgebildet sein. Dabei bewirken die Steckverbindungen die Abdichtung des Elektrodenkanals und die Justierung der Elektroden in den Elektrodenräumen. Der sonst zur Reinigung der Kammer, zum Austausch der Elektrodenmembranen usw. erforderliche Arbeits- und Zeitaufwand entfällt hierdurch zu einem großen Teil. Darüber hinaus wird mit Hilfe des Entlastungsbolzens der Aufbau einer Trennkammer ermöglicht, die nahezu frei von Zug- und Druckkräften ist: Vorteilhaft ist ferner die leichte Zugänglichkeit der Elektroden.If the electrodes are housed in a common block, they can be used for replacement or to facilitate cleaning, be designed to be pluggable. The plug connections create the seal of the electrode channel and the adjustment of the electrodes in the electrode chambers. The one else to Cleaning the chamber, labor and time required to replace the electrode membranes, etc. This is largely omitted. In addition, with the help of the relief bolt, the Allows construction of a separating chamber that is almost free of tensile and compressive forces: it is also advantageous the easy accessibility of the electrodes.
Die erfindungsgemäße Trennkammer läßt sich einfach und schnell zusammenbauen und mittels weniger Einzelteile in ihren Hauptabmessungen einfach und schnell verändern. Auf Grund ihres Aufbaus ist die Trennkammer mechanisch so stabil, daß Änderungen des Pufferdrucks und ungleiches Auspressen der Dichtungen keinen Einfluß auf die Form der Kammer haThe separation chamber according to the invention can be assembled easily and quickly and by means of less Change individual parts in their main dimensions quickly and easily. Due to its structure, the Separation chamber mechanically so stable that changes in the buffer pressure and uneven pressing of the seals no influence on the shape of the chamber ha
Die besondere Konstruktion des Elektrodenblocks und die nicht planare Anordnung der Trennkammer erlaubt es aber auch, Kammern verschiedenster Formen aufzubauen. So kann beispielsweise bei vorgegebenem Abstand der Elektrodenkanäle das Seitenverhältnis der Kammer durch Variation der Seitenblöcke verändert und damit die Kammerbreite variiert werden. Um eine möglichst schmale Kammer herzustellen, kann der Kühlblock z. B. durch eine mechanisch genügend stabile Glasplatte ersetzt und der Raum zwischen Elektrodenblock, Dichtungsleisten und Glasplatte als Kanal für die Kühlflüssigkeit benutzt werden. Die Kunststofftechnologie erlaubt es ferner, mit einfachen Mitteln Kammern auch mit nicht ebenen Begrenzungsflächen herzustellen. Wenn Gieß- oder Spritzverfahren angewendet werden und der Kühlblock als negative Form benutzt wird, ist die Konstanz der Kammerdicke bei beliebigen Kammerformen in hohem Maße gewährleistet.The special construction of the electrode block and the non-planar arrangement of the separation chamber allow But it is also possible to build chambers of various shapes. For example, with a given The spacing of the electrode channels changes the aspect ratio of the chamber by varying the side blocks and thus the chamber width can be varied. In order to produce the narrowest possible chamber, the Cooling block z. B. replaced by a mechanically sufficiently stable glass plate and the space between the electrode block, Sealing strips and glass plate can be used as a channel for the coolant. The plastics technology It also allows chambers to be produced with uneven boundary surfaces using simple means. When casting or spraying processes are used and the cooling block is used as a negative mold the constancy of the chamber thickness is guaranteed to a high degree for any chamber shape.
Das Volumen des gesamten Geräts kann durch den unebenen Aufbau der Trennkammer auf das unbedingt notwendige Minimum verringert werden und es sind zudem hohe Feldstärken, intensive Kühlung und große PufferHußgeschwindigkeiten möglich.The volume of the entire device can be increased by the uneven structure of the separation chamber necessary minimum are reduced and there are also high field strengths, intensive cooling and large Buffer foot speeds possible.
Insbesondere ist bei U-förmigem Querschnitt der Trennkammer eine sehr einfache Bauweise derselben möglich, die eine große Präzision der Kammerform zuläßt und eine große mechanische Stabilität bietet. Hierdurch brauchen Kammerpufferzu- und -abfluß nicht synchronisiert zu werden und es können Niveaugefäße gleichen Querschnitts für die Pufferzuführung verwendet werden. Die Befürchtung, daß die Ablenkung der Substanzstreifen bei dieser Kammerform in ungünstiger Weise beeinflußt würde, hat sich als unbegründet erwiesen. An Hand von Versuchen konnte festgestellt werden, daß die um die Ecke herum wandernden Substanzstreifen in ihrer Form und ihrem Ablenkungswinkel unbeeinflußt bleiben.In particular, if the separating chamber has a U-shaped cross section, it has a very simple construction possible, which allows great precision of the chamber shape and offers great mechanical stability. Through this Chamber buffer inflow and outflow do not need to be synchronized and level vessels can be used the same cross-section can be used for the buffer feed. Fear that the distraction of the Substance strips would be adversely affected in this chamber shape has been found to be unfounded proven. Experiments have shown that the strips of substance migrating around the corner remain unaffected in their shape and their angle of deflection.
Die Größe der erfindungsgemäßen Trennkammer ist konstruktiv nicht eingeschränkt. Sie kann in weiten Grenzen variiert werden.The size of the separation chamber according to the invention is not structurally restricted. You can in wide Limits can be varied.
Die Ablenkung einer gegebenen Substanz kann in sehr weiten Grenzen durch die Wahl von Pufferflußgeschwindigkeit und Feldstärken variiert werden. So sind beispielsweise bei der erfindungsgemäßen Trennkammer unter Verwendung üblicher Puffersysteme Trennungen bei Feldstärken von 80 bis 120 V/cm im Dauerbetrieb möglich. Um Turbulenz der Strömung zu vermeiden und möglichst kreisrunde, von Wandeffekten unbeeinflußte Substanzstreifen zu erzielen, haben sich Kammerdicken von 0,5 bis 1 mm als optimal herausgestellt. The deflection of a given substance can be varied within very wide limits by the choice of the buffer flow rate and field strengths can be varied. For example, in the separation chamber according to the invention using conventional buffer systems, separations at field strengths of 80 to 120 V / cm in continuous operation possible. To avoid turbulence in the flow and as circular as possible, from wall effects To achieve unaffected strips of substance, chamber thicknesses of 0.5 to 1 mm have proven to be optimal.
Da in der Mehrzahl der Trennprobleme geringe Verweilzeilen in der Kammer und hohe Durchsatzraten wünschenswert sind, kann für die Absaugvorrichtung ein Antriebsmotor vorgesehen werden, der Durchflußgeschwindigkeiten von 3 bis 20 ml/Minute erlaubt. Dies entspricht Verweilzeiten von 7 bis 1 Minute in der Kammer. Für besondere Trennungen, z. B. in Ampholytgradienten sind geringe Flußgeschwindigkeiten erwünscht. Sie werden durch einen zweiten, leicht austauschbaren Antriebsmotor mit geringen Laufgeschwindigkeiten erzielt. Das kleine Kammervolumen ist für derartige Trennungen gleichzeitig ein erheblicher wirtschaftlicher Vorteil.Because in the majority of separation problems, low dwell times in the chamber and high throughput rates are desirable, a drive motor can be provided for the suction device, the flow rates from 3 to 20 ml / minute allowed. This corresponds to residence times of 7 to 1 minute in the Chamber. For special separations, e.g. B. in ampholyte gradients low flow velocities are desirable. They are driven by a second, easily replaceable drive motor with low running speeds achieved. The small chamber volume is at the same time a considerable one for such separations economic advantage.
An Hand der in der Zeichnung dargestellten beispielsweisen Ausführungsform wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigtUsing the exemplary embodiment shown in the drawing, the invention is illustrated in FIG explained in more detail below. It shows
F i g. 1 einen Horizontalschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Trennkammer, undF i g. 1 shows a horizontal section through a separating chamber designed according to the invention, and
F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch die in F i g. 2 gezeigte Trennkammer.F i g. 2 shows a vertical section through the in FIG. 2 separation chamber shown.
In den F i g. 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trennkammer gezeigt. Die Trennkammer wird einerseits von einem Frontblock A, und zwei Seitenblöcken B begrenzt Innerhalb dieser Blöcke liegt ein Kühlblock C mit einem Kühlflüssigkeitskanal D, so daß sich insgesamt ein U-förmiger Querschnitt der Trennkammer ergibt. Den Seitenblökken B und dem Kühlblock C gegenüberliegend angeordnet ist ein Elektrodenblock E der, gegenüberliegend den Enden der U-förmigen Trennkammer, Elektrodenkanäle F mit Elektroden enthält Zwischen dem Elektrodenblock und der Trennkammer sind kompressible Dichtungsleisten K (z. B. aus Silicon), Elektrodenmembranen L und Ausgleichsleisten M angeordnet. Die Blöcke sind durch Spannbolzen G miteinander verspannt, wobei die durch die Seitenblöcke B führenden Löcher als Langlöcher ausgeführt sind, so daß die Dikke der Trennkammer einstellbar ist Ein durch den Elektrodenblock E hindurchgeführter Spannbolzen H dient zur Aufnahme der Kräfte, die eine Verringerung der Kammerdicke bewirken würden. Die Kammerpufferlösung wird durch Kammerpufferzuführungen E zu- bzw. abgeleitet Das zu trennende Substanzgemisch wird durch eine Zuführung P eingeleitet Der Elektrodenpuffer wird durch Anschlüsse N zu- bzw. abgeführt Die Elektroden selbst sind mittels eingeschliffener Steckverbindungen in die Elektrodenkanäle eingesetzt, so daß sie einfach und schnell ausgewechselt werden können.In the F i g. 1 and 2 show a preferred embodiment of the separation chamber according to the invention. The separation chamber is delimited on the one hand by a front block A and two side blocks B. Within these blocks there is a cooling block C with a cooling liquid channel D, so that overall a U-shaped cross section of the separation chamber results. An electrode block E is arranged to Seitenblökken B and the cooling block C opposite to the opposite to the ends of the U-shaped includes separation chamber electrode channels F with electrodes between the electrode block and the separation chamber compressible sealing strips K (z. B. silicone), electrode membranes L and compensating strips M arranged. The blocks are clamped together by clamping bolts G , the holes leading through the side blocks B being designed as elongated holes so that the thickness of the separating chamber can be adjusted.A clamping bolt H passed through the electrode block E is used to absorb the forces that cause a reduction in the chamber thickness would. The chamber buffer solution is fed in or discharged through chamber buffer feed lines E The substance mixture to be separated is fed in through a feed line P The electrode buffer is fed in and out through connections N. The electrodes themselves are inserted into the electrode channels by means of ground-in plug connections, so that they are quick and easy can be exchanged.
Die oben beschriebene Vorrichtung erlaubt eine Isolierung von Trennkammer und Elektrodenraum sowie hohe Feldstärken und lange Verweilzeiten in der Trennkammer. Dadurch kann die Vorrichtung so betrieben werden, daß man den Trennraum kontinuierlich mit einer Lösung eines geeigneten Trägerampholyten mit der Lösung des zu trennenden Substanzgemisches beschickt ein zur Ausbildung eines pH-Gradienten genügend hohes Feld anlegt und die im pH-Gradienten aufgetrennten Fraktionen aus den Entnahmeöffnungen .Her Trennkammer entnimmtThe device described above allows isolation of the separation chamber and electrode space as well high field strengths and long dwell times in the separation chamber. As a result, the device can be operated in such a way that the separation space is continuously with a solution of a suitable carrier ampholyte with the solution of the substance mixture to be separated loads a field that is high enough to form a pH gradient and that in the pH gradient separated fractions from the removal openings .Her separation chamber removes
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung füllt man in die von der Trennkammer durch geeignete Membranen abgetrennten Elektrodenräume geeignete Flüssigkeiten ein, deren Acidität (Anodenraum) bzw. Basizität (Kathodenraum) den gewünschten Bereich des pH-Gradienten begrenzt; z.B. pH-Bereich 4 bis 8, Anodenraum einprozentige Phosphorsäure, Kathodenraum, l^prozentig wäßrige Äthanolamin-Lösung.According to a preferred embodiment of the invention, the electrode spaces separated from the separation chamber by suitable membranes are filled suitable liquids whose acidity (anode compartment) or basicity (cathode compartment) the desired Range of pH gradient limited; e.g. pH range 4 to 8, anode compartment one percent phosphoric acid, cathode compartment, 1 ^ percent aqueous ethanolamine solution.
Zweckmäßig gibt man das zu trennende Substanzgemisch in die Trägerampholyt-Lösung, bevor diese in den Trennraum eintrittThe substance mixture to be separated is expediently added to the carrier ampholyte solution before it is converted into the separation space enters
Vorzugsweise führt man das zu trennende Substanzgemisch vermittels einer Dosierpumpe in den Trennraum ein.The substance mixture to be separated is preferably introduced into the separation space by means of a metering pump.
Man durchströmt den Anodenraum mit einprozentiger Phosphorsäure, den Kathodenraum mit 13prozentiger Äthanoaminlösung. Trennkammer und Elektrodenräume sind durch eine Dialysiermembran voneinander getrennt Die große mechanische Stabilität der Kammer gestattet es, die Ampholie-Lösung durch sechs Niveaugefäße der Trennkammer zuzuführen. BeiOne percent phosphoric acid flows through the anode compartment and 13 percent ethanoamine solution in the cathode compartment. Separation chamber and electrode spaces are separated from one another by a dialysis membrane. The great mechanical stability of the Chamber allows the ampholia solution to be fed into the separation chamber through six level vessels. at den handelsüblichen Trennkammersystemen werden hierzu die üblichen Kammerpufferzuführungen benutzt. Man kann die Einstellungsgeschwindigkeit des pH-Gradienten in Abhängigkeit von der Verweilzeit desThe usual chamber buffer feeds are used for this in the commercially available separating chamber systems. You can adjust the speed of the pH gradient as a function of the residence time of the Trägerampholyten in der Trennkammer bei Feldstärken von 90 bis 100 V/cm bestimmen. Hierbei strömt die einprozentige Ampholine-Lösung aus den Niveaugefäßen als 11 cm breiter und 0,05 cm dicker Pufferfilm durch die Kammer und wird nach einer LaufstreckeDetermine carrier ampholytes in the separation chamber at field strengths of 90 to 100 V / cm. Here the flows One percent ampholine solution from the level vessels as an 11 cm wide and 0.05 cm thick buffer film through the chamber and is after a running route
ίο von 36 cm durch ein 48fache Schlauchpumpe am unteren Ende der Kammer entnommen. Man beobachtet, daß die Leitfähigkeit die bei Ampholytgradienten ein Maß für die Einstellung des pH-Gradienten ist, innerhalb von etwa 10 Minuten, abhängig von der Puffer-ίο taken from 36 cm by a 48-fold hose pump at the lower end of the chamber. One observes that the conductivity in ampholyte gradients is a measure of the setting of the pH gradient, within about 10 minutes, depending on the buffer
'5 flußgeschwindigkeit, auf 40 bis 60% des Ausgangswerts zurückgeht Die Bestimmung des pH in den 48 Fraktionen ergab im Rahmen der methodischen Genauigkeit übereinstimmende pH-Gradienten bei Verweilzeiten von 25,50 und 100 Minuten. Sie zeigten den erwarteten'5 flow rate, to 40 to 60% of the initial value The determination of the pH in the 48 fractions resulted in the methodological accuracy matching pH gradients with residence times of 25.50 and 100 minutes. They showed the expected Verlauf.Course.
Die unerwartet rasche Einstellung des pH-Gradienten in der Trennkammer läßt vermuten, daß die Herstellung des Gradienten und eine weitgehende isoelektrische Fokussierung in einem einzigen Durchlauf er-The unexpectedly rapid setting of the pH gradient in the separation chamber suggests that the creation of the gradient and extensive isoelectric focusing can be achieved in a single pass. reicht werden kann, wenn die Verweilzeit in der Trennkammer genügend groß ist. Diese Möglichkeit wurde an Hand der Trennungen von vier Proteinen, Serum-Albumin (Rind) (Behringwerke A.G., Marburg, elektrophoretischer Reinheitsgrad 100%), Gamma-Globulincan be sufficient if the residence time in the separation chamber is sufficiently long. That possibility was based on the separations of four proteins, serum albumin (cattle) (Behringwerke A.G., Marburg, electrophoretic degree of purity 100%), gamma globulin (Rind) (Behringwerke A.G., Marburg, reinst) (elektrophoretisch einheitlich [7]), Hämiglobin (Rind) (Serva Entwicklungslabor, Heidelberg, zweimal kristallisiert, reinst) und Myoglobin (Pferd) (Serve Entwicklungslabor, Heidelberg, reinst) geprüft(Cattle) (Behringwerke A.G., Marburg, pure) (electrophoretically uniform [7]), hemiglobin (cattle) (Serva Development laboratory, Heidelberg, twice crystallized, pure) and myoglobin (horse) (Serve development laboratory, Heidelberg, pure) tested
Es wurden zwei Arten der Substanzzuführung in der Kammer angewendet:Two types of substance delivery were used in the chamber:
a) Auflösen des Proteins in der Ampholine-Lösung eines der sechs Niveaugefäße. Bei einer Konzentration des Proteins von 1 mg/ml Ampholine-Lsg,a) Dissolve the protein in the ampholine solution in one of the six level vessels. At a protein concentration of 1 mg / ml Ampholine-Sol, 100 Min. Verweilzeit und einem Kammervolumen100 min. Dwell time and a chamber volume von 20 ml werden pro Stunde 2 mg Protein durchgesetztof 20 ml, 2 mg of protein are enforced per hour
b) Zupumpen der Proteinlösung durch die Dosiereinrichtung. Bei einer Substanzkonzentration vonb) pumping in the protein solution through the metering device. At a substance concentration of 10 mg/ml Ampholine-Lsg, einem Dosierverhältnis10 mg / ml Ampholine-Lsg, one dosage ratio von Substanzlösung/Kammerpuffer = 1 :50, einer Verweilzeit von 100 Min. werden ebenfalls etwa 2 mg Protein/Std. getrenntof substance solution / chamber buffer = 1:50, one Residence time of 100 minutes is also about 2 mg protein / hour. separated
In F i g. 4 ist die Trennung des Gamma-Globulins im pH-Gradienten von 3 bis 10 dargestellt Die punktierte Kurve stellt den Extinktionsverlauf bei 280 nm in den verschiedenen Fraktionen nach einer Verweilzeit vonIn Fig. 4 is the separation of the gamma globulin im pH gradients from 3 to 10 shown. The dotted curve represents the course of the extinction at 280 nm in the different fractions after a residence time of 50 Min. dar. Injiziert wurde eine Globulinlösung von 5 mg/ml in einprozentige Ampholine-Lösung im Dosierverhältnis 1 :50. Die ausgezogene Kurve zeigt die Trennung nach doppelter Verweilzeit (100 Min.) und doppelter Proteinkonzentration. Das Trennergebnis50 min. A globulin solution was injected from 5 mg / ml in one percent ampholine solution in a dosage ratio of 1:50. The solid curve shows the Separation after double residence time (100 min.) And double protein concentration. The separation result
war im letzteren Fall unabhängig davon, an welcher Einlatistelle die Globulinprobe injiziert wurde. Dies zeigt, daß die erreichte Trennung zum mindesten eine sehr weitgehende Fokussierung der Globulinanteile mit unterschiedlichen IP in ihnen zukommenden pH-Be-in the latter case was independent of the inlet point at which the globulin sample was injected. this shows that the separation achieved at least with a very extensive focusing of the globulin components different IP in their associated pH
reich darstellt Die gestrichelte Kurve gibt den in den Fraktionen ermittelten pH-Wert wieder.The dashed curve shows the pH value determined in the fractions.
Die Trennung des »elektrophoretisch einheitlichen« Serum-Albumins unter der Bedingungen der Globulin-The separation of the "electrophoretically uniform" serum albumin under the conditions of globulin
trennung mit 100 Min. Verweilzeit ist in F i g. 5 dargestellt. In flacheren pH-Gradienten (Ampholine pH 6 bis 8) wurden Myoglobin- und Hämoglobinlösungen (2,5 mg/ml) mit einer Verweilzeit von 100 Min. und einem Dosierverhältnis von 1 :50 getrennt. Die punktierten Linien in Fig.6 stellen die bei 415nm, die durchgezogenen die bei 280 nm gemessenen Extinktionen dar. Aus F i g. 6 ist auch die ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der pH-Gradienten zu entnehmen, die durch die gestrichelten Linien repräsentiert werden.separation with 100 min. residence time is shown in FIG. 5 shown. In shallower pH gradients (Ampholine pH 6 to 8) were myoglobin and hemoglobin solutions (2.5 mg / ml) with a residence time of 100 min. and a dosage ratio of 1:50 separately. The dotted lines in Fig.6 represent those at 415nm, the The solid line represents the absorbance measured at 280 nm. From FIG. 6 is also the excellent reproducibility the pH gradients represented by the dashed lines.
Da die Trennung und Fraktionierung kontinuierlich erfolgt, können zu jedem Zeitpunkt Proben für Kontrollmessungen entnommen und so z. B. die Güte der Trennung laufend verfolgt werden. Wird bei so geringer Substanzkonzentration gearbeitet, daß keine Veränderung des Gradienten durch die Pufferwirkung der Substanz zu befürchten ist, so können die IP nacheinander getrennter Substanzen unmittelbar miteinander verglichen werden. Höhere Substanzkonzentrationen verursachen allerdings Störungen der Linearität des Gradienten (vgl. F i g. 4), so daß in diesem Fall der Verlauf des pH-Gradienten jeweils gesondert bestimmt werden muß.Since the separation and fractionation take place continuously, samples can be used for control measurements at any time removed and so z. B. the quality of the separation can be continuously monitored. Will be lower at so Substance concentration worked that no change in the gradient due to the buffer effect of the Substance is to be feared, so the IP of successively separated substances can be directly related to one another be compared. However, higher substance concentrations cause disturbances in the linearity of the Gradients (see FIG. 4), so that in this case the course of the pH gradient is determined separately in each case must become.
Da im kontinuierlichen Verfahren weder ein Dichtegradient aufzubauen ist, noch nach erfolgter Trennung in einem besonderen Arbeitsgang fraktioniert werden muß, ist der Arbeits- und Zeitaufwand im Vergleich zum diskontinuierlichen Verfahren sehr gering; zumalSince in the continuous process there is no need to build up a density gradient, even after separation must be fractionated in a special operation, the labor and time required in comparison very low compared to the discontinuous process; especially
ίο die Trennung auf Grund der hohen anwendbaren Feldstärken rascher erfolgt als in der Trennsäule.ίο the separation due to the high applicable field strengths occurs faster than in the separation column.
Die Trennungen wurden bisher ausschließlich in einprozentig wäßrigen Ampholine-Lösungen in der von uns entwickelten Trennkammer (8) ausgeführt. Wegen der geringen Dichte der Ampholine-Lösungen wurden nur wenig konzentrierte Proteinlösungen getrennt. Es besteht jedoch die Möglichkeit eines Dichteausgleichs z. B. durch Rohrzucker, Ficoll usw., bzw. durch apparative Veränderungen.The separations have so far only been carried out in one percent aqueous ampholine solutions in the von the separation chamber (8) developed by us. Because of the low density of the ampholine solutions were only slightly concentrated protein solutions separated. However, there is the possibility of density compensation z. B. by cane sugar, Ficoll, etc., or by changes in equipment.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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