DE2545877C3 - Gelschneideapparat - Google Patents
GelschneideapparatInfo
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Description
Gelkörper aus Polyacrylamid sollen nach der Elektrophorese in Scheiben geschnitten werden. Dies
geschieht zum Zweck der Analyse der Aktivität der durch das Gelsysh m aufgelösten Moleküle sowie der
Bestimmung des pH-Werts in dem Gel. Bei der Aktivität der Moleküle kann es sich um die Enzymaktivität, die
biologische Aktivität, die immunologische Aktivität oder die Radioaktivität handeln. Die Enzymaktivität
wird durch ein Enzymprüfung der das Enzym enthaltenden Scheibe gemessen. Die biologische Aktivität kann
auf verschiedene Weise gemessen werden, insbesondere durch Erregung oder Behinderung des Zellenwachstums
mittels der Inhalte einer Scheibe. Die immunologische Aktivität kann durch radio-immunologische Prüfung der
Inhalte einer Scheibe, durch Immun-Diffusion oder Immun-Elektrophorese bestimmt v- erden. Die Radioaktivität
in einer Scheibe wird durch Szintillationszählung oder Autoradiographie der Srheibe bestimmt. Die
Messung des pH-Werts geschieht an einem luftfrei gemachten, destillierten Wasserextrakt einer Scheibe
und wird benutzt, um die sich bewegende Grenze in dem Gel oder den pH-Gradienten in einem isoelektrisch
fokussierten Gel zu bestimmen.
Es gibt bereits Gelschneideapparate, bei denen eine Rasierklinge in eine Vorrichtung nach Art einer
Guillotine dazu benutzt wird, einzelne Scheiben von einem Gelkörper nacheinander abzuschneiden. Bei
einem anderen Schneidapparat für Gel wird ein fortlaufender Draht verwendet, der quer über einen
Schlitz und um Zapfen zu beiden Seiten des Schlitzes herumgelegt ist, so daß eine Reihe parallel zueinander
quer über den Schlitz verlaufender Drahtlängen gebildet wird. Der Gelhalter besteht dabei aus einem
Trog mit quer zu seiner Längsausdehnung verlaufenden Schlitzen, deren Tiefe über den Boden des Trogs
hinausreichl. Der Gelkrtrper wird in den Trog gelegt
und die Drahtgruppe gegen den Gclkörper von oben
her eingedrückt, wobei die Drähte in die Querschlitze
eintreten; Oftmals berühren jedoch die Drähte die Sichlitzkanten Und reißen, oder es verändert sich die
Spannung des Drahtes, so daß es unmöglich wird, eine gleichmäßige Scheibendicke und/oder einen sauberen
Schnitt durch das Gel zu erhalten. Es gibt auch elektrische Gelschneidcappärate, bei denen der Gelkörper
bis zu einem fortgeschrittenen Grade gefroren wird
gnd eine einzelne Messerklinge getrennt nacheinander Scheiben von einer jeweils vorher festgelegten Dicke
abschneidet. Alle diese Vorrichtungen und Verfahren weisen Mangel hinsichtlich der Herstellbarkeit gleicher
Scheiben aus dem Gelkörper auf und verursachen praktisch immer eine Verzerrung des Gels beim
Schneidvorgang.
Durch die DD-PS 83 71C ist bereits ein Schneideapparat
mit einer Haltevorrichtung für einen in Scheiben zu zerteilenden Körper bekannt, die Raum für den
Trennvorgang mittels eines relativ dazu bewegbaren Schrreidgitters mit mehreren sich parallel erstreckenden
Schneidelementen freiläßt. Dabei handelt es sich allerdings nicht um einen Gelschneideapparat, sondern
um eine Vorrichtung zum Schneiden plastischen Materials, insbesondere eines Blockes aus Gasbeton.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gelschneideapparat der eingangs bezeichneten Gattung
zu schaffen, der in der Lage ist, Gelkörper von jeglicher Konzentration bei Raumtemperatur und ohne
störende Verzerrung des Geis in saubere, gleichmäßige Scheiben zu zerteilen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in dem Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale
gelöst.
Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung
eines solchen Gelschneideapparats sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben. Ein neues Verfahren
zum Schneiden von Scheiben aus einem länglichen Gelkörper ist in dem Patentanspruch 8 genannt.
Der neue Gelschneidapparat vermag einen vollständigen Gelkörper gleichzeitig in eine Vielzahl Scheiben
von gleichmäßiger Dicke zu zerteilen. Er ist in der Lage, Gelkörper von jeglicher Konzentration sauber in
Scheiben zu schneiden. Der Schneidvorgang kann bei Raumtemperatur vor sich gehen und eine Verzerrung
des Gels während des Zerteilens in Scheiben dabei vermieden.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
des neuen Gelschneidapparcts,
F i g. 2 eine Schnittansich längs der Linie 2-2 von Fig. 1.
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des plattenförmigen
Schneidgitters.
F i g. 4 eine Teilschnittansicht längs der Linie 4-4 von F i g. 3,
Fig 5 die perspektivische Ansicht eines Teils mit
besonderer Hervorhebung der Vorrichtung zum Andrücken des Schneidgitters gegen einen in Scheiben zu
zerschneidenden Gelkörpers,
Fig.6 eine perspektivische Teildarstellung, welche
die als Tragbett ausgebildete Haltevorrichtung für den Gelkörper zeigt und
Fig. 7 eine Schnittdarstellung eines Geltragbetts für
breitere Gelkorper.
Ein pultartiges Gestell 11 mit Füßen 15 weist einen vorderen Teil t2. in dem sich eine Vertiefung 13 befindet
und einen hinteren Teil 14, der einen Motor 16 enthält. > auf. Auf der Abtriebswelle 17 des Motors 16 ist eine
Nockenscheibe 18 angebracht. An beiden Enden der Motorwelle 17 ist je ein Arm 19 angeordnet und mit
einem Lager 2,!1 auf der Welle gelagert. Ein Schneidgitterhalter 20 *eisl je eine Durchgangsbohrung 22 an
seinen beiden Enden auf, die als Gleitlager für jeweils/
einen der Arme 19 dient. Auf dem Schneidgitterhalter 20 ist ein platUünförmiges Schneidgilter 24 angeordnet,
dns durch eine darüberliegende Befestigungsplatte 23 gehalten wird. Die Befestigungsplatte 21 wird durch
Schrauben 26 festgehalten. Der Schneidgitterhalter 20 ist mittels der Arme 19 um die Achse 27 der Lager 21
• schwenkbar. Die Schneidplatte 24 kann daher zwischen
einer Stellung, bei der sie auf der Vertiefung 13 liegt und einer in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten hochgeklappten
Stellung verstellt werden.
Zwischen den durch die Bohrungen 22 in dem
Zwischen den durch die Bohrungen 22 in dem
' Schneidplattenhalter 20 hindurchgehenden Armen 19 erstreckt sich eine Traverse 28. Wie F i g. 5 zeigt,
befindet sich an jedem Ende der Traverse 28 eine öffnung 29 sowie eine damit in Verbindung stehende
Quernut 31, und ein L-förmig gebogener Stab 32 geht
> mit seinem einen Schenkel 33 durch die öffnung 29,
während sein zweiter Schenkel 34 in der Quernut 31 liegt Der durch die Öffnung 29 gehende Schenkel 33
trägt einen Ring 36. Auf dem anderen Schenkel 34 ist ein Gewicht 37 verschiebbar angebracht. Der Stab 32 ist so
gestaltet, daß sein Schenkel .'■ aus der Nut 31
herausgehoben und um !80° in die '.n Fig. 5 gestrichelt
angedeutete Stellung geschwenkt werden kann.
An beiden Enden des Schneidplattenhalters 20 ist ein
von einem Nockenfolgeglied gesteuerter Arm 38 vorgesehen. An seinem Ende befindet sich ein
Nockenfolgeglied 39 in Gestalt einer Rolle, die mit der Nockenscheibe 18 in Berührung steht. Die Arme 19 sind
zwischen der Traverse 28 und dem Schneidplattenhaiter 20 von Druckfedern 40 umgeben, weiche die Nockenfolgeglieder
39 in fortwährenden Kontakt mit den Nockenscheiben 18 drücken.
In der Vertiefung 1.3 befinden sich ein Tragbett und eine Haltevorrichtung für den Gelkorper. Fig. 6 zeigt
eine Einzelansicht der in die Vertiefung 13 einsetzbaren Anordnung, bestehend aus mehreren Geltragbetten 41
zusammen mit einem ersten und einem zweiten Halteflügel 42, die im folgenden als Halteschienen
bezeichnet werden. Halteschienen 42 sind ζ ; beiden Seiten eines oder mehrerer Geltragbetten 41 angeordnet,
um zum Halten bzw. als seitlicher Anschlag für e .ien von einer Gelplatte abgetrennten Gelstreifen
oder eine zylindrische oder rohrförmige Gelsäule zu dienen. Eine Blattfeder 43 drückt jede Halteschiene
nach oben, wie in F i g. 6 dargestellt, so daß sich die Oberkante der Halteschienen 42 anfänglich oberhalb
der Tragfläche des Geltragbetts 41 befindet. Zu beiden Seiten des Geltragbetts 41 ist eine Schienenhalteplatte
44 angebracht, so daß die Gelhalteschienen 42, wie in F i g. 6 gezeigt, nach oben und unten verschiebbar sind,
ohne sich gegenüber den Geltragbetten 41 seitlich zu verschieben.
Fig. 7 zeigt eine Schnittansich der Anordnung von Gel'.rigbetten und Gelhalteschienen. Hier ist ein
Streifen 46 einer Gelplatte auf den Geltragbetten 41 dargestellt, we'.rhe bei dieser Ausführung«form neben
einanderliegen, um ein verhältnismäßig breites Geltregbett 41 /u bilden.
Fig. 5 zeig' eine aus rostfreiem Stahl hergestelhe
Schneidplatte 2«. Die Schneidmesser können durch ein an sich bekanntes Photoät/vcrfahren hergestellt sein
Danach wird die dünne Platte aus rostfreiem Stahl mit einer Photoresistschicht überzogen, die über eine
darüber angeordnete Maske exponiert wird. Die Photoresistschicht wird in denjenigen Bereichen, wo die
Atzung erfolgen soll, entfernt und die Platte in eine Ätzlösung eingetaucht, wobei die stabilisierte Pholoresistschicht
auf der Oberfläche der Platte an denjenigen Stellen verbleibt, wo keine Älzunir gewünscht wird.
Durch dieses Verfahren erhält man Schneidmesser 47, wie sie in Fig.4 im Schnitt dargestellt sind. Der
Schneidkantenwinkel der Messer 47 beträgt etwa 60°. Außerdem ist die Schneidkante 47 A der Schneidmesser
47 etwas gezahnt wegen der leichten Unebenheit oder Ungleichmäßigkeit des Ätzvorganges bei diesem
Verfahren.
Aufgrund der von einer Seite der Platte her beginnenden Ätzung entstehen auf dieser Seite die
Schneidkanten an den schmalen Plattenstegen, weiche die Schneidklingen bilden, während diese auf der
gegenüberliegenden Seite eine größere Dickenabmessung und damit die erforderliche mechanische Festigkeit
behalten. Dies ist in Fig.4 der Anschaulichkeit halber übertrieben dargestellt. In der Praxis sind die
öffnungen des Schneidgitters zwischen den klingenartigen Schneidelementen bedeutend größer als die größte
pickenabmessung tier Scfiriehikimgcii. Daher erfahren
die Gelscheiben, während sie beim Schneidvorgang die Klingen passieren, durch die Querschnittsverringerung
zwischen jeweils zwei Schneidklingen eine in Wirklichkeit nur unbedeutende und ohne weiteres tragbare
Kompression, welche die Funktionstüchtigkeit des Schneidgitters nicht beeinträchtigt.
Die Arbeitsweise eines Schneidapparats gemäß der Erfindung ist folgende.
Eine Gelsäule 48 wird, wie in F i g. 1 und 2 gezeigt auf
eines oder mehrere Geltragbetten 41 gelegt je nach der Breite der Geltragsäule 48. Dann werden die Gelhalteschienen
42 zu beiden Seiten des mehr oder weniger breiten Geltragbetts 41 angebracht und durch die
Schienenhalteplatten 44 von beiden Seiten gehalten. Auf diese Weise wird die Gelsäule 48 gegen
unerwünschte seitlich Bewegung auf dem Geltragbett 41 gesichert. Der Schneidplattenhalter 20 wird nun in
die Lage abgesenkt, bei der die Schneidplatte 24 und die Schneidmesser 47 über der Gelsäule 48 liegen. Der
L-förmige Stab 42 wirkt, wenn sein Schenkel 34 auf die Schwenkachse 27 hinweist, mit einer geringen Kraft
und. wenn sein Schenkel 34 von der Schwenkachse 27 wegweist, mit höheren Kräften über den Schneidplattenhalter
20 auf die Gelsäule 48 ein. Das Gewicht 37 kann längs des Schenkels 34 des L-förmigen Stabes 32
verschoben werden, um die auf den Schneidplattenhalter 20 wirkende Kraft wunschgemäß einzustellen. Je
größer der Radius von der Schwenkachse 27 bis zum Massenmittelpunkt des Gewichts 37. um so größer ist
das Drehmoment um die Achse 27 und um so größer die auf den Schneidplattenhalter 20 wirkende Kraft.
Die Schneidkante -"7A an den Schneidmessern 47 berührt die Oberkante der Gelhalteschienen 42 und
drückt sie entgegen den Blattfedern 43 nach unten, je nachdem, wie stark das von der radialen Einstellung des
Gewichts 37 herrührende Drehmoment um die Schwenkachse 27 ist. Die Schneidkante 47Λ schneidet
nicht in das Material ein, aus welchem die Gelhalteschienen 42 hergestellt sind. Die Schienen 42 können
beispielsweise aus Tetrafluoräthylen bestehen.
Sobald der Motor 16 eingeschaltet wird, dreht sich die
Welle 17 mit der Nockenscheibe 18. Das auf dieser entlang laufende Nockenfolgeglied 39 bewirkt eine
periodische Bewegung des Armes 38 und des Schneidplattenhalters entgegen den Druckfedern 40, so daß die
Schneidmesser 47 in Richtung der Schneidkante 47A welche eine Schneidachse bildet eine hin- und
hergehende Bewegung ausführen. Die hin- und hergehende Bewegung der Schneidmesser 47 hat zur Folge,
daß die gezahnten Schneidkannten 47A den Körner der
Geisäulc 48 gleichzeitig an jeder Stelle einer Berührung mit einem Schneidmesser 47 zerschneiden. Auf diese
Weise kann eine ganz zylinder- oder rohrförmigc Gelsäule und ein ganzer Streifen einer Gelplatte auf
einmal in Scheiben geschnitten werden, so daß die einzelnen Gelscheiben von Verzerrungen ffeibleiben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Schneidplatte 24 besteht diese aus einer 0,381 mm dicken Platte
mit Zwischenräumen von 1 mm zwischen den einzelnen Schneidmessern 47. Die Schneidmesser haben aufgrund
des Ätzvorganges an ihrer Basis eine Breite von etwa 0,203 bis 0,228 mm und einen Schneidkantenwinkel von
etwa 60" an der Kante 47A.
Beim Betrieb des Motors 16 überträgt die Nockenscheibe IS die hin* uric! hergehende Sev/e"«·»" «tif c!i**
Schneidmesser 47. Diese dringen in das Gel 48 ein und drücken mit ihrer Schneidkante 47/4 gegen die
Gelhalteschienen 42 entgegen der Wirkung der Blattfeder 43. Sobald die Schneidkante 474 die
Oberseite des Geltragbetts 41 berührt, ist der Gelkörper 48 vollständig durchschnitten, und zwar gleichzeitig
mehrfach auf seiner ganzen Länge. Dadurch wird eine Reihe verzerrungsfreier Scheiben erzeugt. Die Schneidkante
47/4 ri'vkt nach der Berührung derTragbettfiäche
nicht mehr weiter nach unten vor.
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird der in Scheiben zu zerteilende Gelkörper festgehalten und
eine Schneidkante gegen die Geloberfläche gedrückt. Zugleich wird dabei die Schneidkante in Richtung der
Schneidachse hin- und herbewegt, so daß beim Vorhandensein mehrerer hin- und herbewegter
Schneidkanten diese gleichzeitig durch den Gelkörper hindurch vorgeschoben werden und diesen in so viele
Scheiben zerteilen wie Schneidmesser in der Schneidplatte 24 vorhanden sind. Die hin- und hergehende
Bewegung in Richtung der Schneidachse wird dabei vorzugsweise mit einer Amplitude von 1,016 mm und
einer Frequenz von 33 Hz ausgeführt Der durch das Geltragbett 41 und die Gelhalteschienen 42 gebildete
Trog hat zurückweisende Seitenwände 42, da die Messer 47 die diese Seitenwände bildenden Halteschienen
42 in Richtung des Geltragbetts 41 entgegen der Wirkung der Blattfedern 43 drücken. Dies geschieht
aufgrund der von dem durch das Gewicht 37 hervorgerufenen Drehmoment auf den Schneidplattenhalter
20 wirkenden Kraft
Ein Schneidapparat gemäß der Erfindung kann zui.. Schneiden von Acrylamidgel mit einem Konzentrationsbereich
von 4 bis 30% benutzt werden. Acrylamidgele mit 4 bis 5% sind normalerweise verhältnismäßig
weich und schwer in Scheiben zu schneiden. Gele mit 7 bis 15% sind am Ieichstesten in Scheiben zu schneiden.
Gele mit 30% Konzentration sind »hart« und daher besonders schwierig in Scheiben zu zerschneiden. Durch
die Erfindung wird ein Gelschneidapparat zum Zerschneiden von Rohrgelen oder von Streifen aus
Plattengelen geschaffen, welcher Scheiben von gleichmäßiger Dicke ergibt für Gele in einem besonders
weiten Bereich von Konzentrationen verwendbar ist Verzerrungen in der Gelscheiben vermeidet und
gleichzeitig das Gel auf seiner ganzen Länge in Scheiben zerteilt
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Gelschneideiipparat mit einer Haltevorrichtung
für einen in Scheiben zu zerteilenden, durch Elektrophorese behandelten Geäkörper, die Raum r>
für den Trennvorgang mittels eines relativ dazu bewegbaren Schneidgitters mit mehreren sich
parallel erstreckenden Schneidelementen freiläßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidgitter
als oberhalb der durch ein Tragbett (41 in gebildeten Haltevorrichtung für den Gelkörper
angeordnete Platte (24) mit parallelen schlitzartigen Öffnungen ausgebildet ist, die durch mit Schneidkanten
(47a,) versehene Stege (47) des Plattenmaterials begrenzt sind, daß diese Platte um eine Schwenkach- t ·*
se (27) zwischen einer Betriebslage, bei der das Schneidgitter auf dem Gelkörper liegt, und einer
außerbetrieblichen Lage entfernt davon verstellbar ist, und daß sie mit einer Antriebsvorrichtung (16 bis
18) für eipi· in Richtung der Schneidkanten hin- und -'»
hergehende· Bewegung sowie mit einem längs eines Hebelarms (32) radial zur Schwenkachse (27)
verstellbaren Beschwerungsgewicht (37) versehen Ist
2. Gelschneideapparat nach Anspruch 1, dadurch .'">
gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Tragbettes
(41) Anschläge in Form beweglicher Halteschienen
(42) vorgesehen sind, die, von Federn (43) unterstützt,
über die Tragbettcberfläche hinausragen, aber im Verlauf des Schneidvorganges durch i»
BewegungslOTiponenten des hin- und hergehenden
plattenförmigen Schneidgitters (24) entgegen dem Druck dieser Federn (v'3) zuruJcstellbar sind.
3. Gelschneideapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß η ben dem erwähnten >
> Tragbett (41) noch mindestens ein zusätzliches Tragbett vorgesehen ist, so daß durch Versetzen
einer oder beider Halteschienen (42) und der dazugehörigen Unterstützungsfedern (43) eine Verbreiterung
der Haltevorrichtung zur Aufnahme ··'' eines Gelkörpers (46) von besonders großer Breite
möglich ist.
4. Gelschneideapparat nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsvorrichtung für die
nin- und hergehende Bewegung des mit einer ·*"·
entsprechenden Gleitführung (19, 22) versehenen plattenförmigen Schneidgitters (24) ein Motor (16)
Vorgesehen ist, dessen Abtriebswelle (27) eine Nockenscheibe (18) trägt, welcher eine an jeweils
einem mit dem plattenförmigen Schneidgitter '>"
Verbundenen Steuerarm (38) angeordneten Nockenfolgeglied (39) zugeordnet ist.
5. Geischneideapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse
(27) durch eine Verlängerung der Antriebs- 'Λ
welle (17) gebildet ist.
6. Gelschneideapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenförmige Schneidgitter
(24) lösbar mit einem Schneidgitterhalter (20) Verbunden ist, der seinerseits über die Gleitführung ''"
(19, 22) mit dem auf der Schwenkachse (27) angeordneten Lager und über die Steuerarme (38)
mit dem Nockenfolgeglied (39) verbunden ist.
7. Geischneideapparat nach einem der Ansprüche
1 bis 6j dadurch gekennzeichnet, daß das Schheidgil· '■'
ter (24) mit den parallelen Schneidmessern (47) aus einem Stück besteht und durch eine rechteckige
Plätte aus rostfreiem Stahl gebildet ist, aus welcher die Sehneidmesser (47) nach dem Lichtätzverfahren
hergestellt sind, so daß sie auf einer Seite Schneidkanten (47a,)aufweisen und der gewünschten
Scheibenbreite entsprechende Zwischenräume zwischen sich freilassen.
8. Verfahren zum Schneiden von Scheiben aus einem länglichen Gelkörper, dadurch gekennzeichnet,
daß der Gelkörper (48) auf ein Tragbett (41) gelegt, gegen seitliche Verschiebung durcir seitliche
Anschläge in Form nachgiebiger Halteschienen (42) gesichert, ein Schneidgitter (24) mit einer Vielzahl
von Schneidmessern (47) von oben mit einer vorbestimmten Kraft (37) gegen das Gel gedrückt
und gleichzeitig in Richtung der Schneidkanten {47a) seitlich hin- und herbewegt wird, und daß in das Gel
eindringenden Schneidmesserkanten {47a) unter Mitnahme der nachgiebigen Halteschienen (42) bis
zur Berührung mit dem Tragbett (4ί) bewegt werden.
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