DE2840614A1

DE2840614A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUSLY PREPARATIVE SEPARATION OF MOLECULES AND THE LIKE PARTICLES

Info

Publication number: DE2840614A1
Application number: DE19782840614
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl Phys Dr Lammel; Joerg Dipl Ing Lammel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-09-18
Filing date: 1978-09-18
Publication date: 1980-03-27
Also published as: WO1980000615A1; EP0020407A1

Abstract

Molecules and similar particules are separated by a continuous process of preparative electrophoresis based on the difference of migration speeds. In this process, a solid carrier medium (1) carries the solvant and the particules to be separated continuously in an electrical field. The solid carrier medium is carried without any turbulence and without any important cooling and substantially perpendicularly to the lines of the electrical field, on a transport band (1), a rotating plate (22) or on a rotating cylinder (31). The particules, respectively the molecules, are separated from the electrodes and may be removed continuously.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichenMethod and device for continuous

präparativen Trennung von Molekülen und ähnlichen Partikeln.preparative separation of molecules and similar particles.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur kontinuierlichen präparativen Trennung von Molekülen und ähnlichen Partikeln und bezieht sich insbesondere auf ein Träger-Elektrophoreseverfahren sowie Vorrichtungen zu deren Durchführung.The invention relates to a method and devices for continuous preparative separation of molecules and similar particles and relates in particular to a carrier electrophoresis process and devices for carrying it out.

Die Trennung von Molekülen und anderen Partikeln, wie z. B. Zellen, ist in der Biologie und Chemie ein zentrales Problem, das insbesondere bei der Trennung von Proteinen auftritt. Bei solchen geladenen Teilchen kann zur Trennung die unterschiedliche Wanderungsgeschwindigkeit in einem elektrischen Feld ausgenutzt werden, was in Form der sogenannten präparativen oder analytischen Elektrophorese geschieht. Während bei der analytischen Elektrophorese die Proteine nur identifiziert werden sollen, wird bei der präparativen Elektrophorese mit den getrennten Teilchen weitergearbeitet. Es sind mehrere diskontinuierliche Elektrophoreseverfahren bekannt. Das einzige Elektrode phoreseverfahren, das einen kontinuierlichen Betrieb er-Jaubt, ist derzeit das sogenannte kontinuierliche Freifluß-Elektrophoreseverfahren ("continuous free-flow-elektrophoresis"), wie es z. B. aus Chromatography Erich Heftmann, van Nostrand-Reinhold Company, 1975, oder von Seiler, N., Thobe, J., Werner, G. Zeitschrift für analytische Chemie 252; 179-182, bekannt ist. Bei dieser Elektrophorese handelt es sich um eine sogenannte trägerfreie Elektrophorese, bei der ein Lösungsmittel zwischen zwei Glasplatten senkrecht zu einem elektrischen Feld fließt, wobei an beiden Seiten der Glasplatten Elektroden zur Brzeugung des elektrischen Feldes angebracht sind. Als Teilchen werden z. B. Proteine in den Lösungsmittelstrom eingebracht, von diesem mitgeführt und je nach Ladung und Größe zu den Elektroden hingezogen, wodurch ihre Trennung erfolgt. Das Verfahren weist jedoch den wesentlichen Nachteil auf, daß das Lösungsmittel zwischen den Glasplatten über eine längere Strecke turbulenzfrei strömen muß. Da das elektrische Feld zwangsläufig zu einer erheblichen Wärmeerzeugung führt, ist die erforderliche Turbulenzfreiheit auch mit Hilfe eines aufwendigen Kühlungssystemes nur bedingt erzielbar.The separation of molecules and other particles, such as B. cells, is a central problem in biology and chemistry, especially when it comes to separation of proteins occurs. In the case of such charged particles, the different Migration speed in an electric field can be exploited in what form the so-called preparative or analytical electrophoresis happens. While in analytical electrophoresis the proteins should only be identified, is continued in preparative electrophoresis with the separated particles. Several batch electrophoresis processes are known. The only Electrode phoresis process, which is a continuous operation, is currently the so-called continuous free-flow electrophoresis process ("continuous free-flow electrophoresis"), how it z. B. from Chromatography Erich Heftmann, van Nostrand-Reinhold Company, 1975, or von Seiler, N., Thobe, J., Werner, G. Zeitschrift für analytische Chemie 252; 179-182, is known. This electrophoresis is a so-called Carrier-free electrophoresis, in which a solvent is placed between two glass plates flows perpendicular to an electric field, being on both sides of the glass plates Electrodes for generating of the electric field are attached. As a particle z. B. proteins introduced into the solvent stream from this carried along and, depending on the charge and size, drawn to the electrodes, causing their Separation takes place. However, the method has the major disadvantage that the solvent between the glass plates over a longer distance without turbulence must flow. Because the electric field inevitably generates a considerable amount of heat leads, the required freedom from turbulence is also with the help of a complex Cooling system only achievable to a limited extent.

Da ferner die durch das elektrische Feld erreichbare Teilchentrennung der elektrischen Feldstärke und damit der Wärmeentwicklung proportional ist, muß ein Kompromiß zwischen Strömungsstrecke und elektrischer Feldstärke bzw. zwischen Teilchen-Trennleistung und Kühlaufwand gefunden werden, von dem der Wirkungsgrad der Anordnung bestimmt ist. Zwar treten bei der sogenannten Träger-Elektrophorese (electrophoresis of proteins in polyacrylamid and starch gels, A.H. Gordon, North-Holland Publishing Company, 1974) die vorstehend erläuterten Probleme in einem wesentlich geringerem Maße auf, da sich die zu trennenden Teilchen hierbei in einem meist aus einem Gel bestehenden Trägermedium bewegen, in dem kaum Turbulenzen auftreten können. Die Träger-Elektrophorese weist jedoch den grundlegenden Nachteil auf, daß kein kontinuierlicher Betrieb möglich ist, was zur Folge hat, daß stets nur eine bestimmte diskontinuierliche Probemenge getrennt werden kann. Falls die Teilchen einer präparativen Verwendung zugeführt werden sollen, müssen sie darüberhinaus bei diesem meist zur Analyse von Teilchengemischen verwendeten Verfahren wieder nach Zerschneiden des Gels aus diesem entfernt werden, was mit erheblichem Aufwand verbunden ist.There is also the particle separation that can be achieved by the electric field the electric field strength and thus the heat development is proportional, must a compromise between flow path and electric field strength or between Particle separation performance and cooling effort can be found from which the efficiency the arrangement is determined. Although occur in the so-called carrier electrophoresis (electrophoresis of proteins in polyacrylamid and starch gels, A.H. Gordon, North-Holland Publishing Company, 1974) address the problems outlined above in one essential aspect to a lesser extent, since the particles to be separated usually come off in one move a gel existing carrier medium in which hardly any turbulence can occur. However, the carrier electrophoresis has the fundamental disadvantage that none continuous operation is possible, which has the consequence that only a certain one discontinuous sample volume can be separated. If the particles of a preparative To be used, they must also be used in this mostly for Analysis of particle mixtures used again after cutting the Gels are removed from this, which is associated with considerable effort.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kontinuierliche Elektrophorese mit turbulenzfreier Teilchentrennung ohne das Erfordernis eines erheblichen Kühlaufwandes zu ermöglichen.The object of the invention is therefore a continuous electrophoresis with turbulence-free particle separation without the need for a significant cooling effort to enable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein das Lösungsmittel mit den zu trennenden Partikeln aufnehmendes Festkörper-Trägermedium kontinuierlich in dem elektrischen Feld transportiert wird.According to the invention, this object is achieved in that a solvent with the particles to be separated absorbing solid-state carrier medium continuously is transported in the electric field.

Erfindungsgemäß werden somit die insbesondere in Turbulenzen und dem Erfordernis eines hohen Kühlaufwandes bestehenden Nachteile der trägerfreien Elektrophorese vermieden und der in Turbulenzfreiheit bestehende wesentliche Vorteil der Träger-Elektrophorese zur Erzielung einer kontinuierlichen präparativen Träger-Elektrophorese ausgenutzt.According to the invention are thus in particular in turbulence and the The disadvantage of carrier-free electrophoresis, which requires a high cooling effort avoided and the essential advantage of carrier electrophoresis in the absence of turbulence exploited to achieve a continuous preparative carrier electrophoresis.

In Bezug auf die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen hierbei die öglichkeiten, daß das Festkörper-Trägermedium auf einem senkrecht zu den Feldlinien eines homogenen elektrischen Feldes bewegten Endlos-Transportband oder einem als Scheibe ausgebildeten und in einem homogenen oder inhomogenen Feld rotierenden Drehteller angeordnet ist, oder daß das Festkörper-Trägermedium als in einem elektrischen Feld rotierender Zylinder ausgebildet ist.With regard to the device for carrying out the invention This method consists of the possibility that the solid-body carrier medium on an endless conveyor belt moving perpendicular to the field lines of a homogeneous electric field or one designed as a disk and in a homogeneous or inhomogeneous field rotating turntable is arranged, or that the solid-state carrier medium as is formed in an electric field rotating cylinder.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.Advantageous refinements of the invention are set out in the subclaims reproduced.

Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend näher beschrieben.Embodiments of devices for carrying out the invention Processes are shown in the drawings and are described in more detail below.

Es zeigen: Fig.1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Elektrophoreseverfahrens, Fig.2 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß Fig.1, Fig.3 eine Draufsicht einer nodifizierten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 2, Fig.4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Elektrophoreseverfahrens, Fig.5 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 4, Fig.6 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß Fig.4, bzw. Fig. 5, Fig.7 eine Draufsicht einer modifizierten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 4, bzw.They show: FIG. 1 a side view of a first embodiment of FIG Device for carrying out the electrophoresis method according to the invention, FIG. 2 a plan view of the device according to FIG. 1, FIG. 3 a plan view of a modified one Embodiment of the device according to FIG. 2, FIG. 4 shows a side view of a second Embodiment of the device for carrying out the electrophoresis method according to the invention, FIG. 5 shows a front view of the device according to FIG. 4, FIG. 6 shows a plan view of the The device according to FIG. 4 or FIG. 5, FIG. 7 is a plan view of a modified one Embodiment of the device according to FIG. 4, or

Fig. 5, Fig.S eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 7, Fig.9 eine schemati--he Darstellung zur Veranschaulichung von Te-ffilchen-Bahnkurven bei den Vorrichtungen geB den Fig. 4-7, Fig.10 eine Schnitta-slcht einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Elektrophoreseverfahrens, Fig.11 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß Fig. 10. Fig. 5, Fig.S a plan view of a further embodiment of the The device according to FIG. 7, FIG. 9 is a schematic representation for illustration 4-7 and 10 show a sectional view of tefilchen trajectories in the devices a third embodiment of the device for carrying out the invention Electrophoresis process, Fig. 11 is a plan view of the device according to FIG. 10.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen kontinuierlichen Elektrophoreseverfahrens dargestellt.In Fig. 1 is a first embodiment of the device for implementation of the continuous electrophoresis process according to the invention.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einem unendlichen Band aus einem Trägermedium (1) (z. B. einem Gel). Das Trägermedium wird nach innen von einem Förderband (2) und nach außen von einem Gehäuse (3) gehalten. Das Förderband (2) wird innen gestützt.The device of FIG. 1 consists of an infinite band a carrier medium (1) (e.g. a gel). The carrier medium is inward of one Conveyor belt (2) and held to the outside by a housing (3). The conveyor belt (2) is supported inside.

Rollen (4) sind mit einem Motor verbunden, der das Förderband (2) und damit das Trägermedium bewegt.Rollers (4) are connected to a motor that drives the conveyor belt (2) and thus the carrier medium moves.

Hierzu muß das Förderband (2) einen größeren Reibungswiderstand als das Gehäuse (3) aufweisen. Elektroden (5) (Fig. 1, 2, 3) sind seitlich des Trägermediums (1) in jeweils einer Elektrodenkammer angeordnet.For this purpose, the conveyor belt (2) must have a greater frictional resistance than have the housing (3). Electrodes (5) (Fig. 1, 2, 3) are on the side of the carrier medium (1) each arranged in an electrode chamber.

Die zu trennenden Teilchen, z. B. Moleküle, befinden sich in einem Behälter (6) (Fig. 1, 2, 3) in Lösung.The particles to be separated, e.g. B. Molecules are in one Container (6) (Fig. 1, 2, 3) in solution.

Die Lösung durchtränkt das Trägermedium (1) und befindet sich ebenfalls in den beiden Kammern für die Elektroden. Für die Einbringung der Moleküle in den Träger kommen nun zwei Methoden in Betracht: 1. Es wird ein zusätzliches elektrisches Feld verwendet, wozu im Behälter (6) eine zusätzliche Elektrode angebracht wird, während die andere Elektrode in einem Rohr (7) angeordnet ist.The solution soaks the carrier medium (1) and is also there in the two chambers for the electrodes. For the introduction of the molecules into the Carriers are now two methods: 1. There is an additional electrical Field used, for which an additional electrode is attached in the container (6), while the other electrode is arranged in a tube (7).

2. Es wird eine Pumpe verwendet, die Flüssigkeit aus dem Rohr (7) herauspumpt und die gleiche Flüssigkeit wieder in den Behälter (6) einspeist.2. A pump is used to draw the liquid from the pipe (7) pumps out and feeds the same liquid back into the container (6).

Die Teilchen bewegen sich nun mit dem umlaufenden Trägermedium und werden gleichzeitig je nach Größe u.The particles now move with the circulating carrier medium and are at the same time depending on the size u.

Ladung zu den Elektroden (5) gezogen.Charge drawn to the electrodes (5).

Nach der Trennung der Moleküle bestehen auch wieder zwei Möglichkeiten für ihre Entfernung aus dem Trägermedium.After the molecules have been separated, there are two possibilities again for their removal from the carrier medium.

1. Die Moleküle können an den Seiten vor den Elektroden (5) (Fig. 2) in vielen kleinen Behältern (8) (Fig.2) aufgefangen werden. Diese Behälter sind zu der positiven Elektrode gemäß Fig. 2 hin offen. (Hier wird der Fall behandelt, daß die zu trennenden Teilchen negativ geladen sind. Bei positiv geladenen Teilchen müssen die Elektroden umgepolt werden.) Die Moleküle werden dann mittels einer Membran (9) (Fig. 2) von der Elektrode getrennt. Diese Membran soll die zu trennenden Teilchen zurückhalten, das Lösungsmittel jedoch durchlassen. In den Behältern (8) werden die Teilchen sodann konzentriert und können beliebig entnommen werden. Dabei muß jedoch das entnommene Volumen durch frisches Lösungsmittel ersetzt werden.1. The molecules can be placed on the sides in front of the electrodes (5) (Fig. 2) can be collected in many small containers (8) (Fig. 2). These containers are open to the positive electrode according to FIG. (The case is dealt with here that the particles to be separated are negatively charged. With positively charged particles the electrodes must be reversed.) The molecules are then by means of a membrane (9) (Fig. 2) separated from the electrode. This membrane is supposed to contain the particles to be separated hold back, but let the solvent through. In the containers (8) are the particles are then concentrated and can be removed at will. It must however, the removed volume can be replaced with fresh solvent.

2. Die Teilchen bzw. Moleküle werden auf der der Einspeisung gegenüberliegenden Seite von Behältern (10) (Fig. 3) aufgefangen. Auch hier gibt es wieder zwei Möglichkeiten für die Entfernung der Teilchen aus dem Trägermedium und deren Ansammlung in den Behältern (10).2. The particles or molecules are on the opposite of the feed Trapped side of containers (10) (Fig. 3). Again, there are two options for the removal of the particles from the carrier medium and their accumulation in the Containers (10).

a) Durch eine Pumpe kann ein Strom des Lösungsmittels zwischen den Rohren (11) und (12) (Fig.1, 3) erzeugt werden. Mit diesem Strom werden die Teilchen mitgeführt. Die Behälter (10) sind wiederum durch eine Membran von dem Rohr (12) getrennt. a) A pump can flow the solvent between the Pipes (11) and (12) (Fig.1, 3) are generated. With this current the particles become carried along. The containers (10) are in turn separated from the tube (12) by a membrane separated.

Die Membran hält die Teilchen zurück und läßt das Lösungsmittel hindurchtreten, wodurch die Teilchen in den Behältern (10) angereichert werden. Das Rohr (11) ist in Richtung zu den Behältern (10) hin offen. Es kann oberhalb oder unterhalb des Förderbandes (2) liegen. The membrane holds back the particles and allows the solvent to pass through, whereby the particles are accumulated in the containers (10). The tube (11) is towards the tanks (10) open. It can be above or lie below the conveyor belt (2).

Liegt es unterhalb, so muß das Förderband (2) für das Lösungsmittel durchlässig sein. Diese (Elutions--)Vorrichtung kann vorwiegend bei Trägern verwandt werden, die für Flüssigkeit gut durchlässig sind. If it is below the conveyor belt (2) for the solvent be permeable. This (elution) device can mainly be used with carriers that are well permeable to liquid.

b) Die Teilchen werden durch ein elektrisches Feld aus dem Träger entfernt. Die hierzu erforderlichen Elektroden liegen in den Rohren (11) und (12). b) The particles are released from the carrier by an electric field removed. The electrodes required for this are located in tubes (11) and (12).

Die Auffangvorrichtung und die Einspeisung müssen nicht am Ende oder Anfang der Vorrichtung angeordnet sein, sondern können sich parallel verschoben an einer beliebigen Stelle, jedoch möglichst weit voneinander entfernt, befinden. The collecting device and the feed do not have to be at the end or Be arranged at the beginning of the device, but can be moved in parallel at any point, but as far apart as possible.

In den Fig. 4 bis 9 ist eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen kontinuierlichen Elektrophoreseverfahrens dargestellt.4 to 9 is a second embodiment of the device for carrying out the continuous electrophoresis process according to the invention shown.

Bei dieser Ausführungsform wird das Trägermedium im elektrischen Feld gedreht. Das Trägermedium (1) (Fig.In this embodiment, the carrier medium is in the electric field turned. The carrier medium (1) (Fig.

4, 5, 6, 7, 8) liegt hierbei auf einem Drehteller (22) (Fig. 4,5), der von einem Motor (23) angetrieben wird.4, 5, 6, 7, 8) lies on a turntable (22) (Fig. 4,5), which is driven by a motor (23).

Die gelösten zu trennenden Teilchen befinden sich in einem Behälter (25). Sie werden mit Hilfe eines elektrischen Feldes oder mit einer Pumpe zentral oder ein wenig außerhalb des Zentrums des Trägermediums eingebracht.The dissolved particles to be separated are in a container (25). They become central with the help of an electric field or with a pump or introduced a little outside the center of the carrier medium.

Werden die Teilchen mit einer Pumpe eingebracht, dann ist die Welle zum Motor als Hohlwelle ausgebildet, deren Bohrung (24) zu einer Pumpe führt. Werden die Teilchen durch ein elektrisches Feld eingebracht, so ist im Behälter (25) (Fig. 4, 5) eine Elektrode angeordnet.If the particles are introduced with a pump, then the wave is designed as a hollow shaft to the motor, the bore (24) of which leads to a pump. Will the particles introduced by an electric field, so is in the container (25) (Fig. 4, 5) an electrode is arranged.

Die zugehörige zweite Elektrode befindet sich dann in einem Schlauch, der als Steigleitung bis auf das Flüssigkeitsniveau des Behälters (25) gezogen wird Hierbei muß der Drehteller (22) zumindest im Zentrum porös sein. Die Teilchen folgen dann der Rotationsbewegung des Trägermediums und werden gleichzeitig zu den Elektroden (26) (Fig. 6,7) hingezogen. Die Elektroden und das Trägermedium befinden sich hierbei in dem Lösungsmittel der zu trennenden Teilchen. Für die Bahnkurve der Teilchen gilt bei zentraler Einbringung folgende Differentialgleichung: X = -W-y + Vx W= Winkelgeschwindigkeit der Rotation Y = zu x Vx = die durch das elektr.The corresponding second electrode is then located in a tube, which is drawn as a riser down to the liquid level of the container (25) Here, the turntable (22) must be porous at least in the center. The particles follow then the rotational movement of the carrier medium and become the electrodes at the same time (26) (Fig. 6,7) are drawn. The electrodes and the carrier medium are located here in the solvent of the particles to be separated. For the trajectory of the particles The following differential equation applies for central application: X = -W-y + Vx W = Angular velocity of the rotation Y = to x Vx = the by the electr.

Feld hervorgerufene Geschwindigkeit der Teilchen Die Lösungen dieser Gleichungen sind für verschiedene Teilchensorten in Fig. 9 dargestellt. Field induced velocity of the particles The solutions of these Equations are shown in FIG. 9 for different types of particles.

Auch hier bestehen wiederum zwei Möglichkeiten für die Entfernung der getrennten Teilchen aus dem Trägermedium: 1. Die Teilchen können tangential zur Trägerscheibe bzw. dem Drehteller (22) in vielen Behältern (27) (Fig. 7) gesammelt werden. Die Behälter sind zur Trägerscheibe bzw. zum Drehteller (22) hin offen und werden in Richtung der elektroden durch eine Membran begrenzt. Die Teilen werden in diesen Behältern gesammelt und könne kontinuierlich entnommen werden.Again, there are two options for removal of the separated particles from the carrier medium: 1. The particles can be tangential collected in many containers (27) (Fig. 7) for the carrier disk or the turntable (22) will. The containers are open to the carrier disk or to the turntable (22) and are limited in the direction of the electrodes by a membrane. The parts will collected in these containers and can be removed continuously.

2. Die Teilchen können senkrecht zur Trägerscheibe durch viele Behälter (28) (--g. 6, 4, 5) entnommen werden, was durch ein zusät~~iches elektrisches Feld erfolgen kann. Die ein- zugehörige Elektrode ist hierbei in einem Behälter (29) (Fig. 4) angeordnet, der von Behältern (E durch eine Membran abgetrennt ist. Die Membran ist durchlässig für Lösungsmittel und hält die zu trennenden Teilchen zurück. Die andere Elektrode befindet sich in einem Steigrohr (21), das sich unterhalb des porösen Drehtellers (22) befindet. Die Teilchen können auch durch eine Pumpe aus dem Trägermedium in die Auffangbehälter gepumpt werden.2. The particles can pass through many containers perpendicular to the carrier disk (28) (--g. 6, 4, 5), which is achieved by an additional electric field can be done. The associated electrode is in a container (29) (Fig. 4) arranged by containers (E through a membrane severed is. The membrane is permeable to solvents and holds the particles to be separated return. The other electrode is located in a riser pipe (21), which is below of the porous turntable (22) is located. The particles can also be pumped can be pumped from the carrier medium into the collecting container.

Dazu ist eine Peristaltikpumpe geeignet, die zwischen dem Steigrohr (21) und dem Behälter (29) angeordnet ist. Die Einspeisung der Teilchen muß nicht im Zentrum des Trägermediums (1) (Fig. 4, 5) erfolgen, sondern kann an einer beliebigen Stelle geschehen. A peristaltic pump between the riser pipe is suitable for this (21) and the container (29) is arranged. The feeding of the particles does not have to be in the center of the carrier medium (1) (Fig. 4, 5), but can be at any Place happen.

Die Entnahme der getrennten Teilchen wird zweckmäßig mittels einer Peristaltikpumpe durchgeführt, die Flüssigkeit aus den Behältern (28) entnimmt und gleichzeitig Lösungsmittel in sie einspeist. Ähnlich kann die Zuführung neuen Materials erfolgen. Das Frischmaterial wird dann am Boden des Behälters (25) eingespeist und Lösungsmittel in der Nähe der Oberfläche entnommen.The removal of the separated particles is expedient by means of a Peristaltic pump carried out, which removes the liquid from the containers (28) and at the same time feeds solvent into them. The feeding of new material can be similar take place. The fresh material is then fed in at the bottom of the container (25) and Solvent taken near the surface.

Dabei können Einspeisungs- und Entnahmestelle durch eine Membran getrennt werden. Die Rohre (12) (Fig. 4, 5, 6, 7) sind Steigleitungen für Blasen, die sich an den Elektroden bilden.The feed and withdrawal points can be separated by a membrane will. The pipes (12) (Fig. 4, 5, 6, 7) are risers for bubbles, which on the electrodes.

Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 7 ist in Abbildung 8 dargestellt. Hier wird ein elektrisches Zentralfeld durch die Punktelektrode (8') und den Draht (9') gebildet, wobei für die Feldstärke gilt: a ~ a a = constant r2 r = Radius E = elektr. Feldstärke Die Teilchen werden über den Behälter (5') eingespeist und wandern in Richtung der Elektrode (8'). Durch die Drehung des Trägermediums (1) werden sie getrennt und gelangen sodann in die Behälter (7').Another embodiment of the device according to FIG. 7 is shown in FIG 8 shown. Here a central electric field is generated by the point electrode (8 ') and the wire (9 ') is formed, the field strength being: a ~ a a = constant r2 r = radius E = electr. Field strength The particles are fed in via the container (5 ') and migrate in the direction of the electrode (8 '). By rotating the carrier medium (1) They are separated and then enter the container (7 ').

In den Fig. 10 und 11 ist eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen kontinuierlichen Elektrophoreseverfahrens dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist das Trägermedium als Hohlzylinder (31) geformt. Die zu trennenden Teilchen sind zunächst in dem Behälter (32) in Lösung. An die Elektroden (33) und (34) wird elektrische Spannung angelegt, wodurch die Teilchen in das Trägermedium (31) hineingezogen werden. Nun wird das als Hohlzylinder ausgebildete Trägermedium mit konstanter Winkelgeschwindigkeit in Drehung versetzt. Die Teilchen bewegen sich dann je nach Größe und Ladung in einem raumfesten Koordinatensystem auf Spiralen mit verschiedener Steigung und können in den Behältern (35) getrennt aufgefangen werden. Die Behälter (35) sind zur Elektrode (34) hin durch eine Membran getrennt, die die getrennten Teilchen zurückhält und das Lösungsmittel durchläßt. Stangen (36) dienen hierbei als Halterung. Eine Steigleitung (37) dient zur Ableitung von Blasen, die an der Elektrode (34) entstehen. Der Flüssigkeitsspiegel reicht bis auf das Niveau im Behälter (32). Durch Verdickung, Ausbeulung oder Verengung des Trägermediums können zusätzlich noch Feldgradienten aufgebracht werden.10 and 11 is a third embodiment of the device for carrying out the continuous electrophoresis process according to the invention shown. In this embodiment, the carrier medium is a hollow cylinder (31) shaped. The particles to be separated are initially in solution in the container (32). Electrical voltage is applied to the electrodes (33) and (34), whereby the Particles are drawn into the carrier medium (31). Now this is called a hollow cylinder trained carrier medium rotated at a constant angular velocity. The particles then move in a spatially fixed coordinate system depending on their size and charge on spirals with different pitches and can be separated in the containers (35) be caught. The containers (35) are through a membrane towards the electrode (34) separated, which retains the separated particles and lets the solvent through. Rods (36) serve as a holder. A riser pipe (37) is used for drainage of bubbles formed on the electrode (34). The liquid level is enough up to the level in the container (32). By thickening, bulging or narrowing field gradients can also be applied to the carrier medium.

Außerdem können noch Dichte- oder pH-Gradienten im Träger aufgebracht werden. Diese Maßnahmen dienen zur Fokussierung der Teilchen und können bei sämtlichen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen Anwendung finden.In addition, density or pH gradients can also be applied in the carrier will. These measures serve to focus the particles and can be used for all Embodiments described above are used.

Um eine Diffusion der Teilchen senkrecht zu den Feldlinien zu vermeiden, können in der dritten und ersten Anordnung parallel zu den elektrischen Feldlinien Trennwände in das Trägermedium eingebaut werden, die die zu trennenden Teilchen zurückhalten. Außerdem kann ctatt das elektrischez Feldeslin allen Ausführungen durch ein beliebiges anderes Kraftfeld ersetzt werden.To avoid a diffusion of the particles perpendicular to the field lines, can in the third and first arrangement parallel to the electric field lines Partition walls are built into the carrier medium that contain the particles to be separated hold back. In addition, the electrical field can be used in all designs can be replaced by any other force field.

Claims

P a t-e n t a n s p r u c h e 1. Process for continuous preparative Separation of molecules and similar particles, in which the particles with a Tcjsun (3smittel also moved in an electric field and each ac: h Charge and size with different velocity in the direction of the field lines zoyen and separated accordingly, characterized in that a solvent with the particles to be separated absorbing solid-state carrier medium continuously is transported in the electric field.

2. The method according to claim 1, characterized in that the solid-Trac3ermediuln is a gel.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Solid carrier medium perpendicular to the field lines of a homogeneous electrical Field is moved.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Solid-state carrier medium rotates in a homogeneous electric field.

5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Solid carrier medium rotates in an inhomogeneous electric field.

6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the electric field is a central field.

7. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the electric field is cylindrical.

8. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the solid-state carrier medium (1) on a perpendicular to the field lines a homogeneous electric field moving endless conveyor belt (2) arranged is.

9. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the solid-body carrier medium (1) is designed as a disk and rotating turntable (22) is arranged in a homogeneous field.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the as Disc-shaped turntable (22) rotates in an inhomogeneous electrical field.

11. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the solid-state carrier medium (1) as in an electric field rotating cylinder (31) is formed.

12. The method and device according to claim 1 to 11, characterized in that that not an electric field is used, but some force field, such as e.g. B, the gravitational field.