DE2847831B2 - Vorrichtung zur Durchführung der Elektrophorese - Google Patents
Vorrichtung zur Durchführung der ElektrophoreseInfo
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Description
Vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zur Durchführung der Elektrophorese mit zwei
Stirnwänden, die jeweils eine Elektrodeneinrichtung tragen, zwei Seitenwänden, einem gekühlten Boden und
mit einem leitfähigen Medium, welches in einer von den Wänden und dem Boden gebildeten Kammer enthalten
ist.
Eine der größten Schwierigkeiten, welche man mit Elektrophoresekonfigurationen hat, ist das Bestreber,
der getrennten Verbindungen sich in ni.;ht paralleler Weise bezüglich der Elektroden auszubreiten. Die
Substanzschichten haben daher das Bestreben, im Elektrophoresebehälter sich in Kurvenform, insbesondere
in den Rändern des Behälters, anzuordnen. Die Krümmung an den Behälterrändern kann so ausgeprägt
sein, daß es äußerste Schwierigkeiten bereitet, die gewünschte Trennung der Verbindungen durchzuführen.
Diese Schwierigkeiten treten in gleicher Weise bei allen Elektrophoresemedien (alle leitfähigen Medien,
weich« bei der Elektrophorese verwendet werden) wie
beispielsweise bei flüssigen Lösungen, die in einem Trog enthalten sind oder bei Lösungen, welche in stationären
porösen Stoffen, wie beispielsweise Polyacrylamidgelen, Scphadcxgelcn, Stärke oder dgl. enthalten sind, auf. Die
Nc hwierigkeilen ergeben sich auch bei verschiedenen
Systemen für die isoeleklrische Fokussierung.
Die im vorstehenden beschriebene Erscheinung I)C-Iιilit il.ir.iuf, dal) .in den !(.indem der elektrophonischen
llehiller der Kühleffekt geringer ist .ils in der Mitte des UeIi liters. I) ι die meisten ionischen Lösungen
bei den in frage kommenden remperatureii im
Gegensatz zu den meisten Metallen einen Anstieg der Leitfähigkeit bei ansteigender Temperatur aufweisen,
erhalt man eine positive Rückkopplung· Das bedeutet,
daß bei einem Temperaturanstieg im Randbereich des
Elektrophoresebehälters gegenüber dem übrigen Teil bzw, gegenüber dem Hauptteil des Behälters aufgrund
der verringerten Kühl wirkung de L&sung im Randbereich
des Behälters besser leitfähig ist als im übrigen Behälterbereich. Der Leitfähijikeitsanstieg bewirkt
einen größeren StromfluB in diesem Teil des MtJiums,
woraus weiterhin naturgemäß eine weitere Erhitzung im Randbereich erfolgt. In Extremfällen kann dies dazu
führen, daß die gesamte, dem Elektrophoresegefäß zugeführte Energie, in zwei schmalen Zonen in der
Nähe des Gefäßrandes zerstreut wird. Hieraus resultiert eine starke Krümmung des elektrischen Feldes und
somit eine stark gekrümmte Verteilung der Komponenten, die man mit Hilfe der Elektrophorese versucht zu
trennen. Dieser Effekt zeigt sich auch bei der isoeleklrischen Fokussierung in Acrylamyd, Sephadexgelen,
in einfachen Wasserlösungen, in trogartigen Behältern verschiedener Verhältnisse von Länge zu
Breite und verschiedenen Dicken. Außerdem tritt diese Erscheinung auf bei der Acrylainidgel-Elektrophorese,
bei der herkömmliche Puffersysteme verwendet werden. Temperaturmessungen haben bestätigt, daß in
einem Bereich von wenigen mm vom Rand des Gefäßes entfernt, die Tempers<uren bis zu 7"C gegenüber der
Temperatur im Hauptbereich des Gefäßes sieht erhöht haben.
Aufgabe der im Anspruch I angegebenen Erfindung ist es daher, eine Elektrophoreseeinrichtung zu schaffen,
bei der die im vorstehenden genannten Kühlprobleme beseitigt sind, so daß gekrümmte Elektrophoresebänder,
insbesondere im Randbereich der Elektrophoresebehälter vermieden sind.
Die Erfindung soll anhand der beiliegenden Figuren noch näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. I in schematischer Ansicht eine Elektrophoreseeinrichlung,
welche ein Aiisfühmiigsbcispiel der Erfindung
ist;
Fig. 2 in schematischer Ansicht eic zweites Atisführungsbeispiel
der Erfindung und
Fig. J bis 6 schematisch die Wirkungen, welche bei
der Erfindung erzielt werden können.
In eier Fig. 1 ist ein Elekirophoresebehälter mit
einem gekühlten Boden I gezeigt. Die Kühlung wird dadurch erzielt, daß der Boden I mit einem Hohlraum
versehen ist, durch welchen ein Kühlmedium, beispielsweise Wasser, hindinchgepiimpi wird. Ferner ist das
Elektrophoresegefäß mit zwei Seitenwänden J und 4
ausgestattet, die aus einem elektrisch isolierendem Material, beispielsweise Glas oder Kunststoff, bestehen.
Diese Seitenwüiule sind so geformt, daß sie einen
keilförmigen Querschnitt aufwehen. Im ElektrophoresegefüU
ist ein Llcklrophoresemcdiiim I angeordnet, in
welchem die clekirophorctische trennung in der Weise
durchgeführt wird, dall eine elektrische .Spannung .in
das Medium mit Hilfe von zwei, in der Fig. nicht mehr dargestellten Elektroden, mgelegt wird. Die F.leklrophorcscrithttirig
ist in der I-ig. mit einem Pfeil i
angegebeil.
In der I i g. 1 ist em zweites Aiisfiihrungsbcispiel
dargestellt. Dieses iiulersiheidet >κΙι von dem in der
I·' ig. I dargestellten Aiisfiiliriingsbeispiel dadurch, il.il)
/iis.it/lich von oben her dunIi eine Abdeckung 8 eine
Kiililwiikiing ausgeübt wird, lerner besitzen die
Seitenwüiule 6 und / einen Querschnitt, der ebenfalls eine Keilform aufweist, die jedoch gegenüber den
beiden Kühlflächen symmetrisch ausgebildet ist.
Bei den in den F i g. I und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen
wird durch die Seitenwände, welche einen keilförmigen Querschnitt aufweisen, erzielt, daß
der gesamte Stromfluß im Bereich der Seitenwände verringert ist. Die Verringerung hängt davon ab, wie
stark das Keilprofil der Seitenwände in das Elektrophoresemedium hineinragt. Bei Ausführungsbeispielen nach
der Fig. 1 haben sich Winkel an der Spitze des Keiles
von 45° bis 60° als vorteilhaft erwiesen. Ein bevorzugter Winkel beträgt etwa 45°. Bei Ausführungsbeispielen
nach der Fi g. 2 sind Winkel an der Keilspitze von 45°
bis 60° von Vorteil. Ein bevorzugter Winkel beträgt etwa 60°.
Die Ausführungsbeispiele nach den F i g. I und 2 sind
bei der Proteintrennung in einem 1 cm dicken Acrylamidgel bei Bedingungen der isoelektrischen
Fokussierung untersucht worden. In einigen Fällen hat sich dabei herausgestellt, daß die Keilform der
Seitenwände auf die Kühlwirkung im Randbereich des Behälters einen derartigen Einfluß ausübt, daß die
Proteinbänder bezüglich ihrer Krümmung ein:' umgekehrte Richtung einnehmen gegenüber den Krümmungen,
die sie normalerweise beim Stand der Technik haben. Dies läßt sich jedoch durch Erhöhung des
elektrischen Stromflusses kompensieren. Wenn die Krümmung der Bänder durch die keilförmig ausgebildeten
Wände sich nicht voll beseitigen läßt, läßt sich die Wirkung der elektrischen Spannung verringern, so daß
cite Bänder parallel zu den Elektrodenwänden ausgerichtet
sind. Dies läßt sich jedoch ohne die Verwendung von keilförmig ausgebildeten Wänden nicht erzielen. Es
sei denn, man verringert den Strom derartig, daß die Trennzeit unverhältnismäßig lange andauert. Das im
ϊ vorstehenden beschriebene Verfahren und die vorstehend
beschriebenen Wirkungen sind in den Fig.] bis 6
veranschaulicht. In diesen Figuren ist ein Hämoglobinband
(Hgb)bei der Proteintrennung gezeigt. Die Fig. 1
zeigt das Hämoglobinband ohne Verwendung keilför-
lu mig ausgebildeter Seitenwände. Die Fig.4 zeigt das
Hämoglobinband bei Verwendung der keilförmig ausgebildeten Wände, jedoch bei zu geringem Stromfluß.
Die F i g. 5 zeigt die gleiche Trennung bei zu hohem Stromfluß und die Fig.6 zeigt die Trennung mit
π keilförmig ausgebildeten Wänden und ausgeglichenem
Stromfluß.
Durch die Erfindung wird somit sine verbesserte Elektrophoreseeinrichtung geschaffen, die mit keilförmig
ausgebildeten Seitenwänden ans nichtleitendem Material versehen ist, wobei die geringste Wandbreite
an der gekühlten Fläche bzw. die geringsten Wandbreiten an den gekühlten Flächen und die größte
Wandbreite in dem Bereich angeordnet ist, welcher am weitesten von den gekühlten Flächen entfernt ist. Auf
r> diese Weise ist es möglich, das Umbiegen der Elektrophoresebänder in den Randbereichen der
Elektrophoresebehälter zu vermeiden und Elektrophoresebänder mit geradliniger, insbesondere zu den
Elektroden parallel verlaufender Erstreckung, zu
in erzielen.
Claims (1)
- Patentansprüche;1, Elektrophoreseeinrichtung mit zwei Stirnwänden, in denen Elektroden untergebracht sind, zwei Seitenwänden, einem gekühlten Boden und einem leitfähigen Elektrophoresemedium in einer von dem Boden und den Wänden gebildeten Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenwände (), 4) bzw, (6, 7) einen keilförmigen Querschnitt aufweisen und aus elektrisch nichtleitendem Material bestehen und daß der Wandteil jeder Seitenwand mit der geringsten Wandbreite dem gekühlten Boden (1) am nächsten und der Wandteil mit der größten Wandbreite vom gekühlten Boden entfernt liegen.Z Elektrophoreseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilwinkel etwa 45° beträgt3. Elektrophoreseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrophoresemedium (2) auch an der oberen Fläche gekühlt ist und daß der Wandteil mit der größten Wandbreite einer jeden Seitenwand (6, 7) in der Mitte zwischen der Bodenfläche und der oberen Fläche des Elektrophoresemediums (2) liegt.4. Elektrophoreseeinrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß dor Keilwinkel etwa 60" beträgt.5. Elektrophoreseeinrichtung nach Anspruch J oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Oberfläche des Elektrophoresemediums durch eine gekühlte Abdeckung (8) gekühlt istίο
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