DE2915415A1

DE2915415A1 - Elektrophoresegeraet

Info

Publication number: DE2915415A1
Application number: DE19792915415
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Gruss; Waldemar Dr Waldeck
Original assignee: Deutsches Krebsforschungszentrum DKFZ
Current assignee: Deutsches Krebsforschungszentrum DKFZ
Priority date: 1979-04-17
Filing date: 1979-04-17
Publication date: 1980-11-06
Also published as: DE2915415C2

Description

BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Elektrophoresegerät mit zwei Elektrodenbehältern und einer zwischen zwei parallelen Platten gebildeten Trennkammer, welche die beiden Elektrodenbehälter miteinander verbindet.
Elektrophoresegeräte der oben genannten Art werden zur Trennung von Makromolekülen aus einer Substanz verwendet, z.B.
zur Trennung von Proteinen, Glycoproteinen und Polysaccariden. Die Trennung kann nach Nolekulargewicht oder nach strukturellen Eigenschaften (Ringformen usw.) erfolgen.
Die bisherigen Elektrophoresegeräte sind jeweils für bestimmte Zwecke ausgebildet und geeignet. Insbesondere sind die Abmessungen der Trennkammer, also des Raumes zwischen den parallelen Platten, und die Weglänge, die durch den Abstand der beiden Elektrodenbehälter bestimmt wird, konstruktiv vorgegebene Grössen. Für unterschiedliche Analysen und Präparationen müssen jedoch diese Parameter verschieden sein. Es müssen daher jeweils für den beabsichtigten Verwendungszweck Elektrophoresegeräte mit geeigneten Parametern verwendet werden.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Elektrophoresegerät zu schaffen, bei dem die wesentlichen Parametern der Trennkammer variiert und an den jeweils beabsichtigten Verwendungszweck angepasst werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Elektrophoresegerät der eingangs genannten Art gelöst, das gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Elektrodenbehälter an einer yemeinsamen Halterung mit einstellbarem Abstand voneinander angeordnet sind und die parallelen Platten lösbar und astauschbar mit den Elektrodenbehältern verbunden sind Für die jeweils gewünschte Weglänge der Trennkammer sind Plattenpaare mit entsprechend bemessener Länge vorgesehen; zum Einstellen der gewünschten Weglänge wird der entsprechende Abstand zwischen den Elelctrodenbehältern eingestellt, und dann werden die dazu passenden Platten am Gerät montiert.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Elektrodenbehälter übereinander angeordnet; dabei ist der untere Elektrodenbehälter auf einer Trägerplatte angeordnet, während der obere Elektrodenbehälter an Trägerstangen, die in der Trägerplatte verankert sind und von dieser aus senkrecht hochstehen, verschiebbar befestigt ist. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die beiden Elektrodenbehälter derart gegeneinander versetzt sind, dass die die Trennkammer bildenden parallelen Platten mit einer Seite gegen die Innenseite der seitlichen Begrenzungswandung des unteren Elektrodenbehälters und gegen die Aussenseite einer Begrenzungswandung des oberen Elektrodenbehälters anlegbar sind.
Diejenige der beiden parallelen Platten, die gegen die Innenseite bzw. Aussenseite der Begrenzungswandungen angelegt ist, weist dabei vorzugsweise in ihrem gegen die Aussenseite der Begrenzungswandung des oberen Elektrodenbehälters angelegten Bereich wenigstens eine öffnung oder Aussparung auf, die mit einer entsprechenden Öffnung bzw. Aussparung dieser Begrenzungswandung und durch diese hindurch mit dem Inneren des oberen Elektrodenbehälters in Verbindung steht Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung werden die die Trennkammer bildenden parallelen Platten durch streifenförmige Abstandshalter im Abstand voneinander gehalten und durch auf ihrer Aussenseite einwirkende Rlemtnein richtungen gegeneinander gedrückt. Auf diese Weise lasst sich der Abstand zwischen den Platten und damit die Dicke der dazwischenliegenden Scnicht leicht einstellen. Auch das Zerlegen der Trennkammer ist sehr einfach und kann mit wenigen Handgriffen erfolgen.
Eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemässen Elektrophoresegerätes ist die Analyse bzw. Präparation von Makromolekülen aus Zellgewebe. Besonders bevorzugte Verwendungen des erfindungsgemässen Elektrophoresegertes sind die Flachgel-Elektrophorese, die Agarose-Elektrophorese und die Polyac rylamidgel-Elektrophorese.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt eine schematische Perspektivdarstellung des erfindungsgemässen Elektrophoresegerätes.
Das Elektrophoresegerät ist aufgebaut auf einer Trägerplatte 1, auf der ein unterer kastenförmiger Elektrodenbehälter 2 montiert ist. Der untere Elektrodenbehälter 2 weist eine rückwärtige Begrenzungswandung 3 auf, deren Höhe etwas grösser ist als diejenige der übrigen Begrenzungswandungen. Der obere Elektrodenbehälter 4 ist ebenfalls kastenförmig ausgebildet und wird von zwei senkrechten Tragerstangen 5, 6 getragen, die in der Trägerplatte 1 verankert sind. Die Befestigung des oberen Elektrodenbehälters 4 an den Stangen 5, 6 erfolgt mittels einer Spannvorrichtung, die aus seitzeichen Stützplatten 7, 8, die an den seitlichen Begrenzungswandungen 9, 10 des oberen Elektrodenbehälters 4 befestig-t sind und einen Durchgang für die Stangen 5, 6 aufweisen, und mittels Spannschrauben 11, die die jeweils zugehörige Stange in ihrem Durchgang festschliessen. Der obere Elektrodenbehärter ist also auf den Stangen 5, 6 nach Lösen dr Spannschrauben 11 verschiebbar und kann in der gewünschten Höhe über dem unteren Elektrodenbehälter 2 blockiert werden.
Die Trennkammer ist durch zwei im Abstand voneinander gehaltene parallele Platten 12, 13 gebildet Der Abstand zwischen den Platten 12, 13 wird durch streifenförmige Abstandshalter 14, 15 bestimmt, die sich entlang den seitlichen Aussenrändern der Platten erstrecken. Die Platten 12, 13 werden durch lösbare Klemm- bzw. Spanneinrichtungen gegeneinander gedrückt. In der Zeichnung ist lediglich als Beispiel eine Spannklaremer 16 gezeigt. Es kann eine Vielzahl derartiger oder ähnlicher Klammern entlang den seitlichen Rändern der Platten 12, 13 vorgesehen sein Das Plattenpaar 12r 13 ist in die untere Elektrodenkammer 2 so hineingestellt, dass die in der Zeichnung rückwärtige Platte 13 gegen die Innenseite der höheren Begrenzungswandung 3 anliegt. Der obere Elektrodenbehälter 4 ist gegenüber dem unteren derart versetzt, dass bei senkrechter Anordnung der Platten 12, 13 diese gegen die Aussenseite der in der Zeichnung vorderen Begrenzungswandung 17 des oberen Elektrodenbehälters 4 zur Anlage kommen kann Die Begrenzungswandung 17 weist ebenso wie die Platte 13 am oberen Rand eine rechteckförmige Ausnehmung 18 auf, wobei diese Ausnehmungen 18 im wesentlichen die gleiche Gestalt und gleiche Grösse aufweisen, so dass der Innenraum des oberen Elektrodenbehälters 4 über diese Aussparung 18 mit dem Innenraum der zwischen den Platten 12, 13 gebildeten Trennkammer in Verbindung steht. Die äussere Platte 12 weist keine derartige Ausnehmung auf, so dass der Elektrodenbehälter 4 zur Vorderseite hin über den unteren Rand der Aussparung 1 8 hinaus vehlo ist.
Das Plattenpaar 12, 13 wird durch eine Spannplatte 19 geeien die Begrenzungswandung 17 angedrückt, wobei die Spannplatte 19 wiederum durch Spannschrauben 20, 21 gehalten wird, die in einen mit der Stützplatte 7 bzw. 8 fest verbundenen Block 22 eingeschraubt sind.
Der untere Elektrodenbehälter 2 weist in seinem Bodenbereich einen Anschlussstutzen 23 auf, der über eine schematisch angedeutete Verbindungsleitung 24 mit der Ansaugseite einer Umwälzpumpe 25 verbunden ist, deren Ausstosseite über eine Leitung 26 mit einem im Bodenbereich des oberen Elektrodenbehälters 4 angeordneten Einlassstutzen 27 verbunden ist.
Der obere Elektrodenbehälter 4 weist ferner einen überlauf auf, der über einen Stutzen 28 und eine Verbindungsleitung 29 m;it einem im oberen Bereich des unteren Elektrodenbehälters 2 angeordneten Einfüllstutzen 30 verbunden ist. Auf diese Weise kann die Pufferlösung in dem Elektrophoresegerät umgewälzt werden, so dass ein konstanter pH-Wert erreicht wird.
In der Zeichnung ist im unteren Elektrodenbehälter 2 schematisch eine drahtförmige Elektrode 31 eingezeichnet, die über eine Verbindungsleitung 32 mit einer nicht-gezeigten Stromversorgung verbunden ist. Der obere Elektrodenbehälter 4 ist mit einer ähnlich ausgebildeten Elektrode ausgestattet, die ebenfalls an die Stromversorgung angeschlossen ist.
Je nach Anwendungszweck sind die Platten 12, 13 aus einem besonders hierfür geeigneten Material gebildet. Besonders bevorzugte Werkstoffe sind Glas und Acrylglas, wobei ersteres besonders für Acrylamidgele und letzteres für Agarosegele geeignet ist. Die Innenseiten der Platten 12, 13 sind vorzugsweise aufgerauht, wenn besonders niederprozentige Gele behandelt werden sollen, insbesondere bei hochmolekularen Substanzen.
Im unteren Elektrodenbehälter 2 ist vorzugsweise ein zweiter kleinerer Trog angeordnet, dessen Höhe etwa ein Drittel bis die Hälfte der Höhe des unteren Elektrodenbehälters ist. In diesem Trog stehen die Platten 12, 13 und der Trog dient dazu, das Gel einzugießen, das sich dann zum Block verfestigt.
Auch dies ist abweichend von üblichen Geräten, wo gewöhnlich der Block außerhalb gefertigt und dann in das Elektrophoresegerät überführt wird. Beim Gießen des Blockes im Gerät ist der Lauf besser und man hat auch keine Dichtungsprobleme.
An der unteren Pufferkammer ist am Gerät noch ein aufklappbarer Deckel angebracht, der während des Betriebes aus Sicherheitsgründen geschlossen wird, damit man nicht versehentlich bei Stromfluß in die Rammer greifen kann.
Sowohl der untere Trog als auch dieser Deckel sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
Vorzugsweise sind für die Aufgabe der Proben sogenannte Taschenformer vorgesehen (in der Zeichnung nicht dargestellt), die einen verbreiteten Griff aufweisen, so daß sie in den oberen Bereich der Trennkammer hineingehängt werden können.
Vorzugsweise sind mehrere einzelne derartige Taschenformer vorgesehen, die einzeln in seitlicher Richtung verschoben werden können. Die Ausbildung mehrerer einzelner Taschenformer ist besonders wichtig bei Agarosegelen, da diese leicht verformt werden oder gar zerreißen, so daß die Taschenformer einzeln herausziehbar sein sollen. Bei Acrylamidgelen dagegen können die Taschenformer in einem Stück ausgebildet sein. Eine derartige Taschenformereinheit, die dann als Ganzes herausgezogen oder eingeschoben werden kann, hat etwa die Form eines Kammes. Taschenformereinheiten eignen sich besonders für Acrylamidgele, da diese fester sind und nicht reißen Die Proben können nach erfolgter Elektrophorese am oberen Rand der Trennkammer zwischen den Platten 12, 13 entnommen werden.
Um die Dichtigkeit zwischen der rückwärtigen Platte 13 und der daran angrenzenden Begrenzungswandung 17 zu gewährleisten, kann dazwischen eine die Aussparung 18 umgebende Dichtung angeordnet sein, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Bei einer erprobten Ausführungsform beträgt die Spannung der Stromversorgung etwa 500 V, und eine Strombelastung von etwa 250 mA ist vorgesehen. Die Umwälzpumpe 25 hat bei dieser Ausführungsform eine Förderleistung von ca. 10 l/h.
Besonders bevorzugte Anwendungsgebiete des erfindungsgemässen Elektrophoresegerätes sind die Elachgel-, Agarose- und Polyacrylamidgel-Elektrophorese in der Grundlagenforschung, in der biologischen und medizinischen angewandten Forschung, in Biochemie, Mikrobiologie und Genetik.

Claims

Elektrophoresegerät Patentansprüche 1. Elektrophoresegerät mit zwei Elektrodenbehältern und einer zwischen zwei parallelen Platten gebildeten Trennkammer, welche die beiden-Elektrodenbehälter miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenbehälter (2, 4) an einer gemeinsamen Halterung (1, 5, 6) mit einstellbarem Abstand voneinander angeordnet sind und die parallelen Platten (12, 13) lösbar und austauschbar mit den Elektrodenbehältern (2, 4) verbunden sind.
2. Elektrophoresegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenbehälter (2, 4) übereinander angeordnet sind.
3. Elektrophoresegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Elektrodenbehälter (2) auf einer Trägerplatte (1) angeordnet ist und der obere Elektrodenbehälter (4) an Trägerstangen (5, 6), die in der Trägerplatte (1) verankert sind und von dieser aus senkrecht hochstehen, verschiebbar befestigt ist.
4. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektrodenbehälter (2, 4) derart gegeneinander versetzt sind, daß die die Trennkammer bildenden parallelen Platten (12, 13) mit einer Seite gegen die Innenseite der seitlichen Begrenzungswandung (3) des einen Elektrodenbehälters (2) und gegen die Außenseite einer Begrenzungswandung (17) des anderen Elektrodenbehälters (4) anlegbar sind.
5. Elektrophoresegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der parallelen Platten (13) in ihrem gegen die Außenseite der Begrenzungswandung (17) des oberen Elektrodenbehälters (4) anlegbaren Bereich wenigstens eine Öffnung (18) aufweist, die mit einer entsprechenden Öffnung dieser Begrenzungswandung (17) und durch diese hindurch mit dem Inneren des oberen Elektrodenbehälters (4) in Verbindung steht.
6. Elektrophoresegerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Platten (12, 13) in den unteren Elektrodenbehälter (2) hineingestellt und am oberen Elektrodenbehälter (4) derart befestigt sindr daß sie gegen die Außenseite der Begrenzungswandung (17) des oberen Elektrodenbehälters (4) angedrückt werden.
7. Elektrophoresegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung 118) eine rechteckförmige Aussparung am oberen Ende der Platte (13) bezw. der Begrenzungswandung (17) ist
8. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Platte (13) und der Begrenzungswandung (17) eine die Öffnung (18) wenigstens teilweise umgebende Dichtung angeordnet ist.
9. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Trennkammer bildenden Platten (12, 13) durch streifenförmige Abstandshalter (14, 15) im Abstand voneinander gehalten und durch auf ihre Außenseiten einwirkende Klemmeinrictungen (16, 19) gegeneinander gedrückt werden
10. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Umwälzeinrichtung (25), die die Flüssigkeit aus dem Bodenbereich des unteren Elekcrodenbehälters (2) abpumpt und dem Bodenbereich des oberen Elektrodenbehälters (4) zuführt, wobei der obere Elektrodenbehälter (4) mit einem überlauf (28) versehen ist, der über eine Leitung (29) mit dem oberen Bereich des unteren Elektrodenbehälters (2) verbunden ist.
11. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch seine Verwendung zur Flachgelelektrophorese.
12. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch seine Verwendung zur Agaroseelektrophorese.
13. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch seine Verwendung zur Polyacrylamidgelelektrophorese.
14. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch seine Verwendung zur Analyse bzw.

Präparation von Makromolekülen aus Zellgewebe.
15. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von austauschbaren Trennkammern, die aus jeweils zwei parallelen Platten (12, 13) gebildet sind, deren Länge zu dem gewählten Abstand zwischen den Elektrodenbehältern (2, 4) passend bemessen ist.
16. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (12, 13) aus Glas sind.
17. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (12, 13) aus Acrylglas sind.
18. Elektrophoreseyerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichent, daß die Innenseiten der die Trennkammer bildenden Platten (12, 13) aufgerauht sind.
19. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur AuLgabe von Proben in die Trennkammer eine Mehrzahl von einzeln verschiebbaren, in die Trennkammer hineinhängbaren Taschenformern vorgesehen ist.
20. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Elektrodenbehälter (2) ein kleinerer Trog zur Aufnahme der Platten (12, 13) und zum Eingießen des Vorgels vorgesehen ist.