DE2915415C2 - Elektrophoresegerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrophoresegerät mit zwei an einer gemeinsamen Halterung angeordneten Elektrodenbehäitern und einer diese verbindenden Trennkammer, deren Dicke durch Ändern des Abstandes ihrer Begrenzungswandungen variierbar ist

Elektrophoresegeräte der obengenannten Art werden zur Trennung von Makromolekülen aus einer Substanz verwendet, z. B. zur Trennung von Proteinen, Glycoproteinen und Polycaccariden. Die Trennung kann nach Molekulargewicht oder nach strukturellen Eigenschaften (Ringformen usw.) erfolgen.

Aus der DE-AS 20 51 715 ist eine Elektrophorese mit zwei an einer gemeinsamen Halterung befestigten Elektrodenbehältern und einer dazwischen angeordneten Trennkammer variabler Dicke bekannt. Bei der bekannten Anordnung sind jedoch die Elektrodenblökke fest mit einem sogenannten Frontblock verspannt und in ihrer gegenseitigen Anordnung nicht variierbar. Veränderlich ist allein die Dicke des seitlichen Teils der Trennkammer, und zwar durch Verschieben der seitlichen Begrenzungsblöcke auf den mittleren Kühlblock zu bzw. von diesem fort.

Ferner ist bei der bekannten Anordnung die Trennkammer ein integraler Bestandteil der Gesamtanordnung und kann also nicht unabhängig von dem übrigen Aufbau entfernt und ausgewechselt werden.

In der DE-AS 20 56 128 wird ein Elektrophoresegerät beschrieben, bei dem die Dicke der Trennkammer durch Ändern des Abstandes von zwei Begrenzungsplatten verändert werden kann. Die eine Elektrode ist jedoch fest an einer Rückwand angeordnet, während die andere Elektrode ebenfalls an der Rückwand, jedoch im Pufferbehälter, angeordnet ist. Auch hier liegt also die Länge der Trennkammer konstruktiv bedingt fest.

Wesentlich wichtiger als die Veränderung der Trennkammerdicke ist jedoch die Veränderlichkeit der Trennkammerlänge. Die Trennkammerlänge ist bei den bekannten Anordnungen konstant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrophoresegerät zu schaffen, bei dem die Länge der

Trennkammer variiert und an den jeweils beabsichtigten Verwendungszweck angepaßt werden kann und die Trennkammer leicht austauschbar ist

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Elektrodenbehälter an der gemeinsamen Halterung mit einstellbarem Abstand voneinander angeordnet sind und die Trennkammer zwischen zwei parallelen Platten gebildet ist, die lösbar und austauschbar mit den EWrtrodenbehältern verbunden sind.

Für die jeweils gewünschte Länge der Trennkammer sind Plattenpaare mit entsprechend bemessener Länge vorgesehen; zum Einstellen der gewünschten Weglänge wird der entsprechende Abstand zwischen den Elektrodenbehältern 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 e'ner 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 Klemmeinrichtungen gegeneinander gedruckt. Auf diese Weise läßt sich der Abstand zwischen den Platten und eamit die Dicke der dazwischenliegenden Schicht 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 Elektrophoresegerätes sind die Flachgel-EIektrophorese, die Agarose-EIektrophorese und die Polyacrylamidgel-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 Begrenzun^-wandungen. Der obere Elektrodenbehälter 4 ist ebenfalls kastenförmig ausgebildet und wird von zwei senkrechten Trägerstangen 5, G 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 seitlichen Stützplatten 7, 8, die an den seitlichen Begrenzungswandungen 9, 10 des oberen Elektrodenbehälters 4 befestigt sind und einen Durchgang für die Stangen 5,6 aufweisen, und mittels Spannschrauben 11, die die jeweils zugehörige Stange in ihrem Durchgang

ίο festschließen. Der obere Elektrodenbehälter ist also auf den Stangen 5, 6 nach Lösen der Spannschrauben 11 verschiebbar und kann in der gewünschten Höhe über dem unteren Elektrodenbehälter 2 blockiert werden.

Die Trennkammer ist durch zwei im Abstand

is voneinander gehaltene parallele Platten 12,13 gebildet Der Abstand zwischen den Platten 12, 13 wird durch streifenförmige Abstandshalter 14, £5 bestimmt die sich entlang den seitlichen Außenrändern der Platten erstrecken. Die Platten 12, 13 werden durch lösbare

-° Klemm- bzw. Spanneinrichtungen gegeneinander gedruckt In der Zeichnung ist ledigfich pJs Beispie! eine Spannklammer 16 gezeigt Es kann eine Vielzahl derartiger oder ähnlicher Klammern entlang den seitlichen Rändern der Platten 12,13 vorgesehen sein.

Das Plattenpaar 12, 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

■w gebildeten Trennkammer in Verbindung steht Die äußere Platte 12 weist keine derartige Ausnehmung auf, so daß der Elketrodenbehälter 4 zur Vorderseite hin über den unteren Rand der Aussparung 18 hinaus verschlossen ist

Das Plattenpaar 12, 13 wird durch eine Spannplatte 19 gegen 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 Ausstoßseite über eine Leitung 26 mit einem

im Bodenbereich des oberen Elektroder.behälters 4 angeordneten Einlaßstutzen 27 verbunden ist. Der obere Elektrodenbehälter 4 weist ferner einen Überlauf auf, der über einen Stutzen 28 und eine Verbindungsleitung 29 mit einen 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 schemalisch eine dr&if.förmige 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 wollen, insbesondere bei hochmole- to kularen 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 η 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 Elektrophorescgerät überführt wird. Beim Gießen in 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 Kammer 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 pinp Hip 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 52 hat bei dieser Ausführungsform eine Förderleistung von ca. 10 l/h.

Besonders bevorzugte Anwendungsgebiete des erfindungsfomäßen Elektrophoresegerätes sind die Flachgel-, Agarose- und Polyacrylamidgel-Elektrophorese in der Grundlagenforschung, in der biologischen und medizinischen angewandten Forschung, in Biochemie, Mikrobiologie und Genetik.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Elektrophoresegerät mit zwei an einer gemeinsamen Halterung angeordneten Elektrodenbehältern und einer diese verbindenden Trennkammer, deren Dicke durch Ändern des Abstandes ihrer Begrenzungswandungen variierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenbehälter (2, 4) an der gemeinsamen Halterung (1, 5, 6) mit einstellbarem Abstand voneinander angeordnet sind und die Trennkammer zwischen zwei parallelen Platten (12, 13) gebildet ist, die lösbar und austauschbar mit den Elektrodenbehältern (2, 4) verbunden sind.

2. Elektrophoresegerät nach Anspruch 1, dadurch ,5 gekennzeichnet, daß die Elektrodenbehäiter (2, 4) übereinander angeordnet sind.

3. Elektrophoresegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Elektrodenbehälter (2) auf eirsr Trägerplatte (1) angeordnet ist und der obere Befctrodenbehälter (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 Ansprüehe 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 EJektrodenbehälters (2) und gegen die Außenseite einer Begrenzungswandung (17) des anderen Elektrodenbehältei^(4) anlegbar sind.

5. Elektrophoresegträt 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 sind, daß sie gegen die Außenseite der Begrenzungswandung (17) des oberen Elektrodenbehälters (4) angedruckt werden.

7. Elektrophoresegerät nach Anspruch 5, dadurch so gekennzeichnet, daß die öffnung (18) eine rechteckförmige Aussparung am oberen Ende der Platte (13) bzw. 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 I 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 Klemmeinrichtungen (16, 19) gegeneinander gedrückt werden. v>

10. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche I bis 9, gekennzeichnet durch eine Umwälzeinrichtung (25), die die Flüssigkeit aus dem Bodenbereich des unteren Elektrodenbehälters (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

H. Elektrophoresegerät nach einem der Ansprüche i bis 10, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von austauschbaren Trennkammern, die tus jeweils zwei parallelen Platten (12, 13) gebildet sind, deren Länge zu dem gewählten Abstand zwischen den Elektrodenbehältern (2,4) passend bemessen ist

12. Verwendung eines Elektrophoresegerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Flachelektrophorese.

13. Verwendung eines Elektrophoresegerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Agaroseelektrophorese.

14. Verwendung eines Elektrophoresegerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Polyacrylamidgelelektrophorese.

15. Verwendung eines Elektrophoresegerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Analyse bzw. Präparation von Makromolekülen aus Zellgewebe.