DE3046729A1

DE3046729A1 - Thermostatische platte fuer eine elektrophoreseeinrichtung

Info

Publication number: DE3046729A1
Application number: DE19803046729
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr. 6901 Gaiberg ü.Heidelberg Ansorge
Original assignee: Europaisches Laboratorium fuer Molekularbiologie EMBL
Current assignee: Europaisches Laboratorium fuer Molekularbiologie EMBL
Priority date: 1980-12-11
Filing date: 1980-12-11
Publication date: 1982-06-24
Also published as: FR2496266B1; JPS57163861A; SE452198B; FR2496266A1; JPS6357735B2; SE8104557L; CA1162517A; GB2089372B; GB2089372A; DE3046729C2

Description

Patentanwälte DiPL.-J^G^rH.'^^i.ciii.MVNN^piPL.-PHYs. Dr.·£Μ

Dipl.-Ing. F. A.Wkickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

8000 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820 PRA' MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Europäisches Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL), Meyerhofstraße 1, D-6900 Heidelberg

Thermostatische Platte für eine Elektrophoreseeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine thermostatisch^ Platte für eine Elektrophoreseeinrichtung, bei der ein zu untersuchendes Material eine ebene Gelschicht in einer in der Gelschichtebene liegenden Wanderungsrichtung durchläuft, mit einem einen Innenraum aufweisenden Plattengehäuse und mit zumindest zwei am Plattengehäuse ausgebildeten, jeweils mit dem Innenraum verbundenen Anschlüssen zum Leiten von Wärmeaustauschermittel durch die Platte.

Eine bekannte thermostatische Platte dieser Art, die ausreichende Temperaturbeständigkeit für die bei der Elektrophorese angestrebten hohen Betriebstemperaturen (bis zu ca. 80° C) aufweist, besteht aus einem Plattengehäuse aus miteinander verlöteten Metallblechen. Die Material- und Bearbeitungskoster. bei der Herstellung dieser bekannten Platte sind relativ hoch. Eine Beobachtung der Wanderung des zu untersuchenden Materials durch die Gelschicht ist erschwert, da diese bekannte Platte undurchsichtig ist.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine thermostatische Platte eingangs genannter Art mit guter Temperaturbeständigkeit bereitzustellen, die kostengünstig herzustellen ist und die die Beobachtung der Wanderung des zu untersuchenden Materials durch die Gelschicht erleichtert.

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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwei parallele, mit Abstand voneinander angeordnete, ebene Glasplatten vorgesehen sind sowie ein -.wischen den Glasplatten angeordneter, längs des jeweiligen Umfangs beider Glasplatten verlaufender, ggf. mehrteiliger Abstandsstreifen, der mit den Glasplatten verbunden, vorzugsweise verklebt ist und der den zwischen den Glasplatten gebildeten Innenraum abschließt. Die miteinander verbundenen Glasplatten weisen die geforderte hohe Temperaturbeständigkeit auf. Hierbei ist lediglich zu beachten, daß keine schockartige Erwärmung oder Abkühlung der thermostatischen Platte stattfindet. Die für den Zusammenbau benötigten Glasplatten sind ohne weiteres kostengünstig erhältlich; der Zusammenbau der Glasplatten ist schnell und einfach durchzuführen, vor allem dann, wenn die Glasplatten mit den Abstandsstreifen verklebt werden. Da die ebenen Glasplatten durchsichtig sind, ergibt sich die Möglichkeit der Beobachtung oder Beleuchtung der Gelschicht durch die Glasplatten hindurch. Wenn als Trägerplatte für die Gelschicht ebenfalls eine Glasplatte verwendet wird, ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit einer Durchlichtbeleuchtung der Gelschicht, die in den meisten Fällen günstiger ist als die Aufliehtbeleuchtung. Besonders vorteilhaft ist es, daß ohne Schwierigkeiten Glasplatten mit äußerst hoher Planizität verwendet werden können. Dies ist dann von Bedeutung, wenn an einer der beiden Glasplatten eine sehr dünne Gelschicht anliegt, beispielsweise mit einer Dicke von 0,02 - 1,5 mm. Schließlich ist die erfindungsgemäße thermostatische Platte wesentlich leichter als die eingangs genannte metallische thermostatische Platte und daher wesentlich leichter als diese zu handhaben. Dies ist insbesondere bei wechselnden Versuchsaufbauten von Bedeutung und dann, wenn es vorteilhafter ist zum Aufbringen bzw. Ablösen der Gelschicht die thermostatische Platte aus dem Versuchsaufbau herauszunehmen.

Es ist zwar auch eine aus Plexiglas bestehende thermostatische Platte bekannt. Diese weist jedoch nicht die geforderte hohe Temperaturbeständigkeit auf. Die Wärmeleistung dieser bekannten

Platte ist relativ gering, was insbesondere auf den hohen thermischen Widerstand des verwendeten Materials zurückzuführen ist. Es ist nicht möglich, die aus Plexiglas bestehende thermostatische Platte mit der gleichen Dimensionsgenauigkeit (insbesondere Planizität der Gelseite) und Dimensionsbeständigkeit herzustellen wie die erfindungsgemäße thermostatische Platte.

Ferner ist auch noch eine thermostatische Platte bekannt, die aus einem mit dem 'Innenraum für das Wärmeaustauschermittel versehene^ gegossenen Glasblock besteht. Die Temperaturbeständigkeit dieses Glasblocks ist nicht ausreichend, was insbesondere auf die nach dem Gießen unvermeidlich auftretenden inneren Spannungen des Glasblocks zurückzuführen ist. Auf Grund der relativ hohen und in der' Regel ungleichmäßigen Wandstärke ergibt sich eine geringe Wärmeleistung sowie eine unzureichende Temperaturhomogenität über die Oberfläche. Der Glasblock ist schwer und daher nur unzureichend manipulierbar. Der Glasblock ist lediglich durchscheinend und nicht durchsichtig, so daß eine Beobachtung des Elektrophoresevorgangs durch den Glasblock hindurch nicht möglich ist.

Es erübrigen sich Durchbrüche in den Glasplatten für die vorzusehenden Anschlüsse, wenn; wie vorgeschlagen, die Anschlüsse im Bereich des Abstandsstreifens zwischen den Glasplatten angebracht, vorzugsweise eingeklebt, sind.

Es wird vorgeschlagen, daß die der Gelschicht nächstgelegene Glasplatte eine Dicke von 1 bis 4 mm, vorzugsweise 1,4 bis 1,8 mm, am besten etwa 1,5 mm, und die der Gelschicht fer-' ne Glasplatte eine Dicke von 2 bis 4 mm, am besten etwa 3 mm, aufweist. Hierdurch wird-der thermische Widerstand zwischen dem zirkulierenden Wärmeaustauschermittel und dem Gel verringert, was einen verbesserten Wärmeübergang und in der Folge eine verbesserte zeitliche und räumliche Konstanz der Geltemperatur zur Folge hat, insbesondere dann, wenn die Gelschicht unmittelbar an der ihr nächstgelegenen Glasplatte anliegt. Die mit größerer Dicke ausgeführte, von der GeTschich;

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ferne Glasplatte sorgt für die erforderliche mechanische Stabilität.

Es hat sich herausgestellt, daß es bei der gleichzeitigen Elektrophorese mehrerer Materialproben darauf ankommt, daß die Geltemperatur in Richtung senkrecht zur Wanderungsrichtung möglichst völlig konstant ist, damit man in der Gelschicht voneinander gut abgetrennte gerade Wanderungsbänder der einzelnen Materialproben erhält. Um die geforderte Temperaturkonstanz senkrecht zur Wanderungsrichtung zu erhalten, wird vorgeschlagen, daß das Wärmeaustauschermittel im wesentlichen in einer zur Wanderungsrichtung senkrechten Strömungsrichtung durch den Innenraum geführt ist, ggf. mit ein- oder mehrfacher Richtungsumkehrung. Bei in Wanderungsrichtung länglicher thermostatischer Platte ist das Wärmeaustauschermittel längs eines angenähert zickzackförmigen Weges durch den Innenraum geführt. Der Temperaturabfall längs eines Wegstücks zwischen zwei Richtungsumkehrungen ist relativ gering, so daß die geforderte Temperaturkonstanz in Richtung senkrecht zur Wanderungsrichtung gewährleistet ist; da die Geltemperatur in Wanderungsrichtung in gewissem Ausmaße durchaus variieren darf, kann die in Wanderungsrichtung gelegene Abmessung der thermostatischen Platte auch bei relativ geringer Wärmeleistung des Wärmeaustauschermittels relativ groß (beispielsweise 90 cm) gewählt .werden. Damit lassen sich auch dementsprechend lange ■ Gelschichten mit entsprechend guter Meßauflösung einsetzen.

Um das Wärmeaustauschermittel in der gewünschten Weise durch den Innenraum zu führen, wird vorgeschlagen, daß im Innenraum zumindest ein zur Wanderungsrichtung senkrechter Leitstreifen angeordnet ist. Wenn, wie weiterhin vorgeschlagen wird, der Leitstreifen mit beiden Glasplatten verklebt ist, erhält man eine mechanisch robuste Anordnung, die gewährleistet, daß die an der Gelschicht anliegende Glasplatte auch unter Belastung eben bleibt, beispielsweise bei erhöhtem Druck des

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Wärmeaustauschermittels im Innenraum.

Um die Konstanz der Temperatur in zur Wanderungsrichtung senkrechter Richtung noch weiter zu verbessern wird vorgeschlagen, daß der Leitstreifen aus wärmeleitendem Material, vorzugsweise Kupfer, Aluminium oder Edelstahl, gebildet ist.

Bevorzugt verläuft der Abstandsstreifen im wesentlichen längs· den Seiten eines Rechtecks, mit zur Wanderungsrichtunq parallelen Längsabschnitten und diese verbindenden Querabschnitten. Dabei kann einer der Anschlüsse im Bereich eines Endes eines der Längsabschnitte und der andere Anschluß im Bereich eines Endes des anderen Längsabschnittes vorgesehen sein, ggf. auch im Bereich des jeweils anschließenden Endes eines der Querabschnitte.

Bei einer Ausführungsform sind die beiden Anschlüsse in in Wanderungsrichtung voneinander entfernten Endbereichen der Längsabschnitte vorgesehen, wobei die Leitstreifen eine Länge aufweisen, die geringer ist als der lichte Abstand zwischen den Abschnitten, wobei ferner die Leitstreifen über die Länge der Längsabschnitte verteilt, abwechselnd von dem einen und dem anderen Längsabschnitt ausgehen. Hierdurch erhält man mit besonders einfachen Mitteln den zickzäckförmigen Weg des WärmeaustauschermitteIs durch den Innenraum.

Bei einer anderen Ausführungsform liegen die beiden Anschlüsse in in Wanderungsrichtung auf gleicher Höhe liegenden Endbereichen .der Längsabschnitte, wobei im Innenraum ein zur Wanderungsrichtung paralleler mit geringem Abstand zu einem der Längsabschnitte verlaufender Zusatzstreifen vorgesehen ist, dessen Länge geringer ist als der lichte Abstand zwischen den Querabschnitten und der von dem den Anschlüßen nächstgelegenen Querabschnitt ausgeht, wobei ferner die zwischen den Zusatzstreifen und dem anderen Längsabschnitt angeordneten Leitstreifen eine Länge aufweisen, die geringer' ist, als dor Ijchto

Abstand zwischen dem Zusatzstreifen und dem anderen Längsabschnitt und wobei die Leitstreifen, über die Länge des Zusatzstreifens verteilt, abwechselnd vom Zusatzstreifen und vom anderen Längsabschnitt ausgehen.

Die erfindungsgemäße thermostatisehe Platte ist besonders für den Einsatz bei der Elektrophorese biologischer Makromoleküle mittels einer an einer der Glasplatten anliegenden Gelschicht einer Dicke zwischen 0,02 und 1,5 mm geeignet. Dies liegt unter anderem an der guten Planizität dieser Glasplatte, der mit einfachen Mitteln erzielbaren großen Längsabmessung der Glasplatte, der günstigen Temperaturverteilung über die Fläche der Glasplatte und der leichten Handhabbarkeit der thermostatischen Platte.

Die Erfindung wird im folgenden an zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen thermostatischen Platte mit teilweise abgebrochener oberer Glasplatte;

Fig. 2 einen Schnitt der Anordnung nach Fig. 1 entlang der

Linie II-II und
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Fig. 3 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform bei abgenommener oberer Glasplatte.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte erste Ausführungsform einer thermostatischen Platte ist allgemein mit 10 bezeichnet. Sie besteht aus zwei Glasplatten, einer in Fig. 2 unteren Glasplatte 1 2 sowie einer oberen Glasplatte 14, die parallel übereinander angeordnet sind und von einem mehrteiligen Abstand.sstreifen 16 in definiertem Abstand voneinander gehalten werden. Die beiden Glasplatten 12 und 14 haben gleichen Umriß (siehe Fig. 1), jedoch unterschiedliche Dicke. Die Dicke a der

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unteren Glasplatte 12 beträgt 3mm, die Dicke b der oberen Glasplatte beträgt 1,5 mm. Die außenliegende Oberseite 18 (siehe Fig. 2) der oberen Glasplatte 14 ist aufgrund einer entsprechenden Vorbehandlung gelabstossend ausgebildet, um das Ablösen der an der Oberseite 18 zur Anlage kommenden Gelschichten zu erleichtern. Die beiden Glasplatten bestehen ebenso wie der mehrteilige Abstandsstreifen 16 aus Spiegel-Glas

(floated procedure glass), welches mit der geforderten Dimensionsgenauigkeit, insbesondere der Planizität der oberen Glasplatte 14, relativ kostengünstig erhältlich ist.

Der Abstandsstreifen 16 läuft entlang des rechteckigen Umrisses der Glasplatten 12 und 14. Er besteht aus zwei in Fig. 1 von oben nach unten verlaufenden Längsabschnitten, von denen der linke mit 20 und der rechte mit 22 bezeichnet ist, sowie aus zwei deren Enden verbindenden Querabschnitten, einem in Fig. 1 unteren Querabschnitt 24 sowie einem oberen Querabschnitt 26.

Der Abstandsstreifen 16 ist in sich geschlossen und schließt daher einen ·Innenraum 28 zwischen den Glasplatten 12 und 14 ein. Um durch den Innenraum 18 Wärmeaustauschermittel, z.B. über eine gesonderte Thermostatheizung erwärmtes Wasser, leiten zu können, sind zwei Anschlüsse vorgesehen, ein Zulaufanschluß 30 sowie ein Ablaufanschluß 32. Der Zulaufanschluß 30 ist nahe des unteren Endes des Längsabschnitts 22 vorgesehen, wozu der Längsabschnitt 22 unterbrochen ist. In den hierdurch gebildeten Zwischenraum 34 ist der Zulaufanschluß 30 eingeklebt unter vollständiger Ausfüllung des übrigen· Zwischenraums 34 mit Klebstoff.

' In gleicher Weise ist der Ablaufanschluß 32 in einen Zwischenraum 36 eingeklebt, der zwischen dem oberen Ende des Längsabschnitts 20 und dem linken Ende des dementsprechend verkürzten Querabschnitts 26 gebildet ist (siehe Fig. 1).

Bei in eine Elektrophoreseeinrichtung eingebauter thermostatischer Platte 10 liegt an der Oberseite 18 der oberen Glasplatte 14 eine Gelschicht an, wobei das zu untersuchende Material am in Fig. 1 oberen oder unteren Ende der GeI-schicht dieser zugeführt und unter der Wirkung eines dementsprechend gerichteten elektrischen Feldes zum jeweils anderen Ende der Gelschicht wandert. Die in Fig. 1 eingezeichnete, mit A bezeichnete Wanderungsrichtung verläuft demnach parallel zu den Längsabschnitten 20 und 22. Um voneinander gut getrennte, geradlinige Wanderungsbahnen verschiedener Proben zu erhalten, die an einem Längsende der Gelschicht nebeneinander auf die Gelschicht aufgetragen worden sind, ist es notwendig, daß die Temperatur der Gelschicht in zur Wanderungsrichtung A senkrechter Richtung B (siehe Fig. 1) möglichst konstant ist. Um dies zu erreichen, wird das Wärmeaustauschermittel längs eines angenähert zickzackförmigen oder schlangenförmigen Weges 38 durch den Innenraum 28 geführt. Zwischen den Richtungsumkehrpunkten verläuft die Strömungsrichtung C angenähert parallel zur Richtung B,also senkrecht zur Wanderungsrichtung A. Um diesen Strömungsweg 38 zu erhalten,sind in den Innenraum 28 eine Reihe von Leitstreifen 40 eingesetzt, die parallel zur Richtung B verlaufen und abwechselnd vom Längsabschnitt 20 und vom Längsabschnitt 22 ausgehen. Die Länge der Leitstreifen 40 ist kleiner als der lichte Abstand zwischen den Längsabschnitten 20 und 22, so daß man den gewünschten Strömungsweg 38 erhält.

Die LoLtstreifen 40 bestehen aus gut wärmeleitendem Metall, .-..H. Hup for, um die Tentperaturkonnhan?; in Richtung B noch weiter zu verbessern.

Vor dem Zusammenbau der thermostatischen Platte 10 werden sämtliche Teile sorgfältig und gründlich gereinigt, beispielsweise in Azeton; die metallischen Leitstreifen 40 werden in geeigneter Weise vorbehandelt, z.B. mit einem chemischen Haftvermittler (chemical primer) der Firma TEROSON, Heidelberg . Dann wird

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der mehrteilige Abstandsstreifen 16 auf eine der Glasplatten 12 oder 14 aufgeklebt ebenso wie die Anschlüsse 30 und 32 und die Leitstre ifen 40. Hierbei ist zu beachten, drift die · Teile nicht mit allzu hohem Druck zusammengepreßt werden dürfen und daß überschüssiger Kleber entfernt .werden muß. Nach dem Hartwerden des Klebers wird die andere Glasplatte 14 oder 12 aufgelegt und sowohl mit dem Abstandsstreifen 16 als auch mit dem Leitstreifen 40 verklebt. Die Zwischenräume 34 und 36 werden um die Anschlüsse 30 und 32 herum aufgefüllt, so-daß der Innenraum 38 nach außen hin bis auf die Anschlüsse 30 und 32 abgedichtet ir.t.

Vom Kleber wird hohe Elastizität, gute elektrische Isoliereigenschaften, Widerstandsfähigkeit gegen Wasser und Pufferlösungen sowie gute thermische Leitfähigkeit verlangt, jeweils bei Temperaturen bis zu 100° C. Als geeignet hat sich ein Silikonkleber (der Firma TEROSON, Heidelberg) herausgestellt. Zur Verklebung der Leitstreifen 40 mit der oberen Glasplatte 14 (die mit der Gelschicht in Berührung steht) kann man jedoch auch einen Zweikomponentenkleber (z.B. von der Firma Henkel) einsetzen, da dieser Kleber noch bessere thermische Leitfähigkeit besitzt.

Die ümfangsabmessungen der Glasplatten 12 und 14 werden entsprechend den Abmessungen der verwendeten Gelschicht festgelegt. Beispielsweise werden Glasplatten 12 und 14 mit folgenden Umfangsabmessungen eingesetzt: 200 mm χ 200 mm, 280 mm χ 355 mm, 200 mm χ 400 mm und 300 mm χ 900 mm.

Eine thermostatische Platte 10 mit den Abmessungen 200 mm χ 400 mm wurde erfolgreich in einer Elektrophoreseeinrichtung eingesetzt, bei der an die Gelschicht eine Spannung von 10.000 Volt angelegt wurde. Dabei wurde das Wärmeaustauschermittel durch eine separate Thermostatheizung (FRIGOMIX 1495 der Firma Braun) geleitet. Die? Druckdifferenz zwischen dem

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Zulauf-und dem Ablaufanschluß 30 bzw. 32 betrug 160 bis 240 mbar, die von der Platte 10 abgegebene Wärmeleistung betrug 30 bis 40 Watt. Während der Vorelektrophorese (pre-electrophoresis) kann die Wärmeleistung auch bis zu-100 Watt betragen. Die Platte 10 wurde bei Temperaturen im Bereich zwischen 5 und 75⁰C betrieben. Hierbei ist zu beachten, daß die Platte 10 nicht schockartig erwärmt oder abgekühlt wird. Um beispielsweise eine Betriebstemperatur von + 70° C, ausgehend von Zimmertemperatur, zu erreichen, wurde die Platte 10 zuerst in drei 10°C-Schritten innerhalb von insgesamt 15 bis 20 Minuten auf 50⁰C erwärmt und dann in vier 5°C-Schritten innerhalb von insgesamt 20 Minuten auf 70⁰C erwärmt.

Aufgrund der mit der vorstehend beschriebenen Platte 10 erzielbaren guten Planizität der an der Gelschicht anliegenden Oberseite 18 und der sehr guten Temperaturkonstanz in Richtung des Pfeils B, also senkrecht zur Wanderungsrichtung A, ist die Platte 10 besonders für sehr dünne GeI- schichten (0,02 bis 1,5 mm Dicke) geeignet, die die Trennung von biologischen" Makromolekülen mit hoher Meßgenauigkeit erlauben. Als spezielle Meßverfahren kommen vor allem die DNS Sequenzierung (DNA sequencing), die SDS-Gel-Elektrophorese (SDS PAGE) und die isolelektrische Fokussierung (isoelectrie focusing) in Frage.

In Fig. 3 ist eine zweite, mit 110 bezeichnete Ausführungsform einer thermostatischen Platte dargestellt. Hierbei sind Teile, die Teile in den Fig. 1 und 2 entsprechen, mit denselben Bezugsziffern,jeweils vermehrt um die Zahl 100 versehen. In Fig. 3 ist die obere Glasplatte der Einfachheit halber weggelassen. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2, liegen die Anschlüsse 130 und 132 beide am in Fig. 3 oberen Ende der Platte 110, was den Anschluß der Platte 110 an eine nicht dargestellte Wärmeaustauschermittel-

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Versorgung erleichtert. Dabei sind die Anschlüsse 130 und 132 jeweils zwischen eines der Enden des dementsprechend verkürzten Querabschnitts 126 und den entsprechenden Enden der Längsabschnitte 120 bzw. 122 eingeklebt. Um auch in dieser Konfiguration den für die gewünschte Temperaturverteilung erforderlichen Zickzack- oder schlangenförmigen Strömungsweg 138 zu.erhalten, ist ein Zusatzstreifen 150 in den Innenraum 128 bündig zwischen die beiden Glasplatten eingeklebt. Der Zusatzstreifen 150 verläuft in geringem Abstand vom Längsabschnitt 120 parallel zu diesem. Der Zusatzstreifen 150 geht vom Querabschnitt 126 aus, wobei seine Länge geringer ist als der lichte Abstand zwischen den beiden Querabschnitten 124 und 126. Auf diese Weise ist zwischen dem Zusatzstreifen 1-50 und dem Längsabschnitt 120 ein Kanal 152 ausgebildet, der vom Zulaufanschluß 130 zum entgegengesetzten Ende der Platte 110 führt. Von da ab verläuft der Strömungsweg 138 wieder Zickzack- oder schlangenförmig nach oben, in gleicher Weise wie bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Platte 10. Dies wird wiederum durch die Leitstreifen 140' erreicht, die in diesem Falle im Bereich zwischen dem in Fig. 3 rechten Längsabschnitt 122 und dem Zusatzstreifen 150 angeordnet sind und abwechselnd vom Zusatzstreifen 150 und vom Längsabschnitt 122 ausgehen. Auch hier ist die Länge der Leitstreifen 140 geringer als der lichte Abstand zwischen Zusatzstreifen 150 und Längsabschnitt 122. Als Material für den Zusatzstreifen 150 kommt in erster Linie Glas in Frage, damit die Leitstreifen 140 über ihre jeweilige' Länge konstante Temperatur haben; unterschiedliche Leitstreifen 140 dagegen können unterschiedliche Temperaturen haben.

Die im vorstehenden beschriebenen thermostatischen Platten zeichnen sich unter anderem dadurch aus, daß ihre Herstellungskosten gering sind (etwa 10 bis 20 mal geringer als die herkömmlicher Platten), daß sie besonders qeeignet sind für den Temperaturbereich um '70⁰C, der für du; DNS Sequenzierung besonders geeignet ist und daß die dünne Glasplatte 14 bzw.

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114 in direktem Kontakt mit der zu verwendeten Gelschicht ist bei verbessertem Wärmeübergang und hoher Temperaturkonstanz vor allem in Richtung senkrecht zur Wanderungsrichtung. Da die Glasplatten transparent sind, kann die Gelschicht durch die Glasplatten hindurch beleuchtet und/oder beobachtet werden. Die Zugabe von Probenmaterial sowie deren Wanderung kann daher bequem beobachtet werden. Die Platten 10 bzw. 110 sind leicht zu handhaben und können daher wie gewöhnliche Glasplatten ggf. mehrfach aus- und eingebaut werden. Die Meßanordnung kann horizontal oder vertikal iii'in.

Die bei der Elektrophorese notwendige Erwärmung der Gelschicht kann, wie in Standard-Elektrophoreseapparaturen üblich, ausschließlich durch Joule'sehe Erwärmung aufgrund des durch die Gelschicht fließenden Stroms vorgenommen werden. Dabei kann jedoch eine ungleichmäßige örtliche TemperaturVerteilung entstehen, die zu einer thermischen Verzerrung benachbarter Makromolekülbänder und sogar zur Beschädigung der Glasplatten führen kann. Derartige Beschädigungen sind ausgeschlossen, wenn die vorbeschriebenen thermostatischen Platten eingesetzt werden. In Verbindung mit den angesprochenen dünnen Gelschichten einer Dicke von 0,02 bis 1,5 mm lassen sich höhere Spannungen an die Gelschichten anlegen. Man erhält kürzere Meßzeit, verbesserte Auflösung und verbesserte Trennung der Makromolekülbänder.

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Claims

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Patentanwälte Dipl.-J:mg»:H' \iTki.ckMA^:N.N,^: DiPL.-PHYS. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Hubfr Dr. Ing. H. Liska

8000 MÜNCHEN 86, DEN J I Qg2 «ton

POSTFACH 860 820 ^PRA MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Europäisches Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL), Meyerhofstraße 1, D-6900 Heidelberg

Thermostatische Platte für eine Elektrophoreseeinrichtung

Patentansprüche

Thermostatische Platte für eine Elektrophoreseeinrichtung, bei der ein zu untersuchendes. Material eine ebene Gelschicht in einer in der Gelschichtebcne ] i.cqenden Wanderungsrichtung durchläuft, rnil. einem einon innenraum aufweisenden Plattengehäuse und mit zumindest zwei am Plattengehäuse ausgebildeten, jeweils mit dem Innenraum verbundenen Anschlüssen zum Leiten von Wärmeaustaüschermittel durch die Platte, gekennzeichnet durch zwei parallele, mit Abstand voneinander angeordnete ebene Glasplatten (12, 14; 112) und einen zwischen den Glasplatten. (12, 14; 112) angeordneten, längs des jeweiligen Umfangs beider Glasplatten (12, 14; 112) verlaufenden, ggf. mehrteiligen Abstandsstreifen (16; 116), der mit den Glasplatten (12, 14; 112) verbunden, vorzugsweise verklebt ist, und der den zwischen den Glasplatten (12, 14; 112) gebildeten Innenraum (28; 128) abschließt.
2. Thermostatische. Platte nach Anspruch 1 , dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Anschlüsse(30, 32; 130, 132) im Bereich des Abstandsstreifens (16; 116) zwischen den Glas-

platten (12, 14; 112) angebracht, vorzugsweise eingeklebt, sind.
3. Thermostatische Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Gelschicht

■nächstgelegene Glasplatte (14) eine Dicke b von 1 bis 4 mm, vorzugsweise 1,4 bis 1,8 mm, am besten etwa 1,5 mm und die der Gelschicht ferne Glasplatte (12) eine Dicke a von 2 bis 4 mm, am besten etwa 3 mm, aufweist. 10
4. Thermostatisch^ Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (18) der der Gelschicht nächstgelegenen Glasplatte (14) gelabstoßend ausgebildet ist.
5. Thermostatische Platte insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Wärmeaustauschermittel im wesentlichen in einer zur Wanderungsrichtung A senkrechten Strömungsrichtung C durch den Innenraum (28; 128) geführt ist, ggf. mit ein- oder mehrfacher Richtungsumkehrung.
6. Thermostatische Platte nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Wärmeaustauschermittel längs einos angenähert zickzackförmigen Weges (38; 138) durch den Innenraum (28; 128) geführt ist.
7. Thermostatische Platte nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß im Innenraum (28; 128) zumindest ein zur Wanderungsrichtung A senkrechter Leitstreifen (40; 140) angeordnet ist.
8. Thermostatische Platte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Leitstreifen (40; 140)

.- 3 mit beiden Glasplatten (12, 14; 112) verklebt ist.
9. Thermöstatische Platte nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Leitstreifen (40; 140) aus wärmeleitendem Material, vorzugsweise Kupfer, Aluminium oder Edelstahl, gebildet ist.
10. Thermostatische Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstandsstreifen (16; 116) im wesentlichen längs den Seiten eines Rechteckes verläuft, mit zur Wanderungsrichtung A parallelen Längsabschnitten (20, 22; 120, 122) und diese verbindenden Querabschnitten (24,-26; 124, 126).
11. Thermostatische Platte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß einer der Anschlüsse (32; 130) im Bereich eines Endes eines der Längsabschnitte (20; 120) und der andere Anschluß (30; 132) im Bereich eines Endes des anderen Längsabschnittes (22; 122) vorgesehen sind, ggf. auch im Bereich des jeweils anschlie?;-senden Endes einer der Querabschnitte (26; 126).
12. Thermostatische Platte nach den Ansprüchen 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden An-Schlüsse (30, 32) in in Wanderungsrichtung A voneinander entfernten Endbereichen der Längsabschnitte (22 bzw. 20) vorgesehen sind, daß die Leitstreifen (40) eine Länge aufweisen, die geringer ist als der lichte Abstand zwischen den Längsabschnitten (20, 22), und daß die Leitstreifen (40), über die Länge der Längsabschnitte (20, 22) verteilt, abwechselnd von dem einen und dem anderen Längsabschnitt (20 bzw. 22) ausgehen (Fig. 1 und 2).
13. Thermostatische Platte nach Anspruch 11, dadurch, g e kennzeichnet, daß die beiden Anschlüsse (130,

132) in in Wanderungsrichtung A auf gleicher Höhe liegenden Endbereichen der Längsabschnitte (120, 122) vorgesehen sind, daß im Innenraum (128) ein zur Wanderungsrichtung Λ paralleler, mit geringem Abstand zu einem der Längsabschnitte (120) verlaufender Zusatzstreifen (15.0) vorgesehen ist, dessen Länge geringer ist, als der lichte Abstand zwischen den Querabschnitten (124, 126) und der von dem den Anschlüssen (130, 132) nächstgelegenen Querabschnitt (126) ausgeht, daß die zwischen dem Zusatzstreifen (150) und dem anderen Längsabschnitt (122) angeordneten Leitstreifen (140) eine Länge aufweisen, die geringer ist, als der lichte Abstand zwischen dem Zusatzstreifen (150) und dem anderen'Längsabschnitt (122) und daß die Leitstreifen (140)., über die Länge des Zusatz-Streifens (150) verteilt, abwechselnd vom Zusatzstreifen (150) und vom anderen Längsabschnitt (122) ausgehen .(Fig.3)
14. Verwendung der thermostatischen Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Elektrophorese biologischer Makromoleküle mittels einer an einer der Glasplatten anliegenden dünnen Gelschicht einer Dicke von vorzugsweise 0,02 bis 1,5 mm.