DE3513652C2 - Vorrichtung für die vertikale Gel-Elektrophorese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer Elektrophorese an mindestens einem vertikalen Gel, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die Gelelektrophorese ist eine in großem Umfange angewen­ dete und hochwirksame Methode für die Trennung komple­ xer Mischungen von chemischen Verbindungen. Sie eignet sich sowohl für analytische als auch für präparative Zwecke und sie ist bekannt für ihre einzigartige Fähigkeit, komplexe chemische Verbindungen, wie z. B. Proteine, Poly­ peptide, Nukleinsäuren und Oligonukleotide, voneinander zu trennen. Sie wird insbesondere in großem Umfange an­ gewendet in der biotechnologischen Industrie.

Sowohl bei Stranggelen als auch bei Plattengelen wird die Elektrophorese häufig mit dem Gel in vertikaler oder aufrechter Position durchgeführt. Dies erleichtert die Einführung der Proben an einem Ende (dem oberen Ende eines Stranggels oder am oberen Rand eines Plattengels), desgleichen auch das Eintauchen der oberen und unteren Enden in geeignete Pufferlösungen.

Bei dieser Anordnung treten jedoch Probleme auf. Da zwei Pufferlösungen beteiligt sind, liegen sie häufig in unterschiedlichen Höhen vor und müssen gegeneinander abgedichtet werden, um ein Leck dazwischen zu verhindern. Es sind bereits viele Zellstrukturen entwickelt worden, die ein solches Leck verhindern; diese sind jedoch um­ ständlich in der Anwendung. So ist beispielsweise der Labortechniker normalerweise gewöhnt, das Gel zu gießen, dann es in die Zellenanordnung einzusiegeln, so daß dann, wenn die Puffer zugegeben werden, ein voller Kontakt mit den Rändern des Gels vorliegt, jedoch kein Auslaufen auftritt, dann die Proben zuzugeben, die Pufferlösungen zuzugeben und die Trennung durchzu­ führen, danach die gesamte Apparatur zu zerlegen und sie für den nächsten Versuch unter Verwendung eines neu gegos­ senen Gels und eines neuen Satzes von Proben vorzubereiten. Bei jedem Zusammenbau oder jeder Zerlegung besteht die Gefahr, daß ein menschlicher Fehler auftritt, wodurch die Möglichkeit des Auslaufens erhöht wird. Das Gesamtverfahren ist kompliziert und langwierig. Außerdem erfordern Stranggele und Plattengele wegen ihrer unterschiedlichen geometrischen Formen im allgemeinen getrennte Ausrüstungsteile, die jeweils ausschließlich für die eine oder die andere Form bestimmt sind.

Bei jedem Typ der geometrischen Gelformen ist einer der kritischsten Abschnitte des Verfahrens beim Zusammenbau einer vertikalen Zelle die Einführung und Abdichtung der oberen Pufferlösung in einer Weise, die ihr Auslaufen in die darunterliegende Pufferlösung verhindert. In Gelplattenanordnungen vom Sandwich-Typ (in denen das Gel zwischen zwei ebenen Platten gegossen wird) wird dieses Problem teilweise gelöst durch Verwendung von Platten mit ungleicher Höhe. Die höhere Platte erstreckt sich dabei über den oberen Rand der Gelplatte und wirkt als eine Wand der Kammer, welche die obere Pufferlösung enthält. Dennoch bleibt es schwierig, die übrigen Wände der Pufferkammer mit der Gelplattenanordnung in einer auslaufsicheren Weise zu verbinden.

Bei Gelplattenanordnungen vom Sandwich-Typ, in denen Platten mit ungleicher Höhe verwendet werden, tritt ein weiteres Abdichtungsproblem auf, d. h. die Herstellung seitlicher Dichtungen, um den Raum oberhalb des Gels zu umhüllen. Dieses Problem ist insbesondere dann akut, wenn die Platten so gestaltet sind, daß sie vom Benutzer zwischen jedem Gebrauch voneinander getrennt und wieder miteinander vereinigt werden sollen. Ein Versuch, dieses Problem zu überwinden, war die Verwen­ dung einer mit einer Nut versehenen Platte als kürzerer Platte, d. h. die Verwendung einer Platte mit einer einzigen langen Nut im Zentrum, die sich über die gesamte Breite des Gels erstreckt, wobei die Enden der Platte die gleiche Höhe haben wie die höhere Platte. Beispiele dafür sind solche, wie sie von der Firma Hoefer Scientific Instruments, San Francisco, Kalifornien, USA, als Teil ihrer vertikalen Platten- Elektrophorese-Einheit SE-500 geliefert werden, und solche, wie sie von F.W. Studier in "Analysis of Bacteriophage T7 Early RNAs And Protein On Slab Gels" in J. Mol. Biol., 79, 237-248 (1973), beschrieben sind. Da die Platten in der Regel aus Glas bestehen, sind je­ doch mit einer Nut versehene Platten teuer in der Herstellung, und die auf jeder Seite in Aufwärts­ richtung verlaufenden Ansätze zerbrechen leicht.

Aus der US-3 932 265 ist eine Vorrichtung zur Durchführung einer Elektrophorese an mindestens einem vertikalen Gel bekannt, die seitliche Umhüllungen für das oben und unten offene Gel aufweist. Die Umhüllungen gewährleisten jedoch keine ausreichende Flüssigkeitsabdichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer derartigen Vorrichtung eine gute Flüssigkeitsabdichtung zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können entweder Plattengele, Stranggele oder beide aufgenommen werden. Diese Gestaltung er­ möglicht die Bildung einer flüssigkeitsdichten Puffer­ kammer am oberen Ende des Gels durch einfaches gleiten­ des Verschieben der Gelumhüllung, die in geeigneter Weise geformt ist, so daß sie entweder Stranggele oder Plattengele aufnehmen kann, bis zu einem U-förmigen Rahmen und das Befestigen derselben in dieser Position. Der Gleitkontakt wird erleichtert durch Stifte und damit zusammenwirkende Führungsschlitze, einer auf der Gelumhüllung und der andere auf dem Rahmen, welche die Gelumhüllung und den Rahmen in einen Kipp- bzw. Gelenk­ kontakt miteinander bringen, vorzugsweise mit dem oberen Ende der Gelumhüllung in einer Position gegenüber dem Rahmen in einer Gelenkverbindung. Die Arretierung wird dann erzielt durch lösbare Arretierungen, welche die Gelumhüllung in einer festen Position gegen­ über dem Rahmen festhalten, unter Verwendung einer ge­ eigneten Dichtung für einen flüssigkeitsdichten Kontakt. Das Ergebnis ist eine Vorrichtung, die einen lecksi­ cheren Zusammenbau auf eine zuverlässige und reprodu­ zierbare Weise ermöglicht, wobei für den Benutzer nur eine einfache Bewegung erforderlich ist. Nach dem Zusammenbau kann die Kombination aus Gelumhüllung und oberem Pufferkammer-Rahmen in einen Behälter gestellt werden, so daß der untere Rand des Gels in eine getrennte Pufferlösung eintaucht, wel­ che die Durchführung der Elektrophorese erlaubt.

Der Aufbau eignet sich sowohl für Plattengele als auch für Stranggele; er ist besonders gut geeignet für die Verwendung mit Gelplatten-Anordnungen vom Sandwich-Typ, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, bei denen die Platten eine ungleiche Höhe haben. Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung eignen sich insbesondere für die Aufnahme von Plattengel-Sandwiches, bei denen beide Platten auf der Oberseite einen geraden Rand anstatt eines gekerbten Randes aufweisen. Zu wei­ teren Merkmalen, die bei bevorzugten Ausführungsformen auftreten, gehören eine Kühlmittelkammer, die unterhalb des U-förmigen Rahmens angeordnet ist, und ein symmetri­ scher Aufbau für die Aufnahme von zwei einander gegenüber­ liegenden Gelumhüllungen. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigeführten Zeichnungen hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung, angewendet auf ein Paar Plattengele, zusammen mit einer unteren Puffer­ kammer und einem Deckel in auseinandergezogener Darstellung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Gelplattenan­ ordnung in auseinandergezogener Darstellung, die als eine der Komponenten in Fig. 1 darge­ stellt ist;

Fig. 3a und 3b eine der Endhalterungen für die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Platten­ anordnung, wobei die Fig. 3a eine Endansicht und die Fig. 3b eine Ansicht der inneren Ober­ fläche, die den Gelträgerplatten gegenüberliegt, zeigen;

Fig. 4a, 4b und 4c den U-förmigen Trägerrahmen für die obere Pufferkammer, der auch eine Kühlmittel­ kammer umfaßt, wobei die Fig. 4a eine Frontan­ sicht, die Fig. 4b eine Draufsicht und die Fig. 4c eine seitliche Ansicht darstellen;

Fig. 5a, 5b und 5c eine Front-, Drauf- bzw. Seitenan­ sicht der in Fig. 1 gezeigten Dichtung;

Fig. 6 eine Gelumhüllung für Stranggele in auseinander­ gezogener Darstellung, die so gestaltet ist, daß sie mit dem oberen Pufferkammerträgerrahmen, wie er in den Fig. 4a, 4b und 4c dargestellt ist, anstelle der in Fig. 2 gezeigten Gelplattenan­ ordnung in Eingriff steht.

Die nachstehend beschriebenen Details sind am leichte­ sten verständlich, wenn man zuerst die Fig. 1 betrach­ tet, die eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, angewendet auf Platten­ gele in einer typischen Umgebung, in auseinandergezogener Darstellung zeigt. In der Fig. 1 ist die erfindungsge­ mäße Vorrichtung 1 kombiniert mit weiteren Zubehörtei­ len, einem Behälter 2 und einem Deckel 3, ähnlich denjenigen, wie sie in der Regel zur Vervollständigung einer Elektro­ phoresezelle für ein vertikales Plattengel verwendet werden.

Die Fig. 1 zeigt zwei Gelumhüllungen 4 und 4′ in Form von Platten und zwei Dichtungen 5 und 5′, die kombiniert werden mit einem Aufbau 6, der einen U-förmigen Rahmen 7 aufweist, der oberhalb einer Kühlmittelkammer befestigt ist. Wenn diese Teile miteinander vereinigt werden, entsteht eine obere Pufferkammer, und die oberen Ränder 8 und 8′ der Gelplatten werden im Innern der Kammer abgedichtet. Diese symmetrische Anordnung ist wegen ihrer Wirksamkeit bevorzugt. Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist jedoch die Kombination aus mindestens einer Gelplattenanordnung und einer Dichtung mit dem Rahmen.

Der Behhälter 2 soll eine untere Pufferlösung aufnehmen. Wenn die Plattenanordnungen und der Rahmen in kombinierter Form im Innern des Behälters angeordnet werden, tauchen die unteren Ränder 9 und 9′ beider Gelplatten in die untere Pufferlösung ein, deren Niveau gut unterhalb des tiefsten Punktes der oberen Pufferkammer gehalten wird. Die Form des Behälters, wie er dargestellt ist, dient dazu, das erforderliche Volumen der unteren Pufferlösung minimal zu halten, aber dennoch die gesamte Anordnung aus Gelen, Platten und Rahmen aufzunehmen. Alternativ kann der Behälter so gestaltet sein, daß er eine Vielzahl derartiger Anordnungen aufnehmen kann, so daß das Volumen der unteren Pufferlösung allen Gelen gemeinsam ist.

Der Deckel 3 schützt den Benutzer, indem der ihn vor der unter Strom stehenden Lösung in der oberen Pufferkammer schützt, der jedoch den Zugang zu den elektrischen Anschlüssen 10 und 11 durch die Durchgänge 12und 13 erlaubt.

Die übrigen Figuren betreffen jede der Komponenten der beanspruchten Vorrichtung 1 im Detail.

Die Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Gelplattenanordnung 4 gemäß Fig. 1 in auseinandergezogener Darstellung. Diese Figur zeigt ein Paar Gelträgerplatten 21 und 22 mit einer ungleichen Höhe und Flüssigkeitsrückhalte- Abstandhalter 23 und 24, die ein bestimmtes Volumen zwischen den Platten für die Aufnahme des Gels begrenzen. Die Platten und Abstandhalter bilden eine seitliche Umhüllung um das Gel herum, wobei nur der obere und der untere Rand des Gels frei bleiben. Der Abschnitt der höheren Platte 21, der sich über den oberen Rand der kürzeren Platte 22 hinaus erstreckt, bildet eine Flüssigkeitsrückhaltewand, die eine Seite der oberen Pufferkammer bildet, wenn die Anordnung mit dem U-förmigen Rahmen 7, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, vereinigt wird. In diese Anordnung wird das Gel gegossen, bevor die Anordnung mit dem Rest der Appara­ tur verbunden wird. Für die Herstellung von Mehrschich­ ten-Gel-Sandwiches können zusätzliche Trägerplatten und Abstandhalter verwendet werden mit einer Gelplatte jeweils zwischen benachbarten Plattenpaaren. Nur die äußerste Platte wird angehoben, jedoch so, daß die Pufferlösung vollen Zugang zu dem oberen Rand jedes Gels hat.

Gelplattenanordnungen, die für die erfindungsgemäße Verwendung bevorzugt sind, sind solche, in denen die oberen Ränder beider Platten gerade sind, wie in Fig. 2 dargestellt, da, wie weiter oben ange­ geben, solche Platten im allgemeinen leichter herzu­ stellen sind und weniger zum Brechen neigen, insbeson­ dere wenn sie aus Glas sind. Eine mit einer Nut versehene Platte kann als kürzere Platte jedoch ebenfalls verwendet werden wie bei den Konstruktionen nach Studier und Hoefer. Die Wahl zwischen Platten mit einem mit Nut versehenen oder geraden Rand macht geeignete Anpassungen an die Gestalt der Dichtung für Abdichtungszwecke erforderlich, wie weiter unten näher beschrieben.

Die Platte 21 ist die höhere der beiden und das Gel erstreckt sich, wenn es einmal gegossen ist, nur bis zum oberen Rand der kürzeren Platte. Obgleich die in der Figur dargestellten Abstandhalter 23 und 24 die gleiche Höhe wie die höhere Platte haben, ist dies in erster Linie eine Sache der Zweckmäßigkeit. Im allgemeinen brauchen sich die Abstandhalter nur bis zu einer Höhe wie das Gel selbst zu erstrecken. Die zusätzliche Höhe erleichtert je­ doch die Ausrichtung der Stücke vor dem Einspannen in die Halterungen, dem Einführen des gelbil­ denden Fluids in den Raum zwischen den Platten und das Erstarrenlassen desselben zu einem Gel.

Die Platten und Abstandhalter können aus irgendeinem beliebigen Material bestehen, das elektrisch nicht­ leitend ist und gegenüber dem Gel, der die voneinander zu trennenden Verbindungen enthaltenden Probenmischung und den Pufferlösungen inert ist. Es wird bevorzugt, transparente Platten zu verwenden, so daß das Fortschreiten der Trennung und der Zustand der anderen Zellkomponenten überwacht werden kann, während die Zelle in Gebrauch ist. Glas ist ein für diesen Zweck besonders geeignetes Material. Klares Glas kann durch mattes Glas ersetzt werden, wenn niederprozentige Gele oder andere Gele, die leicht gleiten, verwendet werden, da die mattierte Oberfläche die Haftung des Gels fördert und dadurch das Gleiten hemmt.

Die Platten werden entlang ihrer vertikalen Ränder durch Endhalterungen 25 und 26 zusammengehalten. Letztere sind spiegelbildlich zueinander und sind vorzugsweise so aufgebaut, daß ein gleichmäßiger Druck ent­ lang der gesamten Länge der Platten entsteht, wodurch die Abdichtung verbessert und die Gefahr eines Bruches minimal gehalten wird. Die Halterungen sind im allgemeinen charakterisiert durch eine innere Nut 27 mit einer Breite, die mittels einer Schraube 28 einstellbar ist, und eine äußere Oberfläche mit einer oben offenen, gewinkelten Führung 29 und einem Vorsprung 30 in der Nähe des Bodens, der seitlich ergriffen werden kann. Der Kanal und der Vorsprung haben die Funktion, die Plattenanordnung an dem oberen Pufferkammerrahmen zu befestigen, indem sie im Eingriff stehen mit den Strukturelementen auf den Rahmen, wie in den nachfolgen­ den Zeichnungen dargestellt und weiter unten näher be­ schrieben.

Nachdem die in Fig. 2 gezeigten Teile zusammengebaut sind, wird das Gel nach bekannten Verfahren gegossen, im allgemeinen auf einem Gießgestell. Eine Reihe von Proben­ taschen oder -vertiefungen kann in der Oberseite der Gelplatte unter Anwendung bekannter Methoden hergestellt werden, beispielsweise durch Einführen einer kammförmigen Einrichtung in die Oberseite des Gelraums, bevor das Gel ausgehärtet ist. Alternativ wird für die Durchführung einer zweidimensionalen Elektrophorese ein Stranggel, das eine Probe enthält, die entlang der Strangachse be­ reits in Komponenten zerlegt ist, in Längsrichtung ent­ lang des oberen Randes der Platte gelegt für die elektro­ phoretische Übertragung in der Transversalrichtung auf die Platte. Der obere Rand der unteren Platte 22 kann nach außen abgeschrägt sein, so daß sie eine Rinne zum Festhalten des Stranggels an Ort und Stelle bildet.

Die Fig. 3a und 3b zeigen im Detail die rechte Endhal­ terung 26, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Fig. 3a zeigt die äußere Oberfläche der Hal­ terung mit einer gewinkelten offenen Führung 29, die am oberen Rand 41 der Halterung beginnt und sich nach unten in einem spitzen Winkel weg von der Seitenkante 42 erstreckt, die sich auf der gleichen Seite der Halterung wie die kürzere Trägerplatte (Platte 22 in Fig. 2) befindet. Diese Führung dient als Gleitfläche für einen Trägerstift 81 auf dem Pufferkammerrahmen, wie weiter unten näher beschrieben. Alternativ können der Stift und der Kanal vertauscht sein, der erstere auf der Halterung und der letztere auf dem Pufferkammerrahmen. Die in den Zeichnungen dargestellte Anordnung ist jedoch bevorzugt.

Unterhalb des Kanals ist ein Vorsprung 30 angeordnet. Der Vorsprung steht von der Halterungsoberfläche nach außen vor und ist so gestaltet und angeordnet, daß er von einer lösbaren Arretierung auf dem Pufferkammerrahmen ergriffen werden kann, wobei die Arretierung sowohl in seitlicher als auch in Aufwärtsrichtung auf den Vorsprung drückt. Es ist besonders zweckmäßig, einen V-förmigen Vorsprung, wie dargestellt, zu verwenden, wobei die Festhaltekraft auf die linke Seite 43 des V einwirkt. Wie im Falle von Stift und Führung können auch Vorsprung und Arretierung vertauscht sein, obgleich die dargestellte Anordnung bevorzugt ist. Die Arretierung wird weiter unten in Verbindung mit der Fig. 4c näher beschrieben.

Die übrigen Merkmale der Endhalterung betreffen Einrichtungen, in denen die Halterung dazu dient, den Gel-Sandwich zusammenzuhalten. In dieser Hinsicht stellen die funktionellen Merkmale nur eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar; es können auch andere Konstruktionen, die in entsprechender Weise funktionieren, angewendet werden.

Eine langgestreckte Bohrung 44 durchquert die Halterung vollständig. Die Bohrung besteht aus zwei parallelen horizontalen Abschnitten 45 und 46, die durch einen schrägen Abschnitt 50 miteinan­ der verbunden sind. Die horizontalen Abschnitte sind so angeordnet, daß sie die jeweiligen Stifte 47 und 48 aufnehmen, die aus einem beweglichen Stab 49 auf der anderen Seite der Halterung vorstehen, wo­ durch die Bewegung des Stabes auf die laterale Richtung beschränkt wird. Der schräge Abschnitt der Bohrung nimmt den Stift 51 auf, der aus einem zweiten Stab 52 vorsteht, der ebenfalls auf der anderen Seite der Haltung angeordnet ist, wodurch seine Bewegung auf die diagonale Richtung beschränkt wird. Die Stifte 48 und 51 erstrecken sich nach vorne über den Rand der Bohrung hin­ aus und sie weisen verbreiterte Köpfe auf, um jeden Stab an Ort und Stelle gegenüber dem Klammergehäuse festzuhal­ ten. Beide Stäbe sind am besten in der Fig. 3b zu erken­ nen, aus der die Bedeutung ihrer Bewegung leicht verständ­ lich ist.

Die Fig. 3b zeigt die Rückseite der gleichen Halterung Die Halterung besteht aus ei­ nem Gehäuse 54 mit einer Aussparung 53, die beide beweglichen Stäbe 49 und 52 enthält. Auf dem ersten Stab 49 ist die linke Seite 55 gerade und verläuft parallel zu der gegenüberliegenden Innenwand 56 der Aussparung, wodurch eine Nut für die Aufnah­ me der Kanten des Gelplatten-Sandwich gebildet wird. Die rechte Seite weist eine Reihe von gewinkelten Ober­ flächen auf, die spiegelbildlich zu entsprechend ge­ winkelten Oberflächen auf der anderen Innenwand der Aussparung sind, wodurch eine vertika­ le Reihe von keilförmigen Zwischenräumen definiert wird. Der zweite Stab 52 weist gewinkelte Oberflächen auf bei­ den Seiten auf, die komplementär zu denjenigen des ersten Stabes und des Gehäuses sind. Durch Herunterdrücken auf den zweiten Stab wird der erste Stab nach links gedrückt, wobei er einen gleichmäßigen Druck auf die nächstgelegene Glasplatte in der Nut ausübt. Der Druck wird durch die Schraube 57 geregelt, die den zweiten Stab nach unten drückt. Wegen des Winkels des schrägen Abschnitts 50 des Führungsschlitzes ist die Bewegung des zweiten Stabes auf eine Richtung parallel zu den gewinkelten Oberflächen auf der Innenwand der Gehäuseaus­ nehmung bzw. Gehäuseaussparung beschränkt.

Die Fig. 4a, 4b und 4c zeigen im Detail den oberen Puffer­ kammerrahmen und die Kühlmittelkammer-Kombination 6 der Fig. 1.

Der obere Pufferkammerrahmen selbst wird durch einen Bo­ den 61 und Stirnwände 62 und 63 in der Form eines U begrenzt. In der dargestellten Ausführungsform dient der Boden 61 auch als Abdeckung einer Kühlmittelkammer 64, die direkt unterhalb des oberen Pufferkammerrahmens an­ geordnet ist. Die Kühlmittelkammer weist eine ebene Wärmeübertragungsfläche 65 mit ähnlichen Dimen­ sionen wie diejenigen der Gelplatte auf. In der Anord­ nung stehen die Wärmeübertragungsfläche 65 und die kürzere Trägerplatte 22 miteinander in Kontakt, wobei ein Wärmeaustausch in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Gelplatte erfolgt.

Die obere Pufferkammer weist ebenfalls kurze Seitenwän­ de 66 auf, die zusammen mit den Rändern der Stirnwände 62 und 63 eine ebene U-förmige Oberfläche bilden, gegen die eine U-förmige Dichtung (wie nachstehend beschrie­ ben) gepreßt wird. Aus dieser Oberfläche stehen Führun­ gen 67, 68 und 69 vor, welche das Auflegen der Dichtung erleichtern.

Das Kühlmittel fließt mittels der Einlaß- und Auslaßlei­ tungen 70 bzw. 71 durch die Kühlmittelkammer. Eine Reihe von Leitflächen (Umlenkflächen) 72 im Innern der Kammer dienen dazu, den Strom des Kühlmittelmediums zu verteilen und die Gleichmäßigkeit der Kühlung über die gesamte Wärmeübertragungsfläche 65 zu verbessern.

Elektrische Anschlüsse zum Anlegen einer Spannung an die Gelplatten, so daß ein Strom durch die Zelle fließt, sind als Standard-Bananen-Stecker 73 und 74 darge­ stellt, die dazu bestimmt sind, auf übliche Weise eine Verbindung mit einer äußeren Energiequelle herzustellen. Einer der Stecker 73 steht mit einem Draht 75 in der oberen Pufferkammer in Verbindung, während der andere Stecker 74 mit einem Draht 76 in der unteren Kühlmittel­ kammer in Verbindung steht. Wenn die Anordnung in einen Behälter 2, wie in Fig. 1 dargestellt, gestellt wird, taucht der untere Draht 76 in eine untere Pufferlösung ein. Das untere Ende der Kühlmittelkammer ist V-förmig, so daß Blasen, die durch den Durchgang eines Stromes durch den Draht entstehen, entweichen können, ohne unter den Gelplattenanordnungen eingefangen zu werden.

Der Rahmen 7 weist auch Trägerelemente 77 und 78 in Form von Schultern auf, die sich von jeder Seite nach außen erstrecken, mit Ausnehmungen 79 und 80, die es dem Benutzer gestatten, die gesamte Anordnung anzufas­ sen, wenn diese in den Behälter eingeführt oder aus diesem herausgenommen wird. Hinter jeder Ausnehmung befindet sich eine Paar Stifte 81 und 82, die nach innen in einen offenen Raum 83 vorstehen. Jeder Stift hat eine solche Größe und Position, daß er in eine gewinkelte offene Führung 29 an einer Endhalterung (wie in Fig. 3a dargestellt) eingreift, während der offene Raum die obere vordere Ecke der Endhalterung aufnimmt. Um eine Plattenanordnung an einer Seite des Rahmens zu befestigen, wird die obere Kante der Anord­ nung in die Räume 83 so eingeführt, daß jeder der beiden Stifte 81, 82 auf dieser Seite des Rahmens in einen entsprechenden Endhalterungskanal durch die Öffnung an der Oberseite der Führung 29 gleitet. Die gesamte Anordnung wird dann unter einem Winkel nach oben geschoben, wobei die Stifte 81, 82 an den Führungen 29 entlangwandern. Am Ende der Wanderung wird die kürzere der beiden Gelträgerplatten 22 gegen eine Dichtung (in der Fig. 4a nicht dargestellt) gepreßt, die dadurch die obere Pufferkammer abdichtet, während die höhere Trägerplatte 21 sich weit über den oberen Rand der Seitenwand hinaus erstreckt. Die Dichtung ist in den Fig. 5a, b und c dargestellt und wird nachstehend näher beschrieben.

Unterhalb jeder Schulter befindet sich eine Arretierung (Anschlag) 84, die so gestaltet und angeordnet ist, daß sie mit der Nase 30 in Eingriff steht (vgl. Fig. 3a), die aus der Stirnoberfläche der Endhalterung nach außen vorsteht. Die gewinkelte Fläche 85 auf dem Anschlag steht mit der entsprechend gewinkelten Fläche 43 auf dem Vorsprung im Eingriff, so daß sie als Arretierung fungiert, welche den Vorsprung ergreift und die Plattenanordnung nach oben gegen die Kühlmittelkammer und die Dichtung drückt. Wie in der Fig. 4c dargestellt, ist die Arretierung symmetrisch für die Aufnahme von zwei Gelplatten, eine auf jeder Seite der Kühlmittelkammer. Die Arretierung weist Vorsprünge 86 und 87 auf, die sich nach unten erstrecken, die zusammengedrückt werden können, um die Verriegelungen zu öffnen und um die Plattenanordnung freizugeben. Die Arretierung ist deshalb aus einem Material gefertigt, das etwas de­ formierbar, jedoch elastisch und ausreichend steif ist, um die Teile fest zusammenzuhalten.

Die Fig. 5a, 5b und 5c zeigen in detaillierter Darstel­ lung die Dichtung 5 gemäß Fig. 1. Die Dichtung ist im allgemeinen U-förmig mit zwei vertikalen Abschnitten 101 und 102, die durch einen horizontalen Abschnitt 103 voneinander getrennt sind. Die Gesamtbreite der Dichtung ist etwa gleich der Breite der Gelträgerplatten, und der horizontale Abschnitt ist vorzugsweise mindestens ebenso breit wie das Gel selbst. Für Plattenanordnungen, bei denen die kürzere Platte eine zentrale langgestreckte Nut aufweist, genügt eine Dichtung, die auf beiden Seiten flach ist. Für Plattenanordnungen, bei denen beide Platten gerade obere Ränder besitzen, hat die Dichtung ein abgestuftes Profil, wie in Fig. 5c dargestellt, mit einer umgekehrten Schulter 104. Letztere paßt auf die Oberkante der kürzeren Platte 22, wobei sich die vertikalen Abschnitte 101, 102 weit genug nach vorne erstrecken, um entweder mit der freiliegenden inneren Oberfläche der höheren Platte 21 oder mit den freiliegenden Oberflächen der Abstandhalter 23, 24 in Kontakt zu kommen, je nachdem, ob sich die Abstandhalter nach oben bis zur vollen Höhe der höheren Platte erstrecken oder nicht. In jedem Falle ergeben die vertikalen und horizontalen Abschnitte der Dichtung jeweils eine seitliche und horizontale Abdichtung für den Raum oberhalb des oberen Randes des Gels. Die dargestellte symmetrische Anordnung erfor­ dert eine Plattenanordnung auf jeder Seite zur Vervoll­ ständigung der vier vertikalen Wände der oberen Puffer­ lösungskammer. Wenn nur eine Gelplatte für die Elektro­ phorese vorbereitet worden ist, kann anstelle der zweiten Plattenanordnung eine massive Blindplatte mit den gleichen Dimensionen an den zusammengebauten Trägerplatten (ein­ schließlich des Stufenprofils) verwendet werden. Wie weiter oben erwähnt, ist die dargestellte symmetrische Ausführungsform nur eine mögliche Ausführungsform der Erfindung. Es können auch asymmetrische Strukturen, die nur eine Gelplattenanordnung aufnehmen, in Betracht ge­ zogen werden, vorausgesetzt, daß sie die charakteristi­ schen Eingriffs-, Befestigungs- und Abdichtungsmerkmale der Erfindung als Ganzes aufweisen.

Die Fig. 6 erläutert eine Gelumhüllung 110 für Stranggele, die für die Befestigung an einer Seite des U-förmigen Pufferkammer­ rahmens und der Kühlmittelkammer-Anordnung gemäß Fig. 4a, 4b und 4c als Ersatz für die Gelplattenanordnung gemäß Fig. 2 bestimmt. Die Gelumhüllung besteht aus einem hohlen Rohr 111, das die Stranggele zurückhält, und einem U-förmigen Gestell, das durch einen horizontalen Abschnitt 112 und ein Paar senkrechte Schenkel (Stege) 113 und 114 gebildet wird. Das Gestell ist auf einer Seite von einer Flüssigkeitsrückhaltewand 115 umschlos­ sen, die in ihrer Funktion der höheren Gelträgerplatte 21 der in Fig. 2 dargestellten Gelplattenanordnung entspricht, wodurch eine Seite der oberen Pufferkammer gebildet wird, wenn das Gestell mit dem U-förmigen Rahmen 7, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, verbunden wird.

Der horizontale Abschnitt 112 des Gestells weist eine Reihe von Löchern 116, eines für jedes Rohr 111, auf. Um jedes Rohr herum ist ein Ring 117 gelegt zur Abdich­ tung des Rohres in seinem jeweiligen Loch. Die Rohre sind in den Löchern so angeordnet, daß ihre oberen frei­ liegenden Enden unterhalb des oberen Randes der Flüssig­ keitsrückhaltewand 115 enden, so daß die Wand die Puffer­ lösung in einer zum Eintauchen der Gelenden ausreichenden Tiefe zurückhalten kann. Löcher, die nicht benötigt wer­ den, werden durch Stopfen (nicht dargestellt) verschlossen. Die unteren Enden der Rohre werden durch Führungslöcher 118 in einem Streifen aus einem flexiblen elastischen Material 119 geführt, das den Rohren eine seitliche Stabilität verleiht. Der Streifen liegt auf einem sekun­ dären Gestell 120 direkt unterhalb des horizontalen Ab­ schnitts 112 des U-förmigen Gestells.

Die Trägerelemente 121 und 122 erstrecken sich von jedem Schenkel (Steg) des U-förmigen Gestells nach unten, um das sekundäre Gestell 120, eine gewinkelte Führung 123 und einen Vorsprung 124 zu stützen. Die gewinkelte Führung 123 entspricht der gewinkelten Führung 29 der in Fig. 3a dargestellten Endhalterung, die in der Gelplattenanordnung verwendet wird, und sie steht mit dem Stift 81 von Fig. 4 in gleicher Weise in Eingriff. Der Vorsprung 124 ähnelt dem entsprechenden Vorsprung 30 auf der Endhalterung, die in gleicher Weise mit der Arretierung 84 auf der Seite der Kühlmit­ telkammer in Eingriff steht. Diese Merkmale erlauben den Ersatz der Gelplattenanordnung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, durch die Stranggel-Umhüllung, wobei diese an dem oberen Pufferkammerrahmen und der Kühlmittelkam­ mer unter Verwendung einer in geeigneter Weise geformten Dichtung (d. h. einer abgestuften oder ebenen Dichtung) auf identische Weise befestigt wird.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur Durchführung einer Elektrophorese an mindestens einem vertikalen Gel, mit einer (bzw. zwei) seit­ lichen Umhüllung(en) für das oben und unten offene Gel, die sich an einer Seite bis zu einer Höhe, die für die Bildung einer Flüssigkeitsrückhaltewand ausreicht, nach oben erstreckt;
gekennzeichnet durch
einen mit der (den) Gelumhüllung(en) (4, 4′) seitlich kombi­ nierbaren U-förmigen Rahmen (7) zur Bildung eines Flüssig­ keitsrückhaltebehälters, der durch den Rahmen (7) und die Flüssigkeitshaltewand (-wände) (21) begrenzt ist, wobei das Innere des Behälters mit dem offenen oberen Ende der Um­ hüllung(en) (4, 4′) in Verbindung steht;
mindestens einen Stift (81 bzw. 82) auf der (den) Gelumhül­ lung(en) (4, 4′) bzw. dem Rahmen (7) und (eine) Führung(en) (29) für den (die) Stift(e) auf dem Rahmen (7) bzw. der (den) Gelumhüllung(en) (4, 4′), wobei der (die) Stift(e) und die Füh­ rung(en) so miteinander zusammenwirken, daß die Umhüllung(en) in einem Schwenkkontakt mit dem Rahmen (7) gleitend verschoben wird (werden);
und mindestens einen Vorsprung (30) an der (den) Gelum­ hüllung(en) (4, 4′) bzw. dem Rahmen (7) und eine lösbare Arretierung (84) für jeden Vorsprung (30) auf dem Rahmen (7) bzw. der (den) Gelumhüllung(en) (4, 4′), um die Umhüllung(en) (4, 4′) an dem Rahmen (7) unter Bildung eines Flüssigkeitsrück­ haltebehälters zu fixieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der (die) Stift(e) (81, 82) seitlich (horizontal) er­ streckt (erstrecken), und daß die Führung(en) (29) nach innen zu dem oberen Ende der Gelumhüllung(en) (4, 4′) und dem Rahmen (7) gewinkelt ist (sind).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der (die) Stift(e) (81 bzw. 82) und die damit zu­ sammenwirkende(n) Führung(en) (29) an jedem Schenkel (62, 63) des U-förmigen Rahmens (7) in Richtung auf die oberen Ränder der Gelumhüllung(en) (4, 4′) und des Rahmens (7) befinden, um eine Gelenkverbindung zwischen der (den) Gelumhüllung(en) (4, 4′) und dem Rahmen (7) zu erzielen, und daß sich jeweils ein Vorsprung (30) und eine lösbare Arretierung (84) hierfür unterhalb des Stiftes (81 bzw. 82) und der jeweiligen Führung (29) befinden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Kühlmittelkammer (64) aufweist, die sich von der Basis (61) des U-förmigen Rahmens (7) nach unten erstreckt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie außerdem einen ersten freiliegenden elektrischen Draht (75) im Inneren des Rahmens (7) und eine zweiten freiliegenden elektrischen Draht (76) unterhalb der Kühlmittelkammer (64) sowie Einrichtungen (10, 11) zum Anlegen einer Spannung zwischen diesen Drähten enthält.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es sich bei den Gelen um Plattengele han­ delt, und daß die Gelumhüllung(en) (4, 4′) mehrere Platten (21, 22) enthält (enthalten), die an ihren Seitenwänden mittels einer Endhalterung (25, 26) mit seitlichen Flüssig­ keitsrückhalte-Abstandhaltern (23, 24) zwischen den benach­ barten Platten (21, 22) so festgehalten werden, daß ein offener Raum für die Aufnahme der jeweiligen Plattengele entsteht, wobei der obere Rand der äußeren Platte (21) mindestens über die mittleren Abschnitte der oberen Ränder der übrigen Platten (22) zur Bildung einer Flüssigkeitsrück­ haltewand hinausragt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich einer der Stifte (81, 82) von einem Trägerelement (77, 78) aus, das seitlich an jedem Schenkel (62, 63) des U-förmigen Rahmens (7) angeordnet ist, nach innen erstreckt, und daß die Führung in der Außenfläche jeder Halterung (25, 26) vorgesehen ist, wobei jede Führung aus einer gewinkelten Nut (29) besteht, die gegenüber der Oberseite der Halterung (25, 26) offen ist; und daß ein Vorsprung (30) seitlich aus jeder Halterung (25, 26) unterhalb der gewinkelten Nut (27) vorsteht und eine lösbare Arretierung (84) unterhalb jedes Schenkels des U-förmigen Rahmens (7) so befestigt ist, daß sie mit dem Vorsprung (30) in Eingriff steht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es sich bei den Gelen um Stranggele handelt, und daß die Gelumhüllung (110) aus mindestens einem hohlen Rohr (111), das zur Aufnahme des Gels an beiden Enden offen ist, und aus einem U-förmigen Gestell besteht, das mit dem U-förmigen Rahmen (7) flüssigkeitsdicht in Eingriff steht, wobei der horizontale Abschnitt (112) des U-förmigen Gestells mindestens ein Loch (116) für die flüssigkeitsdichte Aufnahme des (der) Rohre(s) (111) aufweist und das Gestell an einer Seite von einer Flüssigkeitsrückhaltewand (115) mit einer ausreichenden Höhe umgeben ist, um genügend Flüssigkeit zum Eintauchen des (der) oberen (Enden) Endes des (der) Rohres (Rohre) (111) zurückzuhalten, wenn das Gestell an dem Rahmen (7) befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie Trägerelemente (120, 122) aufweist, die sich von beiden Enden des Gestells nach unten erstrecken, wobei jeweils ein Vorsprung (124) seitlich von jedem Trägerelement absteht; und jeweils eine Führung (123) in der Seitenfläche jedes Schenkels des U-förmigen Rohrgestells vorgesehen ist, wobei jede Führung aus einer gewinkelten Bahn besteht, die sich von der Oberseite des Schenkels zur Aufnahme des Stiftes (81, 82) nach unten erstreckt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet daß,
der Rahmen (7) zur vertikalen Aufnahme der Trägerplatten (21, 22) eine horizontale Fläche aufweist, die ein Paar gegen­ überliegender vertikaler Oberflächen unter Bildung eines Bodens (61) bzw. von Stirnwänden (62, 63) einer im wesent­ lichen rechtwinkligen oberen Pufferlösungskammer schneidet, von der eine Seitenwand durch den freiliegenden Abschnitt der Innenfläche der höheren Trägerplatte (21) gebildet wird;
daß eine U-förmige Dichtung (5) mit zwei vertikalen Ab­ schnitten (101, 102), die durch einen horizontalen Abschnitt (103) miteinander verbunden sind, vorgesehen ist, so daß dann, wenn die Dichtung (5) zwischen den Trägerplatten (21, 22) und dem Rahmen (7) zusammengedrückt wird, die vertikalen Abschnitte (101, 102) den Abschnitt der Trägerplatten oberhalb der Gelplatte gegenüber den vertikalen Flächen des Rahmens (7) seitlich abdichten, und daß der horizontale Abschnitt (103) die kürzere Trägerplatte (22) gegenüber der horizontalen Fläche des Rahmens (7) abdichtet;
und daß ein Paar lösbarer Arretierungen (84) so auf dem Rahmen (7) befestigt sind, daß sie die Vorsprünge (30) der Hal­ terungen (25, 26) ergreifen und die Trägerplatten an dem Rahmen (7) mit der dazwischen komprimierten Dichtung (5) fixieren.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatten (21, 22) gerade obere Ränder aufweisen, und daß die vertikalen Abschnitte (101, 102) der Dichtung (5) sich von dem horizontalen Abschnitt (103) aus nach vorne über den oberen Rand der kürzeren Trägerplatte (22) erstrecken, um die höhere Trägerplatte (21) gegenüber den vertikalen Flächen des Rahmens (7) abzudichten.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatten (21, 22) gerade obere Ränder aufweisen, und daß der Abstand zwischen den Träger­ platten (21, 22), der die Dicke der Gelplatte festlegt, durch ein Paar ebener langgestreckter Abstandshalter (23, 24 ) be­ stimmt wird, die zwischen den Trägerplatten (21, 22) entlang ihrer vertikalen Ränder festgehalten werden und die sich im wesent­ lichen über die gesamte Höhe der höheren Trägerplatte (21) erstrecken, wobei sich die vertikalen Abschnitte (101, 102) der Dichtung (5) von dem horizontalen Abschnitt (103) nach vorne über den oberen Rand der kürzeren Trägerplatte (22) erstrecken, um die freiliegenden Flächen der Abstandshalter (23, 24) gegenüber den vertikalen Flächen des Rahmens (7) abzudichten.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zweites Paar langgestreckter Halterungen (24, 25), eine zweite U-förmige Dichtung (5′), ein zweites Paar einander gegenüberliegender Stifte (82) und ein zweites Paar Arretierungen (84) zum Fixieren eines zweiten, im wesentlichen identischen Paares von Trägerplatten an dem Rahmen (7), die dem ersten gegenüberliegt, aufweist, wodurch die frei­ liegenden Abschnitte der Innenflächen der höheren Träger­ platten (21) die einander gegenüberliegenden Seitenwände der oberen Pufferlösungskammer bilden.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkammer (64) eine Einrichtung (70, 71) zum Hindurchleiten eines Kühlmittels durch diese ent­ hält, wobei die Kühlmittelkammer eine ebene Wärmeaustausch­ fläche (65) aufweist, die mit der kürzeren Trägerplatte (22) in Kontakt steht, um die Temperatur der Gelplatte zu steuern.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (24, 25) (entlang der gesamten Länge des Stabes zu drücken) jeweils ein Gehäuse mit einer langgestreckten Aussparung (53) auf der Seite, die den Trägerplatten (21, 22) gegenüberliegt, und einen seitlich beweglichen langgestreckten Stab (49) in der Aussparung umfassen, wobei eine Wand der Aussparung und eine Seite des Stabes (49) eine Nut für die Aufnahme der vertikalen Ränder der Trägerplatten (21, 22) mit der Gelplatte dazwischen bilden und die Halterungen (24, 25) ferner eine Einrichtung aufwei­ sen, um den Stab gegen die Wand (56) der Aussparung mit einem praktisch konstanten Druck entlang der gesamten Länge des Stabes zu drücken.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Tank aufweist, der so dimensioniert ist, daß er den Rahmen (7) mit beiden daran befestigten Trägerplatten (21, 22)) aufnehmen und eine untere Pufferlösung in einer ausreichenden Tiefe zurückhalten kann, um sowohl den zweiten freiliegenden elektrischen Draht (76) als auch den unteren Rand jeder Gelplatte vollständig einzutauchen.