DE3513653C2 - Endhalterung für eine Gelplattenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Festhalten bzw. Einspannen einer Vielzahl von Gelplatten nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 10.

Die Gelelektrophorese ist eine in großem Umfang ange­ wendete und hochwirksame Methode zur Trennung von komplexen Mischungen chemischer Verbindungen. Obgleich die in verschiedenen Typen von Elektrophorese-Appara­ turen verwendeten Gele in bezug auf ihre Gestalt vari­ ieren können, ist eine gemeinsame Gelkonfiguration die einer dünnen ebenen Platte. Gelplatten bieten viele Vorteile, wie z. B. eine leichte Auswertung durch quantitative Densitometrie und photographische Verfahren, ein leichtes Trocknen und Ausdrucken durch Autoradiographie und andere Kontaktdruckverfahren, eine Geometrie, die eine verbesserte Wärmeverteilung und damit die Möglichkeit des Auftretens hoher Spannungs­ gradienten erlaubt, und die Fähigkeit, gleichzeitig Trennungen einer Reihe von Proben sowohl zum Vergleich als auch zur Erhöhung der Leistung durchzuführen.

Bei vielen Anwendungen wird die Platte am zweckmäßigsten in eine Anordnung vom Sandwich-Typ zwischen zwei ebenen Glasplatten gegossen und dann in einem Elektrophorese­ verfahren verwendet, während sie zwischen den Platten festgehalten wird. Klare Glasplatten erlauben die Über­ wachung der Gelbildungslösung, wenn sie in den Raum zwischen den Platten eingeführt wird, sowie die Überwa­ chung der fertigen Platte und anderer angrenzender Abschnitte der gesamten Apparatur, während die Elektro­ phorese abläuft. Die Trennung zwischen den Platten wird in der Regel durch Abstandhalterstreifen entlang den gegenüberliegenden vertikalen Seitenkaten aufrecht­ erhalten. Die gesamte Anordnung wird durch eine Einspannvor­ richtung an jeder vertikalen Kante zusammengehalten. Während der durch die Einspannvorrichtung ausgeübte Druck hoch ge­ nug sein muß, um eine Abdichtung zu gewährleisten, ist es häufig schwierig, einen Druck zu erzeugen, der aus­ reichend gleichmäßig und steuerbar ist, um die Gefahr des Bruchs des Glases zu verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Festhalten bzw. Einspannen (nachstehend der Einfachheit halber "Einspannvorrichtung" genannt) einer Gelplattenanordnung vom Sandwich-Typ bereitzustellen, die lokalisierte Spannungen vermeidet und für das Bedienungspersonal einen hohen Grad an Regelbarkeit bietet. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bzw. 10 gelöst. Die Einspannvorrichtung umfaßt ein längliches Gehäuse mit einer Ausneh­ mung bzw. Aussparung und zwei im Innern der Ausnehmung bzw. Aussparung parallel zueinander angeordneten beweg­ lichen Stäben. Einer der Stäbe bewegt sich lateral, um dadurch die Plattenkanten zwischen sich und einer Seite der Ausnehmung bzw. Aussparung unter Druck zu setzen. Der andere Stab bewegt sich vertikal in dem Zwischenraum zwischen dem ersten Stab und der gegenüberliegenden Seite der Ausnehmung bzw. Aussparung und weist keilför­ mige Abschnitte auf, welche die Neigung haben, den Zwischenraum zu verbreitern und dadurch den ersten Stab gegen die Platten drücken. Die Keile erstrecken sich über die gesamte Länge des zweiten Stabes auf beiden Seiten, was zur Folge hat, daß eine Longitudinalkraft auf den zweiten Stab umgesetzt wird in eine Lateralkraft, die gleichmäßig entlang der Länge des ersten Stabes verteilt wird. Das Ergebnis ist ein gleichmäßiger Druck entlang der gesamten Kante der Plattenanordnung sowie die Fähigkeit der Anpassung an einen breiten Bereich der Sandwich-Dicken. Die Einspannvorrichtung kann mit einer einzigen Schraube abgedichtet werden und die Spannung kann allmählich und vorsichtig mit einem hohen Grad der Regelbarkeit angelegt werden unter Aufrechter­ haltung der Gleichmäßigkeit des Druckes entlang der gesamten Länge der Plattenanordnung zu jedem Zeitpunkt. Bei einer typischen Anwendung werden zwei Einspannvorrichtungen gemäß der Erfindung verwendet, eine für jede vertikale Seite der Plattenanordnung.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung, wel­ che die Seite zeigt, die dem Platten-Sandwich gegenüberliegt;

Fig. 2 eine Erläuterung der Rückseite der Einspannvorrichtung gemäß Fig. 1; und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der gesamten Gel­ plattenanordnung in auseinandergezogener Darstel­ lung, welche die Einspannvorrichtung gemäß Fig. 1 und ihr Spiegelbild umfaßt.

Die funktionellen Komponenten der Einspannvorrichtung sind in dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel erläutert, in der die Einspannvorrichtung selbst durch die Ziffer 1 bezeichnet wird; ihre Grundelemente sind ein Gehäuse oder eine Hülle 2 mit einer Ausnehmung bzw. Aussparung 3 auf einer Seite, zwei bewegliche Stäbe 4 und 5 im Innern der Ausnehmung bzw. Aussparung und eine Schraube 6, die auf einen der Stäbe nach unten drückt.

Die Ausnehmung bzw. Aussparung weist eine ebene Rückwand 7 und zwei Seitenwände 8 und 9 auf. In der dargestellten Ausführungsform ist in der Rückwand an der Verbindungs­ stelle zwischen der Rückwand und der linken Seitenwand 8 eine kleine Rinne 8a vorgesehen. Diese ist vorge­ sehen, um eine scharfe Kante an der Verbindungsstelle der Wände 7 und 8 zu gewährleisten. Die Einspannvorrichtung selbst dient der Aufnahme der Platten-Sandwich­ anordnung in der zwischen der linken Seitenwand 8 der Ausnehmung bzw. Aussparung und der gegenüberliegenden Kante 10 des benachbarten Stabes 4 gebildeten Nut, wobei dadurch, daß der Stab gegen die Seitenwand drückt, die Nut verengt wird und die dazwischenliegenden Platten zusammengedrückt werden.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen, wird die Position des am wei­ testen links angeordneten Stabes 4 (der der Einfachheit halber als "Klemmstab" bezeichnet wird) sowie die Kraft, die dieser Stab auf die Glasplatten ausübt, durch den am weitesten rechts angeordneten Stab 5 (der in gleicher Weise als "Spreizstab" bezeichnet wird) bestimmt. Der Spreizstab seinerseits wird gesteuert durch die Schraube 6. Während des Betriebs der Einspannvorrichtung wird die durch die Schraube auf den Spreizstab aus­ geübte Longitudinalkraft umgesetzt in eine Lateralkraft auf den Klemmstab. Diese Umsetzung erfolgt durch Wechselwir­ kung zwischen den gewinkelten Segmenten 11 auf den beiden Sei­ ten des Spreizstabes und passenden Segmenten auf der rechten Seitenwand 9 der Ausnehmung bzw. Aussparung und der rechten Seite des Klemmstabes. Insbesondere sind die Segmente entlang jeder einzelnen Kante parallel zuein­ ander und entlang der Länge der Kante in Abständen von­ einander angeordnet. Die Segmente auf einer Seite des Spreizstabes liegen unter einem Winkel vor, der gleich, jedoch entgegengesetzt zu den Segmenten auf der anderen Seite ist. Eine nach unten gerichtete Longitudinalkraft auf den Spreizstab bewirkt somit, daß er als Keil wirkt, der den Zwischenraum zwischen dem Klemmstab und der rechten Seitenwand des Gehäuses erweitert.

Der tatsächliche Winkel dieser gewinkelten Segmente kann etwas variieren, vorausgesetzt, daß er für alle Segmente der gleiche ist. Obgleich der Winkel für den Betrieb der Vorrichtung nicht kritisch ist, beeinflußt er das Ausmaß, in dem die Schraube gedreht werden muß, und die Kraft, die erforderlich ist, um die Einspannvorrichtung nach unten abzudichten. Im allgemeinen er­ gibt ein Winkel innerhalb des Bereiches von etwa 10 bis etwa 45°, bezogen auf die gerade Seitenwand der Ausneh­ mung bzw. Aussparung, die besten Ergebnisse. Bevorzugte Winkel liegen innerhalb des Bereiches von etwa 20 bis etwa 30°. Ein Winkel von 25° 39′ hat sich als beson­ ders wirksam für Plattenanordnungen typischer Dimen­ sionen erwiesen.

Die beiliegenden Zeichnungen erläutern eine bevorzugte Ausführungsform, bei der die gewinkelten Segmente in jeder Reihe in regelmäßigen Abständen voneinander ange­ ordnet sind und alle die gleiche Länge haben. Außerdem liegen die Segmente auf dem Klemmstab den Segmenten auf der rechten Seitenwand der Ausnehmung bzw. Aussparung direkt gegenüber.

Die Stäbe werden durch die vorstehenden Stifte 12 und 13, die sich von der Rückseite der Stäbe durch einen Schlitz 14, der durch die Rückwand geht, nach hinten erstrecken, gegen die Rückwand 7 der Ausnehmung bzw. Aussparung gedrückt. Die Schlitze und Stifte sind aus der Fig. 2 deutlicher zu ersehen, welche die rückwärtige Seite der Platte zeigt. Jeder der Stifte 12 und 13 steht über die rückwärtige Ober­ fläche des Gehäuses der Einspannvorrichtung vor und weist einen verbrei­ terten Kopf auf, um den Stift im Innern des Schlitzes an Ort und Stelle festzuhalten.

Wie in der Fig. 2 dargestellt, hat der Schlitz eine solche Gestalt, daß er die Bewegung jedes Stabes in seiner gewünschten Richtung erlaubt. Der Klemmstab ist somit frei beweglich in seitlicher Richtung und der Spreizstab ist frei beweglich in abwärts gerich­ teter Richtung unter einem Winkel, der gleich demjenigen der gewinkelten Segmente ist. Die zuletzt genannte Richtung wird so gewählt, daß dann, wenn die Schraube nach unten gedreht wird, der Spreizstab seine gesamte Kraft auf die gewinkelten Segmente der Seitenwand und den Klemmstab anstatt auf die Seiten des Schlitzes ausübt.

Der Klemmstab weist auch einen zweiten Stift 15 auf, der, obgleich er nicht vom blockierenden Typ ist, ferner dazu dient, die Bewegung des Stabes zu führen und einen gleich­ mäßigen Druck zu erzeugen, indem er den Stab parallel zu den Seitenwänden der Ausnehmung bzw. Aussparung hält.

Eine Schraube 6, die ein mit Gewinde versehenes Loch an der Oberseite des Gehäuses der Einspannvorrichtung passiert, drückt nach unten auf das obere Ende des Spreizstabes und liefert so die Longitudinalkraft, die auf die gewinkelten Segmente ausgeübt wird. Die Schraube weist einen geriffelten Kopf 17 für die manuel­ le Betätigung zur Einstellung des Grades der ausgeübten Kraft auf.

Die in der Fig. 2 dargestellte Einspannvorrichtung enthält eine Reihe von zusätzlichen Merkmalen, die nicht mit der Klammerfunktion selbst im Zusammenhang stehen, welche die Vorrichtung jedoch besonders geeig­ net machen in Verbindung mit anderen Teilen der Aus­ rüstung, wie sie in einem typischen Labor in Verbindung mit der elektrophoretischen Analyse verwendet wird. Ein Beispiel sind die Vertiefungen 18 entlang der äußeren Oberfläche des Gehäuses der Einspannvorrichtung. Diese Vertie­ fungen,insbesondere diejenigen in Richtung auf den Boden, haben die Funktion, den Bodenrand der Plattenan­ ordnung an einer ebenen Oberfläche mit einer Dichtung zu fixieren, um den unteren Rand des Raumes zwischen den Platten abzudichten. Dies ist erforderlich, wenn die Platten mit gelbildendem Fluid gefüllt werden sollen, das dann zu einem Gel gegossen wird. Die zweite Vertie­ fung von unten (vom Boden) dient dazu, daß ein exzentri­ scher Nocken auf einem Ständer eingreift, der sich von ei­ nem Gießgestell nach oben erstreckt (weder der Nocken noch das Gestell sind dargestellt). Beim Drehen drückt der Nocken die gesamte Einspannvorrichtung nach unten, so daß die Platten gegen die Basis des Gestells abgedichtet sind. Detaillierte Beschreibungen dieses Nockens und der Vertie­ fungsanordnungen sind in den US-PS 3 932 265 und 4 292 161 zu finden. Letztere beschreibt eine vertikale Gelelektro­ phoresevorrichtung, die ein Gehäuse mit einer länglichen Aussparung aufweist.

Weitere zusätzliche Merkmale sind der gewinkelte Kanal 19 am oberen Ende der äußeren Klammeroberfläche und die vorstehende Nase 20 etwa in der Mitte der Einspannvorrichtung. Der Kanal und die Nase haben die Funktion, die Gelplat­ tenanordnung an einer Elektrophoresezelle zu fixieren. Eine detaillierte Beschreibung dieser Elemente und ihrer Funktionen ist in der gleichzeitig eingereichten DE-A- 35 13 652 zu finden.

Das Material, aus dem das Gehäuse der Einspannvorrichtung , die Stäbe und die Schraube bestehen, ist nicht kritisch, vorausgesetzt, daß es starr, nicht-leitend, leicht spanabhebend bear­ beitbar oder formbar und geringfügig elastisch ist, um die Regelung der während des Zusammenklammerns ange­ wendeten Kraft zu verbessern. Polymere Harze sind beson­ ders geeignet.

Bei der typischen Verwendung ist die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung mit einer zweiten Einspannvorrichtung gepaart, um einen rechteckigen Platten-Sand­ wich an den einander gegenüberliegenden Seiten zusammen­ zuhalten. Die Einspannvorrichtungen werden sowohl während der Gelbildung als auch während der Elektrophorese­ verfahren an Ort und Stelle festgehalten.

Die Fig. 3 erläutert die gesamte Anordnung in einer aus­ einandergezogenen Darstellung. Die Einspannvorrichtungen 1 und 1′ sind Spiegelbilder zueinander. Obgleich dies nicht unbedingt erforderlich ist, ist es zweckmäßig aus Gründen, die mit den zusätzlichen Merkmalen auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses der Einspannvorrichtung zusammenhängen, wie vorstehend erläutert. Die Platten 21 und 22 sind durch Abstandhalter 23 und 24, welche die Dicke der Gelplatte festlegen, voneinander getrennt. Die Platten können von gleicher Höhe oder von ungleicher Höhe (letzteres ist dargestellt) sein, eine gerade Kante (wie dargestellt) oder eine gekerbte Kante aufweisen. Beispiele für gekerbte Platten sind solche, wie sie von der Firma Hoefer Scientific Instruments, San Francisco, Californien/USA als Teil ihrer vertikalen Platten -Elektro­ phorese-Einheit SE-500 hergestellt 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. Die Gestalt der Gehäuse-Ausnehmung, in welche die Plattenkanten eingeführt werden, wird an die Plattendimensionen ange­ paßt.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Festhalten bzw. Einspannen einer Vielzahl von Platten entlang mindestens eines Abschnittes eines Randes jeder Platte unter einem im wesentlichen einheitlichen Druck, enthaltend ein Gehäuse, das auf einer Seite eine längliche Ausnehmung bzw. Aussparung aufweist, die durch eine im wesentlichen ebene Rückwand, eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Seitenwand (8) der Ausnehmung bzw. Aussparung (3) eben ist, und die zweite Seitenwand (9) eine Vielzahl von parallelen ebenen Segmenten enthält, die in Abständen entlang ihrer Länge so angeordnet sind, daß jedes Segment unter einem Winkel der ersten Seitenwand (8) gegenüberliegt;
daß ein erster langgestreckter Stab (4) beweglich innerhalb der Ausnehmung bzw. der Aussparung (3) angebracht ist, dessen erste Seite, die der ersten Seitenwand (8) gegenüberliegt, eben ist und parallel zu der ersten Seitenwand (8) verläuft, so daß dazwischen eine Fuge (Nut) für die Aufnahme der Platten (21, 22) entsteht; und dessen zweite Seite, die der zweiten Seiten­ wand (9) gegenüberliegt, eine Vielzahl von parallelen ebenen Segmenten enthält, die in Abständen entlang ihrer Länge so angeordnet sind, daß jedes Segment dieser unter einem Winkel gegenüberliegt, der gleich, jedoch entgegengesetzt zu dem­ jenigen der Segmente der zweiten Seitenwand ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die parallelen ebenen gewinkelten Segmente der zweiten Seitenwand (9) und der zwei­ ten Seite des ersten langgestreckten Stabes (4) in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die parallelen ebenen gewinkelten Segmente der zweiten Seitenwand (9) direkt den parallelen ebenen gewinkelten Segmenten auf der zwei­ ten Seite des ersten langgestreckten Stabes (4) gegen­ überliegen und in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Winkel, den die parallelen ebenen Segmente der zweiten Seitenwand (9) mit der ersten Seitenwand (8) bilden, etwa 10 bis etwa 45° beträgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Winkel, den die parallelen ebenen Segmente der zweiten Seitenwand (9) mit der ersten Seitenwand (8) bilden, etwa 20 bis etwa 30° beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Stift (13) zur Beschränkung der Bewegung des zweiten Stabes (5) auf eine Richtung parallel zu den gewinkelten Segmenten der zweiten Sei­ tenwand (9) der Ausnehmung bzw. Aussparung (3).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Stift (15), um den ersten Stab (4) parallel zu der ersten Seitenwand (8) der Ausnehmung bzw. Aussparung (3) zu halten.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (6) an einem Ende der Ausnehmung bzw. Aussparung (3) in dem Gehäuse (2) befestigt ist, und auf ein Ende des zweiten langge­ streckten Stabes (5) drückt.

9. Gelplattenanordnung vom Sandwich-Typ, gekennzeich­ net durch
ein Paar ebener rechteckiger Glasplatten (21, 22) gleicher Breite mit aufeinander ausgerichteten Seiten­ kanten;
ein Paar ebener Abstandhalterstäbe (23, 24), die zwi­ schen den Platten (21, 22) angeordnet sind, wobei je­ weils einer dieser Stäbe auf jede Seitenkante der Platten (21, 22) ausgerichtet ist; und
ein Paar Festhalte- bzw. Einspannvorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jede dieser Vorrich­ tungen im Innern ihrer jeweiligen Nut die Glasplatten (21, 22) entlang einer Seitenkante derselben über einen dieser Abstandhalter festhält.

10. Vorrichtung zum Festhalten bzw. Einspannen einer Vielzahl von Platten entlang mindestens eines Abschnittes eines Randes jeder Platte unter einem im wesentlichen einheitlichen Druck, enthaltend ein Gehäuse, das auf einer Seite eine längliche Ausnehmung bzw. Aussparung aufweist, die durch eine im wesentlichen ebene Rückwand, eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand begrenzt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Seitenwand (8) der Ausnehmung bzw. Aussparung (3) eben ist, und die zweite Seitenwand (9) eine Vielzahl von parallelen ebenen Segmenten enthält, die in Abständen entlang ihrer Länge so angeordnet sind, daß jedes Segment unter einem Winkel der ersten Seitenwand (8) gegenüberliegt;
daß ein erster langgestreckter Stab (4) beweglich innerhalb der Ausnehmung bzw. der Aussparung (3) angebracht ist, dessen erste Seite, die der ersten Seitenwand (8) gegenüberliegt, eben ist und parallel zu der ersten Seitenwand (8) verläuft, so daß dazwischen eine Fuge (Nut) für die Aufnahme der Platten (21, 22) entsteht; und dessen zweite Seite, die der zweiten Seitenwand (9) gegenüberliegt, eine Vielzahl von parallelen ebenen Segmenten enthält, die direkt den Segmenten der zweiten Seitenwand unter einem Winkel gegenüberliegen, der gleich, je­ doch entgegengesetzt zu demjenigen der Segmente der zweiten Seitenwand ist;
daß ein zweiter langgestreckter Stab (5) beweglich innerhalb der Ausnehmung bzw. Aussparung zwischen dem ersten Stab (4) und der zweiten Seitenwand (9) der Ausnehmung bzw. Aussparung (3) angebracht ist, wobei jede Seitenfläche des zweiten Stabes (5) eine Vielzahl von parallelen ebenen Segmenten (11) in Winkeln und Abständen enthält, die identisch mit denjenigen der gegenüberliegenden Segmente auf dem ersten Stab (4) bzw. der zweiten Seitenwand (9) der Ausnehmung bzw. Aussparung (3) sind;
daß ein Stift (13) zur Beschränkung der Bewegung des zweiten Stabes (5) auf eine Richtung parallel zu den gewinkelten Segmenten der zweiten Seitenwand (9) der Ausnehmung bzw. Aussparung (3) vorgesehen ist;
und daß eine Schraube (6) vorgesehen ist, um den zweiten Stab (5) in Längsrichtung so zu verschieben, daß seine gewinkelten Segmente (11) gegen die gegenüberliegenden gewinkelten Seg­ mente des ersten Stabes (4) bzw. der zweiten Seitenwand (9) der Ausnehmung bzw. Aussparung (3) drücken, um dadurch den ersten Stab (4) gegen die erste Seitenwand (8) der Ausnehmung bzw. Aussparung (3) zu drücken;
daß ein zweiter langgestreckter Stab (5) beweglich innerhalb der Ausnehmung bzw. Aussparung zwischen dem ersten Stab (4) und der zweiten Seitenwand (9) der Ausnehmung bzw. Aussparung (3) angebracht ist, wobei jede Seitenfläche des zweiten Stabes (5) eine Vielzahl von parallelen ebenen Segmenten (11) in Winkeln und Abständen enthält, die identisch mit denjenigen der gegenüberliegenden Segmente auf dem ersten Stab (4) bzw. der zweiten Seitenwand (9) der Ausnehmung bzw. Aussparung (3) sind;
und daß eine Schraube (6) vorgesehen ist, um den zweiten Stab (5) in Längsrichtung so zu verschieben, daß seine gewinkelten Segmente (11) gegen die gegenüberliegenden gewinkelten Seg­ mente des ersten Stabes (4) bzw. der zweiten Seitenwand (9) der Ausnehmung bzw. Aussparung (3) drücken, um dadurch den ersten Stab (4) gegen die erste Seitenwand (8) der Ausnehmung bzw. Aussparung (3) zu drücken.