DE4408129A1

DE4408129A1 - Gel electrophoresis device

Info

Publication number: DE4408129A1
Application number: DE19944408129
Authority: DE
Inventors: Dean Madden; John Schollar
Original assignee: University of Reading
Current assignee: University of Reading
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1994-09-15
Also published as: GB2276008A; GB9404711D0; GB2276008B; GB9305052D0

Abstract

A gel electrophoresis tank 14 uses electrodes 16 of carbon fibre tissue material extending across the ends of the gel 18. The tank has optionally removable internal walls (13) for delimiting a gel holding area, in which the gel is cast directly. The electrodes are generally used with buffer solution, and may contact the gel, optionally extending under the ends of the gel as it is cast. With the latter construction, a buffer solution may not be required. A low voltage, e.g. from a dry battery B, suffices for carrying out electrophoresis. The tank is preferably transparent to UV, so that bands in the gel can be visualised using UV without removal. The tank and its contents may then be discarded. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gelelektrophorese.The present invention relates to a device for Gel electrophoresis.

Die Technik der Gelelektrophorese wird weit verbreitet in der Biochemie und der Molekularbiologie angewandt. Elektro phorese ist die Bewegung von molekularen Stoffen, welche ge laden sind, in einem elektrischen Feld. Bei der Gelelektro phorese befinden sich die Stoffe in einem leitfähigen Gel. Dies hat zahlreiche Vorteile, z. B. bei der Vermeidung von Komplikationen als Folge der Konvektion, welche Untersuchun gen der Elektrophorese in Flüssigkeiten behindert. Konventio nellerweise wird zur Trennung von DNA-Fragmenten bei der horizontalen Gelelektrophorese ein Agarosegel als dünne Schicht in einem schmalen Trog mit rechteckigem Querschnitt gegossen. Dies wird dann in einen rechteckigen Tank mit Elek troden längs seinen kurzen Enden eingesetzt. In das Gel wird angrenzend an eine der kurzen Seiten eine Vielzahl von Löchern oder Schlitzen gegossen, und die Proben werden in diese eingegeben. Pufferlösung wird in den Tank eingegossen, um das Gel zu bedecken und die Elektroden zu kontaktieren. Eine Spannung wird zwischen den Elektroden angelegt. Ionen aus der Pufferlösung leiten Elektrizität, teilweise durch das Gel. Die Probenmaterialien neigen zur Wanderung durch das Gel. Unterschiedliche Komponenten neigen zu einer Wande rung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Nach einer Zeitspanne (im allgemeinen viele Stunden) wird der Prozeß gestoppt, der Puffer wird abgegossen, und die Probenkomponen ten in dem Gel werden sichtbar gemacht. Üblicherweise werden die Proben als Nucleinsäuren getrennt, und die übliche Metho de zur Sichtbarmachung der Komponenten verwendet Ethidiumbro mid. Dies wird auf das Gel aufgebracht, dieses wird dann unter ultraviolettem Licht beobachtet. Radioaktive Sonden können ebenfalls verwendet werden. Eine ähnliche Technik wird zur Trennung von Proteinen und Fragmenten eingesetzt. Das Gel kann aus Polyacrylamid oder einem Agarosetyp beste hen. Üblicherweise sind die Probeschlitze in einem zentralen Bereich vorgesehen, da es Komponenten geben kann, welche in beiden Richtungen wandern. Die Sichtbarmachung kann Farbstof fe, radioaktive Sonden und/oder lumineszierende oder fluores zierende Sonden verwenden.The technique of gel electrophoresis is widely used in biochemistry and molecular biology. Electric phoresis is the movement of molecular substances, which ge are charging in an electrical field. With the gel electro the substances are contained in a conductive gel. This has numerous advantages, e.g. B. in avoiding Complications as a result of convection, which examination against electrophoresis in liquids. Conventio is usually used to separate DNA fragments in the horizontal gel electrophoresis an agarose gel as a thin Layer in a narrow trough with a rectangular cross-section poured. This is then placed in a rectangular tank with elec tread along its short ends. In the gel a variety of adjacent to one of the short sides Holes or slits are poured and the samples are placed in entered this. Buffer solution is poured into the tank, to cover the gel and contact the electrodes. A voltage is applied between the electrodes. Ions Conduct electricity partially from the buffer solution the gel. The sample materials tend to migrate the gel. Different components tend to wall at different speeds. After a The process takes time (generally many hours) stopped, the buffer is poured off and the sample components are made visible in the gel. Usually the samples separated as nucleic acids, and the usual metho en uses Ethidiumbro to make the components visible mid. This is applied to the gel, which then becomes observed under ultraviolet light. Radioactive probes can also be used. A similar technique is used to separate proteins and fragments. The gel can be made of polyacrylamide or an agarose type hen. The test slots are usually in a central one Area provided, as there may be components that are in hike in both directions. The visualization can dye fe, radioactive probes and / or luminescent or fluorescent Use decorative probes.

Konventionellerweise ist die Elektrophoreseapparatur relativ beträchtlich und kostspielig, einschließlich Elektroden aus Platin- oder Silberdraht. Der Trog muß sorgfältig für eine er neute Verwendung gereinigt werden. Dies ist ein besonderes Problem, wenn unangenehme Chemikalien eine Rolle spielen, und Ethidiumbromid und radioaktive Sonden fallen in diese Kategorie. Zur Vermeidung dieses Problems ist es bekannt, das Gel aus dem Tank vor der Sichtbarmachung zu entfernen. Jedoch sind die Gele mechanisch nicht fest und es besteht daher eine beträchtliche Gefahr eines Bruches.Conventionally, the electrophoresis apparatus is relative considerable and expensive, including electrodes Platinum or silver wire. The trough must be carefully for one he to be cleaned again. This is special Problem when unpleasant chemicals matter and ethidium bromide and radioactive probes fall into them Category. To avoid this problem, it is known remove the gel from the tank prior to visualization. However, the gels are not mechanically strong and there is hence a considerable risk of breakage.

Frühere Versuche zum Auffinden einer Alternative für kost spielige Elektrodenmaterialien waren nicht erfolgreich. Bei spielsweise wurden Versuche unternommen, keramische Elektro den zu verwenden. Diese waren jedoch nicht erfolgreich. Ihr relativ hoher Widerstand ergab Probleme als Folge einer Widerstandserhitzung. Daher waren große Volumina an Puffer lösung erforderlich, um die Wärme abzuleiten. Es gab eben falls Probleme als Folge des Aufbrechens des keramischen Materials, wahrscheinlich als Folge von Verunreinigungen in dem elektrolytische Reaktionen erleidenden Elektrodenmate rial.Previous attempts to find an alternative for free playful electrode materials were unsuccessful. At for example, attempts have been made to ceramic electrical to use that. However, these were not successful. you relatively high resistance caused problems as a result of one Resistance heating. Therefore there were large volumes of buffer solution required to dissipate the heat. There was just in case of problems as a result of breaking the ceramic Materials, probably as a result of contamination in the electrode mat suffering from electrolytic reactions rial.

Elektroden aus reinem Graphit unterliegen keinem elektrolyti schen Abbau. Konventionelle Graphitmaterialien (z. B. Platten oder Stäbe) sind jedoch spröde und erfordern wesentliche Unterstützung von stärkeren, inerten und nichtleitenden Stützmaterialien (z. B. Kunststoffen), oder sie müssen größe re Abmessungen besitzen, um einem Bruch oder einem Abplatzen während der Verwendung zu widerstehen.Electrodes made of pure graphite are not subject to electrolytic removal. Conventional graphite materials (e.g. plates or rods) are brittle and require essential ones Support for stronger, inert and non-conductive Support materials (e.g. plastics) or they need to be large re dimensions to break or flake to resist during use.

Die Wärmeerzeugung ist ein signifikantes Problem bei allen Elektrophoresevorrichtungen. Bei den normalerweise für die Elektrophorese verwendeten Strömen besteht die Neigung zum Aufheizen sowohl der Pufferlösung als auch des Gels. Dies bewirkt eine ungleichmäßige Bewegung der molekularen Stoffe und das Gel kann eventuell schmelzen. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten werden oftmals große Volumina von Puffer lösung oder Kühlsysteme wie Eispackungen oder Metallplatten angewandt, um die Wärme abzuleiten.Heat generation is a significant problem for everyone Electrophoresis devices. Usually for the Currents used for electrophoresis tend to Heating both the buffer solution and the gel. This causes an uneven movement of the molecular substances and the gel may melt. To avoid this Difficulties often become large volumes of buffer solution or cooling systems such as ice packs or metal plates applied to dissipate the heat.

Lucius et al. schlugen 1992 die Verwendung von "Bleistift blei" (einem Verbundmaterial, hergestellt aus Graphitpulver, vermischt mit Tonen, das zu Stäben geformt und gebrannt wurde) für die Elektroden vor. Die Elektroden wurden in einem relativ großen Volumen von Pufferlösung oberhalb der Geloberfläche aufgehängt. Infolgedessen ging der größte Teil des Stromes durch die Flüssigkeit statt durch das Gel, so daß eine lange Periode von Stromfluß zur Erzielung der Tren nung erforderlich war. Die Anordnung der Elektroden bedeute te ebenfalls, daß die Auflösung der erzeugten Banden nicht hoch war. Zusätzlich sind Elektroden aus Bleistiftminen sprö de und müssen daher sorgfältig gehandhabt werden. Bei fortge setzter Benutzung wäre zu erwarten, daß solche Elektroden als Folge der in ihnen vorhandenen, elektrolytische Reaktio nen erfahrenden Verunreinigungen aufbrechen würden.Lucius et al. suggested the use of "pencil in 1992 lead "(a composite material made from graphite powder, mixed with clays that are shaped into rods and burned was) for the electrodes. The electrodes were in a relatively large volume of buffer solution above that Gel surface hung up. As a result, most went the flow through the liquid instead of through the gel, so that a long period of current flow to achieve the doors was required. The arrangement of the electrodes means te also that the resolution of the bands produced is not was high. In addition, electrodes from pencil leads are brittle en and must therefore be handled with care. At continued continued use it would be expected that such electrodes as a result of the electrolytic reaction present in them experienced contaminants.

Es wäre daher vorteilhaft, über eine Vorrichtung von gerin gen Kosten zu verfügen, zuerst hinsichtlich der allgemeinen Wirtschaftlichkeit und zweitens auch für die Möglichkeit des Wegwerfens einer benutzten Vorrichtung, statt diese für eine erneute Verwendung reinigen zu müssen.It would therefore be advantageous to use a device from to dispose of costs, first in terms of general Economy and secondly for the possibility of Throwing away a used device instead of one need to clean again.

Weiterhin wäre die Verfügung über eine Vorrichtung vorteil haft, welche bei relativ niedrigen Spannungen und Strömen betrieben werden kann.Furthermore, the availability of a device would be advantageous which at relatively low voltages and currents can be operated.

Die Verfügung über eine Vorrichtung wäre erwünscht, welche zur Trennung von Mischungen mit guter Auflösung in der Lage wäre.The availability of a device would be desirable able to separate mixtures with good resolution would.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung bieten eine oder mehrere der zuvorgenannten Merkmale. Sie können daher sehr sicher bei der Verwendung und geeignet für Unterrichtszwecke sein.Preferred embodiments of the invention offer one or several of the aforementioned features. You can therefore very much safe to use and suitable for teaching purposes his.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Gelelektrophorese vorrichtung bereitgestellt, welche einen Geltank mit einem Paar von Elektroden umfaßt, worin die Elektroden Stoffmate rial aus Kohlenstoff-Fasern umfassen. Bevorzugt ist der Tank aus Kunststoff, z. B. geformtem Polystyrol, hergestellt. Gel wird direkt auf die Basis des Tanks gegossen. Der Tank kann auch verwendungsfertig, d. h. eine Schicht des Gels enthal tend, geliefert werden. Das Gel kann in elektrischen Kontakt mit den Elektroden stehen. Die Vorrichtung kann ausgelegt sein, um die Notwendigkeit für Pufferlösung zu vermeiden.According to the present invention, gel electrophoresis device provided which has a gel tank with a A pair of electrodes are included, wherein the electrodes are fabric mate rial of carbon fibers. The tank is preferred made of plastic, e.g. B. molded polystyrene. gel is poured directly onto the base of the tank. The tank can also ready to use, d. H. contain a layer of the gel tend to be delivered. The gel can be in electrical contact stand with the electrodes. The device can be designed to avoid the need for buffer solution.

Der Tank kann ein Paar von Zwischenwänden einschließen, wel che sich zwischen den Seitenwänden parallel zu den Endwänden und nahe bei diesen erstrecken. Auf diese Weise begrenzen sie einen zentralen Abschnitt des Tanks, in welchen Gel ge gossen wird. Sie können herausnehmbar bzw. entfernbar sein.The tank may include a pair of partitions, which between the side walls parallel to the end walls and extend close to them. Limit this way they a central section of the tank in which gel ge is poured. They can be removable or removable.

Der Tank besteht bevorzugt aus Material, welches UV-Strah lung ausreichend gut durchläßt, damit die UV-Sichtbarmachung durch Führen von UV durch die Basis des Tanks durchgeführt werden kann.The tank is preferably made of material which has UV radiation lets through sufficiently well so that the UV visualization by passing UV through the base of the tank can be.

Konventionelle Kunststoff-Formulierungen schließen üblicher weise UV-Absorber ein, welche absichtlich zugesetzt werden, um das Material vor Abbau zu schützen. Insbesondere für einen Wegwerftank ist ein solcher Abbau kein Problem. Daher wird gemäß der Erfindung eine Sorte von Kunststoffmaterial (z. B. Polystyrol) verwendet, welches keine UV-Absorber ent hält.Conventional plastic formulations are more common instruct UV absorbers, which are intentionally added, to protect the material from degradation. Especially for Such a dismantling is not a problem for a disposable tank. Therefore becomes a type of plastic material according to the invention (e.g. polystyrene) which does not contain any UV absorbers holds.

Die Vorrichtung kann eine Stromversorgung einschließen. Dies ist wünschenswerterweise eine Quelle von sicherer niedriger Spannung, z. B. weniger als 50 V. Sie kann Batterien verwen den, was eine Spannung von unter 20 V ergibt (z. B. eine oder zwei 9 V Trockenbatterien, so daß die Betriebsspannung 9 oder 18 V ist).The device may include a power supply. This is desirably a source of safer lower Voltage, e.g. B. less than 50 V. You can use batteries what gives a voltage below 20 V (e.g. one or two 9 V dry cell batteries, so that the operating voltage 9 or 18 V).

Gemäß einer anderen Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Satz von Teilen, um Ausrüstung für die Elektrophorese bereitzustellen, wie sie zuvor definiert wurde. Der Satz um faßt einen Tank und Stoffmaterial aus Kohlenstoff-Fasern. Gemäß einer dritten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Trennung von Komponenten durch Gelelektro phorese unter Verwendung der zuvor definierten Vorrichtung.According to another embodiment, the invention relates a set of parts to make equipment for electrophoresis to provide as previously defined. The sentence around holds a tank and material made of carbon fibers. According to a third embodiment, the invention relates a process for the separation of components by gel electro using the previously defined device.

Der Tank kann verwendungsfertig, eine Schicht des Gels ent haltend, geliefert werden. Das Gel kann in direktem elektri schen Kontakt mit den Elektroden sein, was die Notwendigkeit für Pufferlösung reduziert und sicherstellt, daß der größte Teil des elektrischen Stromes durch das Gel und nicht durch die darüberliegende Pufferlösung geht. Dies ermöglicht den Betrieb der Gele bei einem niedrigeren Strom, als sonst er forderlich wäre.The tank can be ready to use, a layer of the gel ent holding, to be delivered. The gel can be in direct electri contact with the electrodes, which is the need for buffer solution and ensures that the largest Part of the electrical current through the gel and not through the overlying buffer solution goes. This enables the Operation of the gels at a lower current than usual would be required.

Kohlenstoff-Faser ist sehr viel billiger als Silberdraht oder insbesondere Platindraht. Sie ist weniger haltbar, dies ist jedoch selbstverständlich ohne Belang, falls sie nur für eine Verwendung (oder wenige Verwendungen) vorgesehen ist. Sie kann widerstandsfähiger gemacht werden, indem sie an einen inerten Träger, z. B. einen dünnen Kunststoffstreifen oder -band montiert wird.Carbon fiber is much cheaper than silver wire or in particular platinum wire. It is less durable, this is of course irrelevant, if only for one use (or few uses) is intended. It can be made more resilient by joining an inert carrier, e.g. B. a thin plastic strip or tape is mounted.

Stoff aus Kohlenstoff-Fasern ist ein zufriedenstellendes Material, da er inert ist, eine sehr große Oberfläche auf weist und einen relativ niedrigen elektrischen Widerstand besitzt. Dies reduziert das Problem der Wärmeerzeugung und ermöglicht den Betrieb der Vorrichtung bei niedriger Span nung, typischerweise 12 V im Vergleich zu dem Erfordernis einer hohen Spannung für Ausrüstung des Standes der Technik. Das Material ist flexibel statt spröde, so daß ein zusätz licher Träger, falls erforderlich, lediglich durch einen dünnen Streifen von inertem Material bereitgestellt werden kann. Elektroden mit einer großen Oberfläche, welche die senkrechten Enden des Gels bedecken, können verwendet wer den, was zu einer gleichförmigen Stromverteilung führt und damit zu gleichförmiger Bewegung der geladenen Moleküle innerhalb des Gels. Der erforderliche Strom ist gering und daher ist die erzeugte Wärme vernachlässigbar. Falls das Gel bei einer größeren Spannung und größerem Strom betrieben wird, führt die große Oberfläche der Elektroden zu einer effektiveren Wärmeableitung.Carbon fiber fabric is a satisfactory Material, because it is inert, on a very large surface and has a relatively low electrical resistance owns. This reduces the problem of heat generation and allows the device to operate at low span voltage, typically 12 V compared to the requirement high voltage for prior art equipment. The material is flexible instead of brittle, so that an additional Licher carrier, if necessary, only by a thin strips of inert material can be provided can. Electrodes with a large surface, which the covering vertical ends of the gel can be used by anyone what leads to a uniform current distribution and thus for a uniform movement of the charged molecules inside the gel. The current required is low and therefore the heat generated is negligible. If the gel operated at a higher voltage and a higher current the large surface area of the electrodes leads to a more effective heat dissipation.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden mehr ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung er läutert, in welcher:An embodiment of the invention will become more hereinafter going into detail with reference to the drawing he explains in which:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Gelelektrophoresevor richtung entsprechend der vorliegenden Erfindung ist; und Fig. 1 is a schematic view of a gel electrophoresis device according to the present invention; and

Fig. 2 eine Darstellung der Ergebnisse unter Verwendung einer Ausführungsform der Erfindung und einer Vor richtung des Standes der Technik ist. Fig. 2 is a representation of the results using an embodiment of the invention and an on device of the prior art.

Fig. 1 zeigt einen Tank 10 aus geformtem Polystyrol. Er ist rechteckig, besitzt eine Basis, zwei kurze Wände 12 und zwei lange Wände 14. Es gibt zwei niedrige Innenwände 13, welche von der Basis 11 ausgehen, nahe zu den Endwänden 12 und parallel hierzu, so daß ein zentrales, das Gel aufnehmende Volumen 15 begrenzt wird, und es gibt einen Elektrodenkanal 17 an jedem Ende. Eine Elektrode 16 ist an jedem Ende des Tanks vorgesehen. Jede Elektrode 16 besteht aus einem Stück aus Stoffmaterial aus Kohlenstoff-Fasern, welches über fast die gesamte volle Breite einer kurzen Wand 12 verläuft und sich von der Basis des Tanks in einem Elektrodenkanal 17 die Wand 12 hinauf erstreckt. Elektrischer Kontakt kann durch einen Clip (z. B. Krokodilklemme) hergestellt werden, welcher das Elektrodenmaterial an dem Oberteil der Endwand 12 klam mert und mit einer Stromquelle verbunden ist, z. B. der Trockenbatterie B. Fig. 1 shows a tank 10 made of molded polystyrene. It is rectangular, has a base, two short walls 12 and two long walls 14 . There are two low inner walls 13 that extend from the base 11 , close to and parallel to the end walls 12 so as to delimit a central volume 15 that receives the gel, and there is an electrode channel 17 at each end. An electrode 16 is provided at each end of the tank. Each electrode 16 consists of a piece of material material made of carbon fibers, which extends over almost the entire full width of a short wall 12 and extends from the base of the tank in an electrode channel 17 up the wall 12 . Electrical contact can be made by a clip (e.g. crocodile clip) which clamps the electrode material to the top of the end wall 12 and is connected to a power source, e.g. B. the dry cell B.

Beim Gebrauch wird eine dünne Schicht 16 des Gels direkt auf die Basis 11 des Tanks in dem das Gel aufnehmendem Volumen 15 gegossen. Probenschlitze 20 sind angrenzend an eine Elek trode 16 in einer im allgemeinen konventionellen Weise gegos sen. (Falls die Apparatur für Proteinmaterialien verwendet werden soll, sind die Schlitze in einem zentralen Bereich eingegossen.) Leitfähige Pufferlösung 22 wird über die Ober fläche des Gels unter Überströmen der niedrigen Wände 13 ge gossen. Eine Spannung wird zwischen den Elektroden 16 (unter geeigneten Sicherheitsmaßnahmen) angelegt, und die Vorrich tung wird zum Wandern der Proben durch das Gel stehengelas sen. Nach einer geeigneten Zeitspanne wird die Spannungsquel le abgetrennt, der Puffer wird abgegossen, und die Proben werden in einer konventionellen Weise sichtbar gemacht. An schließend kann die gesamte Anordnung verworfen werden.In use, a thin layer 16 of gel is poured directly onto the base 11 of the tank in the volume 15 receiving the gel. Sample slots 20 are cast adjacent an electrode 16 in a generally conventional manner. (If the apparatus is to be used for protein materials, the slots are cast in a central area.) Conductive buffer solution 22 is poured over the surface of the gel while overflowing the low walls 13 . A voltage is applied between the electrodes 16 (under appropriate safety measures) and the device is left to move the samples through the gel. After a suitable period of time, the voltage source is separated, the buffer is poured off and the samples are visualized in a conventional manner. The entire arrangement can then be discarded.

Die Tatsache, daß Stoff aus Kohlenstoff-Fasern ein guter Lei ter ist und eine große Oberfläche aufweist, kann bedeuten, daß die Vorrichtungen bei einer niedrigeren Spannung betrie ben werden kann, als sie für konventionelle Systeme erforder lich ist, oder bei konventioneller hoher Spannung jedoch unter entsprechender Reduzierung der Betriebszeiten. Da wenig Wärme erzeugt wird, insbesondere bei niedriger Span nung, können sehr kleine Tanks unter Einsatz von wenig Puf fer verwendet werden.The fact that carbon fiber fabric is a good lei ter and has a large surface area can mean that the devices operated at a lower voltage can be used as required for conventional systems Lich, or at conventional high voltage, however with a corresponding reduction in operating times. There little heat is generated, especially with low chip tion, very small tanks can be used with little puf fer can be used.

Im allgemeinen befinden sich die Elektroden in elektrischem Kontakt hauptsächlich oder lediglich mit der Pufferlösung. Eine andere Möglichkeit ist es, den direkten Kontakt zwi schen den Elektroden und dem Gel auszunutzen. In diesem Fall kann keine Pufferlösung erforderlich sein. Relativ guter Kon takt kann dadurch erreicht werden, daß das Gel bei an Ort und Stelle angeordneten Elektroden aus Stoff aus Kohlen stoff-Fasern, wobei es sich die inneren Seiten der niederen Wände 13 herab erstreckt, gegossen wird, so daß die Elek troden sich in direktem Kontakt mit dem Gel befinden, wel ches in den Stoff unter Bildung einer großen Kontaktfläche eindringen kann. Eine Schwierigkeit mit einem pufferfreien System besteht darin, daß Gasentwicklung von den Elektroden das Gel aufbrechen kann. Dieses Problem kann dadurch vermie den werden, daß die Elektroden an den äußersten Enden des Gels unter Entfernung der niedrigen Wände 13 nach dem Erhär ten des Gels angeordnet werden. Eine Alternative ist die Ver wendung einer Formvorrichtung, rund um welche die Elektrode beim Einsetzen in das Gel gewickelt ist. Die Entfernung der Formvorrichtung, sobald das Gel ausgehärtet ist, ermöglicht die Gasentwicklung in dem resultierenden Elektrodenhohlraum.In general, the electrodes are in electrical contact mainly or only with the buffer solution. Another possibility is to take advantage of the direct contact between the electrodes and the gel. In this case a buffer solution may not be required. Relatively good con tact can be achieved in that the gel is poured in place of electrodes made of carbon fiber fabric, extending down the inner sides of the lower walls 13 , so that the electrodes are in are in direct contact with the gel, which can penetrate into the material to form a large contact area. One difficulty with a buffer-free system is that gas evolution from the electrodes can break up the gel. This problem can be avoided by arranging the electrodes at the extreme ends of the gel with removal of the low walls 13 after hardening of the gel. An alternative is to use a shaping device around which the electrode is wrapped when inserted into the gel. Removal of the mold once the gel has hardened allows gas to evolve in the resulting electrode cavity.

Ein geeignetes Material aus Kohlenstoff-Fasern ist von Technical Fibre Products Limited of Kendal (GB) erhältlich, z. B. das Material mit der Bezeichnung TFP 20301. Es wird wie folgt hergestellt. Polyacrylnitrilfasern werden karboni siert. Die erhaltenen Kohlenstoff-Fasern werden in einem wäßrigen Medium suspendiert und herausfiltriert, um ein dün nes Blatt zu ergeben. Die Fasern in dem Blatt werden anein ander unter Verwendung eines Bindemittels aus 10% PVA oder aus Polyester gebunden. Bei dem kommerziellen Produkt be trägt der mittlere Faserdurchmesser 6,8 µm; die Faserlänge ist in der Größenordnung von mehreren Millimetern (z. B. von 3 bis 25) und die Faserdichte beträgt 1,79 g/cm³. Der spezi fische Oberflächenwiderstand beträgt 2-10 Ohm. A suitable carbon fiber material is available from Technical Fiber Products Limited of Kendal (GB), e.g. B. the material with the designation TFP 20301. It is manufactured as follows. Polyacrylonitrile fibers are carbonated. The carbon fibers obtained are suspended in an aqueous medium and filtered out to give a thin sheet. The fibers in the sheet are bonded together using a 10% PVA or polyester binder. In the commercial product, the average fiber diameter is 6.8 µm; the fiber length is on the order of several millimeters (e.g. from 3 to 25) and the fiber density is 1.79 g / cm ³ . The specific surface resistance is 2-10 ohms.

example

Eine Vorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt (mit fixierten niede ren Wänden 13) wurde unter Verwendung von Agarosegel (0,8%) im Tris-Borat-EDTA-Puffer vorbereitet. DNA-Proben wurden durch Behandlung entsprechender DNA-Lösungen mit einem Gehalt von 0,1 µg von nicht-methylierter DNA aus Bakterio phagen λ in 20 µl mit Restriktionsenzymen Hind III und EcoRI bei 37°C für 30 min hergestellt. 20 µl Proben wurden dann auf das Gel in entsprechenden Probenschlitzen angebracht. Ein Strom wurde für 5 h mit 35 V angelegt. Die erhaltenen Gele wurden mit Ethidiumbromidlösung angefärbt, gewaschen, dann unter ultraviolettem Licht photographiert. In der Fig. 2 sind die Spuren A und B der Zeichnungen der Teile der Photo graphie, welche die Spuren Hind III bzw. EcoRI zeigen. Die Spuren C und D wurden aus einer Photographie eines entspre chenden Versuchs entnommen, das auf einer Vorrichtung des Standes der Technik unter Verwendung von Platindraht-Elektro den durchgeführt wurde. Der Pfeil zeigt die Wanderungsrich tung. Es ist ersichtlich, daß im allgemeinen die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugten Banden sehr viel deutlicher und besser aufgelöst sind. Falls die niederen Wände 13 entfernt worden waren, so daß der elektrische Kon takt durch die Endflächen des Gels erfolgen konnte, wird an genommen, daß eine noch bessere Auflösung erreicht werden könnte.A device as shown in Fig. 1 (with fixed low walls 13 ) was prepared using agarose gel (0.8%) in Tris-Borate-EDTA buffer. DNA samples were prepared by treating appropriate DNA solutions containing 0.1 µg of unmethylated DNA from bacteriophage λ in 20 µl with restriction enzymes Hind III and EcoRI at 37 ° C for 30 min. 20 µl samples were then placed on the gel in appropriate sample slots. A current was applied at 35 V for 5 h. The gels obtained were stained with ethidium bromide solution, washed, then photographed under ultraviolet light. In Fig. 2, tracks A and B of the drawings of the parts of the photograph are graphs showing the tracks Hind III and EcoRI, respectively. Lanes C and D were taken from a photograph of a corresponding experiment performed on a prior art device using platinum wire electrodes. The arrow shows the direction of migration. It can be seen that in general the bands produced with the device according to the invention are much clearer and better resolved. If the lower walls 13 had been removed so that the electrical contact could be made through the end faces of the gel, it is believed that an even better resolution could be achieved.

Insbesondere bei der Technik des "genetischen Finger abdrucks" wird auf eine deutliche und unzweideutige Auflö sung bei der Elektrophorese der Banden in jeder DNA-Probe oder jedem DNA-Aufschluß große Wichtigkeit zugemessen. Dieser "Schmiereffekt" oder Mangel an Auflösung tritt bei den Banden des Standes der Technik auf. Er kann zu Zweideu tigkeit bei den Ergebnissen führen, obwohl eine unzweideuti ge Identifizierung einer Probe unbedingt erforderlich ist.Especially in the technique of "genetic fingers imprint "is on a clear and unambiguous resolution solution in the electrophoresis of the bands in each DNA sample or of great importance to every DNA digest. This "smear" or lack of resolution occurs the bands of the prior art. He can be ambiguous lead to results, although an unambiguous identification of a sample is absolutely necessary.

In einigen Gerichtsfällen wurde das Ergebnis als unzuver lässig aus diesen Gründen zurückgewiesen.In some court cases, the result was considered unpredictable rejected casually for these reasons.

Claims

A gel electrophoresis device comprising a tank ( 10 ) having a base ( 11 ), a pair of opposed walls ( 12 ) connected to the base and a pair of electrodes ( 16 ), each electrode ( 16 ) within the tank ( 10 ) adjacent to a corresponding end wall ( 12 ) over a substantial portion of the width of the tank ( 10 ), characterized in that each electrode ( 16 ) comprises material made of carbon fibers.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the tank ( 10 ) further includes a pair of partitions ( 13 ), each of which extends parallel to and close to one of the corresponding end walls ( 12 ) so that a central portion ( 15 ) the base ( 11 ) for pouring gel ( 18 ) is delimited thereon.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the partition walls ( 13 ) are removable.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the tank ( 10 ) has a base ( 11 ) which is integral with these end walls ( 12 ), and a directly onto this base ( 11 ) cast layer of the gel ( 18 ) is present.

5. The device according to claim 4, characterized in that the layer of the gel ( 18 ) has end faces opposite the end walls ( 12 ) of the tank ( 10 ) and spatially separated therefrom, and that the electrodes ( 16 ) substantially cover the corresponding end faces .

6. The device according to claim 5, characterized in that the gel ( 18 ) with the electrodes ( 16 ) has been poured in place so that the gel ( 18 ) is in intimate contact with the electrodes ( 16 ).

7. The device according to claim 5 or 6, characterized in that the sections of the electrodes ( 16 ) in contact with the gel ( 18 ) from the end walls ( 12 ) of the tank ( 10 ) are spatially separated.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the tank ( 10 ) consists of UV-permeable plastic material, so that a developed gel ( 18 ) by treatment with a UV-fluorescent dye and UV radiation without the need to remove the Gels ( 18 ) from the tank ( 10 ) can be made visible.

9. The device according to claim 8, characterized in that the tank ( 10 ) consists of molded polystyrene.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a power supply (B) for applying a voltage between the electrodes ( 16 ), wherein this power supply (B) is designed to apply only a low voltage of less than 50 volts .

11. The device according to claim 10, characterized in that that this power supply (B) for applying a voltage of is designed for less than 20 V.

12. The apparatus of claim 10 or 11, characterized records that the power supply consists of one or more Batteries (B) and connecting lines exist.

13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is a material made of coal Fabric fibers, which is made by carbonizing fibers a polymer for making carbon fibers, Sus oscillate the fibers in an aqueous medium, filter out the Carbon fibers forming a thin sheet and binding of carbon fibers have been made together in the sheet is.

14. A set of parts for use in providing a gel electrophoresis device according to any one of the preceding claims, comprising a tank ( 10 ) and carbon fiber ( 16 ) fabric.

15. The kit of claim 14 including a pair of inner half of the tank ( 10 ) spaced from the end walls ( 12 ) on tidy, removable walls ( 13 ) so that gel ( 18 ) in the tank ( 10 ) between the removable walls ( 13 ) can be cast, wherein the removable walls ( 13 ) can be removed after hardening of the gel ( 18 ).

16. A method of separating components by gel electrophoresis, comprising providing a tank ( 10 ) having a base ( 11 ) and a pair of opposite walls ( 12 ) connected to the base ( 11 ), pouring gel ( 18 ) on the base ( 11 ) of the tank ( 10 ) so that a layer with at least one sample slot ( 2 ) is produced, arranging a corresponding piece of material made of carbon fibers ( 16 ) in the tank ( 10 ) at each end in such a way that it extends adjacent to a corresponding end wall ( 12 ) over a substantial part of the width of the tank ( 10 ), introducing at least one sample into the at least one sample slot and applying a potential between the pieces of material made of carbon fibers ( 16 ).

17. The method according to claim 16, characterized in that there is a subsequent stage of applying a fluorescent Dye on the gel in the tank and the introduction of UV Includes radiation in the gel through the base of the tank.