DE602005003768T2

DE602005003768T2 - Modulares System für Gelelektrophoresegerät

Info

Publication number: DE602005003768T2
Application number: DE602005003768T
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter 76227 Zimmermann
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2025-07-08
Also published as: US20070007138A1; EP1669751A1; EP1669751B1; JP2007017437A; DE602005003768D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Gelelektrophoresegerät.
Die Elektrophorese ist ein Verfahren zum Analysieren von komplexen Gemischen von Substanzen, zum Beispiel von biologischen Substanzen wie etwa Proteinen. Mit Hilfe der Elektrophorese kann ein Gemisch aus verschiedenen Substanzen getrennt werden, indem die charakteristischen Ladungseigenschaften der Substanzen, insbesondere verschiedene isoelektrische Punkte verschiedener Substanzen ausgenutzt werden. Zur Analyse mittels Elektrophorese kann ein Analyt in einen Gelstreifen eingebracht und dann entlang dem Gelstreifen ein elektrisches Feld angelegt werden, sodass die elektrisch geladenen Moleküle entsprechend ihren unterschiedlichen Ladungen voneinander getrennt werden. Entlang einer Längsrichtung eines Gelelektrophoresestreifens kann ein Gradient des lokalen pH-Wertes erzeugt werden, sodass sich eine Komponente mit einem charakteristischen isoelektrischen Punkt entlang dem Gelstreifen bewegt und an einer bestimmten Position und somit entsprechend dem isoelektrischen Punkt dieser Komponente bei einem bestimmten pH-Wert des Gelstreifens anhält.
In den US-Patentschriften 5 989 400 , 6 113 766 und 6 599 410 B1 werden Gelelektrophoresegeräte beschrieben.
Bei der oben beschriebenen Gelelektrophorese werden die Substanzen eines Analyten in verschiedene Fraktionen aufgespaltet, die in der Längsrichtung des Gelstreifens räumlich voneinander getrennt sind.
In WO 01/86 279 A1 und WO 03/019 172 A2 wird ein alternatives Elektrophoreseverfahren beschrieben, bei dem oberhalb des Gelstreifens eine Vielzahl von Zellen angeordnet sind, die eine Flüssigkeit enthalten. Nachdem die verschiedenen Fraktionen des Analyten durch das Anlegen eines elektrischen Feldes voneinander getrennt wurden, sammelt sich eine an einer bestimmten Position des Gelstreifens angehaltene Fraktion von Substanzen in einer Lösung, die in einer benachbarten Zelle aus der Vielzahl der Zellen enthalten ist. Im Vergleich zur der oben erwähnten herkömmlichen Elektrophorese, die in dieser Beschreibung auch als „interne Gelelektrophorese" (In-Gel-Elektrophorese) bezeichnet werden kann, kann der Ansatz in WO 01/86 279 A1 und WO 03/019 172 A2 in dieser Beschreibung auch als „externe Gelelektrophorese" (Off-Gel-Elektrophorese) bezeichnet werden, da die getrennten Komponenten außerhalb des Gels bereitgestellt werden können.
Das Extrahieren von Molekülen unter Verwendung eines Rahmens ist aus WO 2005/029 061 A1 bekannt. WO 03/058 226 A1 betrifft die isoelektrische Fokussierung und bildet die Präambel von Anspruch.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Gelelektrophorese zu ermöglichen. Die Aufgabe wird durch die Hauptansprüche gelöst. Beispielhafte Ausführungsarten werden in den Unteransprüchen gezeigt.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsart der vorliegenden Erfindung wird ein Einsatzelement für ein Gelelektrophoresegerät bereitgestellt, wobei das Einsatzelement ein Trägerelement aufweist, welches eine oder mehrere Aufnahmen für Gelstreifen aufnimmt, wobei jede der einen oder mehreren Aufnahmen für Gelstreifen zum Aufnehmen eines Gelstreifens eingerichtet ist und jede der einen oder mehreren Aufnahmen für Gelstreifen zum Aufnehmen eines Zellenrahmens eingerichtet ist, der sich dicht am Gelstreifen befindet.
Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsart der vorliegenden Erfindung wird ein Gelelektrophoresegerät bereitgestellt, das eine oder mehrere Aufnahmen für Einsatzelemente aufweist, wobei jede der einen oder mehreren Aufnahmen für Einsatzelemente zum Aufnehmen eines Einsatzelements mit den oben erwähnten Merkmalen eingerichtet ist.
Gemäß noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsart der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Gelelektrophoresegeräts bereitgestellt, wobei das Verfahren den Schritt des Aufnehmens eines Einsatzelements mit den oben erwähnten Merkmalen in mindestens einer oder mehreren Aufnahmen für Einsatzelemente eines Gelelektrophoresegeräts aufweist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsart der Erfindung kann ein modulares System für eine Gelelektrophoreseanalyse bereitgestellt werden, wobei ein Trägerelement zum Aufnehmen von Gelstreifen selektiv so gestaltet werden kann, dass es oberhalb der aufgenommenen Gelstreifen einen oder mehrere oder gar keinen Zellenrahmen aufnehmen kann. Demzufolge kann ein Einsatzelement für ein Gelelektrophoresegerät durch einen Benutzer so eingerichtet werden, dass es den benutzerspezifischen Wünschen für eine bestimmte Elektrophoreseanwendung entspricht.
Zum Beispiel kann das Trägerelement eine Vielzahl von Gelstreifen aufnehmen, sodass gleichzeitig eine Vielzahl von Gelelektrophoreseexperimenten durchgeführt werden kann. Wenn dies gewünscht ist, können ein oder mehrere der aufgenommenen Gelstreifen durch Anordnen eines Zellenrahmens in der Nähe, zum Beispiel oberhalb, eines bestimmten Gelstreifens für ein „Off-Gel-Elektrophoreseexperiment" eingerichtet werden. Zum Durchführen eines „In-Gel-Elektrophoreseexperiments" hingegen kann ein in einer Aufnahme befindlicher Gelstreifen ohne einen entsprechenden Zellenrahmen, zum Beispiel durch diesen nicht bedeckt, bleiben. In einem Gelelektrophoresegerät, bei dem sich ein solches Einsatzelement in einer Aufnahme für Einsatzelemente befindet, können demzufolge gleichzeitig „In-Gel"- und „Off-Gel"-Experimente durchführt werden, indem ein Teil oder alle Aufnahmen mit Gelstreifen bestückt werden und somit die Anordnung des Gelelektrophoresesystems ordnungsgemäß an die benutzerdefinierten Vorgaben angepasst wird.
Somit kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsart der Erfindung eine modulare „In-Gel"-/"Off-Gel"-Elektrophoreseschale (die auch als Einsatzelement bezeichnet werden kann) bereitgestellt werden, die einen hohen Flexibilitätsgrad ermöglicht.
Zur Elektrophoreseanalyse unter Verwendung des Elektrophoresesystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsart der Erfindung kann zuerst ein Gelstreifen hydratisiert werden, der entlang einer Längsrichtung einen pH-Gradienten aufweist, der als Grundlage zum isolektrischen Fokussieren eines zu untersuchenden Analyten dient. Ein oder mehrere solcher Gelstreifen können in entsprechende Aufnahmen in einem Einsatzelement eingesetzt werden. Entlang der Längsrichtung des eingesetzten Gelstreifens kann an einzelne oder gemeinsam an mehrere Gelstreifen ein elektrisches Feld angelegt werden, indem ein Kontakt zu Elektrodenbauteilen des Gelelektrophoresegeräts hergestellt wird, die auf ein definiertes elektrisches Potenzial gebracht werden. Solche Elektrodenbauteile können direkt elektrisch mit den Gelstreifen verbunden oder in Elektrolyt enthaltende Kavitäten von Zellenrahmen getaucht werden, die in funktionellen Kontakt mit den Gelstreifen gebracht werden können. Das erzeugte elektrische Feld übt eine elektrische Kraft auf die geladenen Komponenten eines Analyten im Gelstreifen aus. Infolgedessen werden die Komponenten des Analyten, zum Beispiel Proteine, entlang dem Gelstreifen in Bewegung gesetzt. Außerdem werden die zu trennenden Komponenten an bestimmten Positionen des Gelstreifens angehalten und verbleiben dort, wobei solche Positionen durch die Ladungseigenschaften der Komponente in Verbindung mit dem pH-Gradienten in der Längsrichtung des Gelstreifens definiert sind.
Bei einem „In-Gel"-Betriebsmodus des Gelelektrophoresegeräts sammeln sich verschiedene Fraktionen der Komponenten des Analyten an verschiedenen Positionen im Gelstreifen an, die zum Beispiel durch Ausschneiden eines entsprechenden Teils des Gelstreifens und durch Auflösen der an einer bestimmten Position befindlichen Komponente in einer Flüssigkeitslösung gewonnen werden. Bei einer „In-Gel"-Analyse werden keine Zellenrahmen benötigt.
Bei einem „Off-Gel"-Betriebsmodus des Gelelektrophoresegeräts kann das Trägerelement mit den darin aufgenommenen Gelstreifen mit Zellenrahmen ausgestattet sein, die mit einer Flüssigkeit gefüllt sein können. Solche Zellenrahmen können oberhalb, unterhalb oder neben dem Gelstreifen angebracht sein, jedoch muss zwischen beiden eine funktionelle (Flüssigkeits-)Verbindung bestehen. Von den Elektrodenbauteilen kann ein direkter Kontakt mit dem Gelstreifen oder mit elektrischen Kontakten an den (endständigen) Teilen der Gelstreifen hergestellt werden. Alternativ können die Elektrodenbauteile in Kontakt mit den Zellenrahmen gebracht werden, insbesondere mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit in Kavitäten der Zellenrahmen in der Nähe der (endständigen) Teile der Gelstreifen, um entlang einer Längsrichtung der Gelstreifen ein elektrisches Feld zu erzeugen. Somit kann mit dem Gelelektrophoresegerät eine „Off-Gel"-Analyse durchgeführt werden, wobei das allgemeine Konzept der „Off-Gel"-Elektrophorese in WO 01/86 279 A1 und in WO 03/019 172 A2 dargelegt wird.
Bei dem modularen System gemäß einer Ausführungsart der Erfindung kann in ein Elektrophoresegerät eine beliebige gewünschte Anzahl von Einsatzelementen eingesetzt werden, wobei jedes Einsatzelement eine oder eine Vielzahl von Aufnahmen für einen Gelstreifen, einen oder mehrere aufgenommene Gelstreifen und wahlweise einen oder mehrere Zellenrahmen aufweisen kann, der an einer oder mehreren der entsprechenden Aufnahmen für Gelstreifen angebracht und wieder davon abgenommen werden kann.
Somit kann gemäß einer bestimmten von einem Benutzer beabsichtigten Anwendung die herkömmliche „In-Gel"-Analyse flexibel mit der „Off-Gel"-Analyse kombiniert werden.
Im Rahmen eines „In-Gel"-Experiments wird der Analyt in das Gel eingebracht, ein elektrisches Feld an den Gelstreifen angelegt, und die bestimmte Fraktion eines Stoffes bewegt sich bis zu einer bestimmten Position innerhalb des Gelstreifens. Im Gegensatz hierzu kann der Analyt bei einem „Off-Gel"-Experiment in einen der Zellenrahmen eingebracht, ein elektrisches Feld an den Gelstreifen oder an die Elektroden in den Zellenrahmen angelegt werden, und dann bewegt sich der zu trennende Stoff zum Beispiel durch Diffusion oder Ähnliches aus den Zellen in den Gelstreifen. Innerhalb des Gelstreifens läuft dann eine herkömmliche gelelektrophoretische Trennung ab. Dann können sich die verschiedenen innerhalb des Gelstreifens angehaltenen Fraktionen zum Beispiel durch Diffusion oder Ähnliches vom Gelstreifen in eine benachbarte, zum Beispiel oberhalb angeordnete, Zelle bewegen, sodass die getrennten Komponenten in eine Flüssigkeitslösung überführt werden. Somit kann in jeder der Kavitäten des Zellenrahmens eine bestimmte Fraktion der getrennten Stoffe einfach gewonnen werden, zum Beispiel unter Verwendung einer Pipette. Somit können mittels eines „Off-Gel"-Experiments relativ große Probenmengen verarbeitet werden, und ein Benutzer kann die in einer Flüssigkeitslösung vorliegenden getrennten Komponenten einfach unter Verwendung einer Pipette gewinnen.
Die Gelstreifen können in den Aufnahmen für Gelstreifen des Trägerelements aufgenommen werden, und die Elektrodenbauteile können mit diesen Kontakten verbunden werden. Alternativ können die Elektroden direkt in einen Analyten (zum Beispiel in einen Elektrolyten) getaucht werden, der sich in einem der Zellenrahmen befindet.
Die Länge der Gelstreifen kann zum Beispiel zwischen 7 und 24 cm betragen. Ein einem Gelstreifen zugeführter elektrischer Strom kann zum Beispiel im Bereich zwischen 1 μA und 1 mA betragen. In Verbindung mit einer Spannung von beispielsweise 10 kV, die an den Enden des Gelstreifens angelegt wird, kann im Gelstreifen eine Leistung von einigen Watt umgesetzt werden.
Wenn das Trägerelement in das Gelelektrophoresegerät eingesetzt oder in dieses eingebaut wird, kann der oben erwähnte Gelstreifen gekühlt werden, um eine unerwünschte Erwärmung des Gelstreifens und des darin befindlichen Analyten und so die Zerstörung von empfindlichen Stoffen im Analyten wie beispielsweise Proteinen durch Überhitzung zu verhindern. Der Gelstreifen kann auch erwärmt werden, um den Analyten auf eine gewünschte Temperatur zu bringen.
Gemäß einer Ausführungsart der Erfindung können die verschiedenen Komponenten des Gelelektrophoresegeräts einfach mechanisch eingerastet werden. Somit wird ein umbaufähiger und trennbarer Baukastensatz bereitgestellt, der die Gestaltung des Gelelektrophoresegeräts gemäß den benutzerdefinierten Anforderungen ermöglicht.
Somit kann gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Multifunktionseinheit bereitgestellt werden, welche die Möglichkeiten der „In-Gel"-Elektrophorese mit den Möglichkeiten der „Off-Gel"-Elektrophorese in einem Gerät vereint.
Als Trägerelement kann ein Kunststoffbauteil dienen, das als Einwegartikel oder zur mehrmaligen Verwendung vorgesehen sein kann. Zum Beispiel kann das Trägerelement durch Spritzgießen hergestellt werden. In dem Gelelektrophoresegerät kann eine Vielzahl von Trägerelementen oder Schalen unabhängig voneinander angebracht werden.
Die Aufnahmen für Gelstreifen können räumlich durch eine Stegstruktur definiert werden, die das Einsetzen der Gelstreifen zwischen benachbarten Stegen mit geringem Aufwand ermöglichen. An den Endteilen des Trägerelements befindliche Begrenzungswände können die räumliche Definition der Aufnahmen für die Gelstreifen unterstützen und als federähnliche Elemente gestaltet sein, um das Rastungssystem gemäß einer Ausführungsart der Erfindung weiter zu vereinfachen. Nach dem Einsetzen der Gelstreifen in die Aufnahmen und nach dem wahlweisen Anordnen eines oder mehrerer Zellenrahmen oberhalb der Gelstreifen können darüber hinaus auch die Elektroden auf der so entstandenen Anordnung eingerastet werden, sodass sämtliche Komponenten einfach, lösbar und benutzerdefiniert befestigt werden können.
Eine der beiden Elektroden kann gleitfähig oder verrutschbar gestaltet sein, sodass die Position(en) der Elektrode(n) nach dem Anbringen oberhalb der Schale durch Bewegen oder Verschieben der Elektrode(n) entlang der Längsrichtung der Gelstreifen eingestellt werden kann/können. Die Möglichkeit, eine der beiden Elektroden verschiebbar und die andere Elektrode fest anzubringen, erhöht die Flexibilität des Systems und den modularen Charakter der Gelelektrophoresevorrichtung.
Eine Bodenwand des Trägerelements, auf welcher ein Gelstreifen angeordnet werden kann, kann aus einem dünnwandigen Kunststoffmaterial hergestellt werden, das wahlweise aus Mineralfasern oder einem anderen wärmeleitenden Werkstoff bestehen oder mit diesem gefüllt sein kann, um zwischen dem Gelstreifen und einem unterhalb des Einsatzelements befindlichen Kühl-/Heizelement einen ordnungsgemäßen Wärmekontakt zu gewährleisten. Dies kann von Vorteil sein, da der dem Gelstreifen zugeführte elektrische Strom einen wärmeempfindlichen Analyten innerhalb des Gelstreifens erwärmen kann, der somit gekühlt werden kann, um die Zerstörung des empfindlichen Materials wie beispielsweise eines Proteins zu vermeiden. Eine solche Kühlfunktion kann zum Beispiel unter Verwendung einer Peltier-Kühleinheit bewirkt werden. Alternativ kann es zum Beispiel zur Erhöhung der chemischen Reaktionsgeschwindigkeiten und somit zur Beschleunigung der Elektrophoreseanalyse erwünscht sein, den Gelstreifen unter Verwendung eines Heizelements wie beispielsweise einer Heizspule zu erwärmen, die unterhalb der Aufnahmen für Gelstreifen des Einsatzelements angeordnet sind. Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Gelstreifen und dem Heiz- und/oder Kühlelement kann im unteren oder Bodenteil des Trägerelements ein wärmeleitender Einsatz vorgesehen werden. Hierzu kommen Keramik (oder andere elektrisch isolierende und gut wärmeleitende Materialien wie beispielsweise geeignete Kunststoffe) als geeigneter Werkstoff infrage.
Für den elektrischen Anschluss der Gelstreifen kann eine der beiden Elektroden als gemeinsame Elektrode gestaltet sein, die gleichzeitig den Kontakt mit den ersten Endteilen aller Gelstreifen herstellt und alle ersten Endteile aller Gelstreifen auf ein gleiches elektrisches Potenzial (zum Beispiel ein Massepotenzial) legt. Die andere Elektrode hingegen kann so gestaltet sein, dass sie einen Kontakt zu jedem einzelnen Gelstreifen herstellt, um jedes einzelne der zweiten Endteile aller Gelstreifen auf ein gesondertes elektrisches Potenzial (zum Beispiel eine Hochspannung) zu legen.
Als Einsatzelement kann eine Schale mit parallel ausgerichteten Nuten dienen, die zum Beispiel V-förmig gestaltet sein können. Benachbarte Nuten können durch Stege voneinander getrennt sein, die das Aufnehmen der Zellenrahmen erleichtern und das richtige Positionieren der Gelstreifen und der Zellenrahmen zueinander unterstützen können. Mit anderen Worten, die Zellenrahmen können über die Stege mit der Schale verbunden werden, indem sie zum Beispiel eine Presspassung oder eine Rastung ausbilden.
Im Folgenden werden weitere beispielhafte Ausführungsarten des Einsatzelements beschrieben. Diese Ausführungsarten gelten auch für das Gelelektrophoresegerät und für das Verfahren zum Bedienen eines Gelelektrophoresegeräts.
Jede einzelne oder mehrere Aufnahmen für Gelstreifen können so eingerichtet sein, dass sie einen Gelstreifen aufnehmen, der wieder daraus entfernt werden kann. Mit anderen Worten, die Gelstreifen brauchen nicht fest oder vorher beim Produzenten angebracht werden, sondern können einzeln und flexibel durch einen Benutzer eingesetzt werden, damit die Betriebsbedingungen für ein Experiment eingestellt werden können, das der Benutzer ausführen möchte. Nach Beendigung eines Experiments können außerdem die mit Analyt verunreinigten Gelstreifen entnommen und durch andere Gelstreifen für ein neues Experiment ersetzt werden.
Außerdem kann jede der einen oder der mehreren Aufnahmen für Gelstreifen so eingerichtet sein, dass sie lösbar einen Zellenrahmen aufnehmen kann, der dicht an den Gelstreifen angeordnet werden soll. Mit anderen Worten, auch die Anordnung des Geräts für die „Off-Gel"-Analyse und für die "In-Gel"-Analyse kann für jedes Experiment selektiv eingestellt werden, sodass ein Benutzer entscheiden kann, wie viele Aufnahmen für Gelstreifen für eine „Off-Gel"-Analyse und wie viele für eine „In-Gel"-Analyse eingerichtet werden sollen.
Jede der einen oder mehreren Aufnahmen für Gelstreifen kann einen Zellenrahmen aufnehmen, der oberhalb des Gelstreifens angeordnet werden soll. Alternativ zur Anordnung des Zellenrahmens oberhalb eines Gelstreifens kann der Zellenrahmen jedoch auch unterhalb oder an einer seitlichen Position in Bezug auf den Gelstreifen angeordnet werden.
Der Zellenrahmen des Einsatzelements kann eine mit einem Analyten gefüllte Zelle bereitstellen, die über eine Flüssigkeit mit dem Gelstreifen verbunden ist. Mit anderen Worten, Kavitäten des Zellenrahmens können mit einem Analyten, einem Puffer oder einer beliebigen anderen Lösung gefüllt sein, um zwischen dem Zellenrahmen und dem Gelstreifen einen Flüssigkeits-Gel-Übergang zu schaffen. Dadurch kann der Flüssigkeitsaustausch zwischen dem Gel und der Flüssigkeit erleichtert werden.
Mindestens eine der Aufnahmen für Gelstreifen kann zu der Gruppe gehören, die aus einer Nut, einer im Wesentlichen V-förmigen Nut, einer im Wesentlichen U-förmigen Nut, einer Aussparung, einer Kavität oder einer Vertiefung besteht. Somit wird eine geometrische Anordnung bereitgestellt, aus welcher der Benutzer schließen kann, dass er den Gelstreifen in die entsprechende Vertiefung einsetzen muss.
Außerdem können ein oder mehrere Stege zwischen benachbarten Aufnahmen für Gelstreifen bereitgestellt werden, um die Zellenrahmen zu befestigen. Somit können die mechanischen Begrenzungen zwischen benachbarten Aufnahmen nicht nur zum Definieren eines Raums zum Aufnehmen der Gelstreifen, sondern auch zum Definieren eines Teils verwendet werden, in den ein Zellenrahmen eingesetzt werden kann, um einen ordnungsgemäßen Kontakt mit dem Gelstreifen herzustellen.
Zum Beispiel können Stege so eingerichtet sein, dass die Zellenrahmen durch Presspassung oder durch Einrasten befestigt werden. Um eine ordnungsgemäße Befestigung der Zellenrahmen zwischen den Stegen zu erleichtern, kann die Reibung an der Oberfläche der Stege erhöht werden, zum Beispiel unter Verwendung von Gummiwerkstoffen oder Ähnlichem.
Außerdem kann das Einsatzelement eine im Wesentlichen senkrechte Begrenzungswand an einem oder an beiden Endteilen einer oder mehrerer der einen oder der mehreren Aufnahmen für Gelstreifen aufweisen. Eine solche senkrechte Begrenzungswand kann ferner eine Begrenzung bereitstellen, die einen Bereich definiert, in welchen die modularen Komponenten des Gelelektrophoresegeräts eingesetzt werden können.
Das Einsatzelement kann aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und insbesondere als Spritzgusselement hergestellt werden, sodass es kostengünstig gefertigt werden kann.
Das Einsatzelement kann einen dünnwandigen Boden aufweisen, sodass zwischen dem Gelstreifen und einer Heiz- oder Kühleinheit, die wahlweise unterhalb des Einsatzelements angebracht sein kann, ein guter Wärmekontakt hergestellt werden kann.
Insbesondere kann das Einsatzelement einen Boden aufweisen, in den ein metallischer Werkstoff und/oder Mineralfaser und/oder ein Keramikwerkstoff eingebettet sein oder der daraus bestehen kann.
Im Folgenden werden weitere beispielhafte Ausführungsarten des Gelelektrophoresegeräts beschrieben. Diese Ausführungsarten gelten jedoch auch für das Einsatzelement und für das Verfahren zum Betreiben eines Gelelektrophoresegeräts.
Das Gelelektrophoresegerät kann zur Flüssigkeitstrennung unter Verwendung eines angelegten elektrischen Feldes eingerichtet werden. Ein solches elektrisches Feld kann unter Verwendung von elektrisch angeschlossenen Teilen, insbesondere von Endteilen des Gelstreifens angelegt werden, die elektrisch leitend sein können.
Das Gelelektrophoresegerät kann ein erstes Elektrodenbauteil aufweisen, das an einem Einsatzelement angebracht sein kann, welches in einer der einen oder der mehreren Aufnahmen für Einsatzelemente aufgenommen ist, um einen Kontakt mit einem Gelstreifen herzustellen, der sich in einer Aufnahme für Gelstreifen befindet. Außerdem kann das Gelelektrophoresegerät ein zweites Elektrodenbauteil aufweisen, das an das Einsatzelement angebracht sein kann, welches in einer der einen oder der mehreren Aufnahmen für Einsatzelemente aufgenommen ist, um einen Kontakt mit dem Gelstreifen herzustellen, der sich in der Aufnahme für Gelstreifen befindet. Durch das einfache Anbringen der Elektrodenbauteile auf dem mit Gelstreifen und wahlweise mit Zellenrahmen bestückten Einsatzelement kann die Anordnung befestigt und gleichzeitig ein elektrischer Kontakt zum Erzeugen des elektrischen Feldes hergestellt werden.
Das erste Elektrodenbauteil und/oder das zweite Elektrodenbauteil kann am Einsatzelement angebracht und wieder von diesem abgenommen werden. Bei dem modularen Konzept des Gelelektrophoresegeräts gemäß einer Ausführungsart der Erfindung können auch die Elektrodenbauteile lösbar angebracht werden, sodass die gesamte Einheit entsprechend den Wünschen des Benutzers aufgebaut werden kann.
Das erste Elektrodenbauteil und/oder das zweite Elektrodenbauteil kann unter Verwendung eines magnetischen Befestigungselements am Einsatzelement angebracht und von diesem wieder entfernt werden. Somit können die Elektrodenbauteile einen elektrischen Kontakt mit den Gelstreifen und gleichzeitig eine Verriegelung zwischen dem Gelelektrophoresegerät und den daran angebrachten Komponenten herstellen. Zu diesem Zweck können an den Elektrodenbauteilen und an einem Unterteil des Gelelektrophoresegeräts magnetische Befestigungselemente angebracht werden.
Das erste Elektrodenbauteil und/oder das zweite Elektrodenbauteil können entlang der einen oder der mehreren Aufnahmen für Gelstreifen so verschoben werden, dass selektiv eine Position des ersten Elektrodenbauteils und/oder des zweiten Elektrodenbauteils gegenüber den Aufnahmen für Gelstreifen eingestellt werden kann. Es kann erwünscht sein, Aufnahmen für Gelstreifen mit einer von der maximalen Länge zwischen den Endteilen der Aufnahmen für Gelstreifen verschiedenen Länge zu verwenden. Um bei einem solchen Szenario ein elektrisches Feld ordnungsgemäß über Kontakte mit den Gelstreifen anzulegen, kann mindestens eines der Elektrodenbauteile so verschoben werden, dass es zu einer bestimmten Länge eines verwendeten Gelstreifens passt. Zu diesem Zweck kann das an dem Gelelektrophoresegerät angebrachte Elektrodenbauteil entlang Schienen einfach verschoben oder verrutscht werden, sodass ein Kontakt mit einem bestimmten Teil des Gelstreifens hergestellt wird.
Das erste Elektrodenbauteil und/oder das zweite Elektrodenbauteil kann so eingerichtet sein, dass es mit allen Gelstreifen gleichzeitig einen elektrischen Kontakt herstellt. Hierdurch entsteht eine einfache Anordnung, bei der ein einziger elektrischer Kontakt ein Endteil aller in einem Einsatzelement befindlichen Gelstreifen auf ein bestimmtes elektrisches Potenzial (zum Beispiel ein Massepotenzial) legt.
Außerdem kann das erste Elektrodenbauteil und/oder das zweite Elektrodenbauteil so eingerichtet sein, dass es einen elektrischen Kontakt mit jedem einzelnen Gelstreifen herstellt. Im Gegensatz zur oben beschriebenen Ausführungsart kann unabhängig von den an die anderen Gelstreifen angelegten elektrischen Potenzialen jeder der Gelstreifen auf ein bestimmtes elektrisches Potenzial gelegt werden, sodass bei jedem einzelnen der Gelstreifen Unterschiede der Länge, der elektrischen Leitfähigkeit, des zu analysierenden Analyten oder anderer Eigenschaften der verschiedenen Gelstreifen berücksichtigt werden können.
Das Gelelektrophoresegerät kann ferner so eingerichtet sein, dass eine Trennung eines Analyten innerhalb der Gelstreifen und/oder eine Auftrennung eines Analyten in der Weise selektiv durchgeführt wird, dass die Trennprodukte in einer in den Zellenrahmen enthaltenen Lösung bereitgestellt werden. Mit anderen Worten, ein Benutzer kann festlegen, ob eine „In-Gel"-Analyse oder eine „Off-Gel"-Analyse durchgeführt werden soll.
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsarten des Verfahrens zum Betreiben eines Gelelektrophoresegeräts erläutert. Diese Ausführungsarten gelten jedoch auch für das Einsatzelement und für das Gelelektrophoresegerät.
Gemäß dem Verfahren kann ein Gelstreifen in mindestens eine der einen oder der mehreren Aufnahmen für Gelstreifen eingesetzt werden. Darüber hinaus kann ein Analyt innerhalb der in die mindestens eine der einen oder der mehreren Aufnahmen für Gelstreifen eingesetzten Gelstreifen aufgetrennt werden. Gemäß dieser „In-Gel"-Elektrophoreseanalyse verbleiben die verschiedenen Fraktionen des aufgetrennten Analyten an verschiedenen Stellen des Gelstreifens.
Ferner kann das Verfahren den Schritt des Einsetzens eines Zellenrahmens oberhalb des Gelstreifens in mindestens eine der einen oder der mehreren Aufnahmen für Gelstreifen aufweisen, in welche der Gelstreifen eingesetzt worden ist. Dadurch kann eine „Off-Gel"-Analyse durchgeführt werden, bei der die Trennprodukte in verschiedenen oberhalb des Gelstreifens angeordneten Zellen bereitgestellt werden.
Außerdem kann das Verfahren den Schritt des Durchführens einer Auftrennung eines Analyten derart aufweisen, dass die Trennprodukte in einer in den Zellenrahmen enthaltenen Lösung bereitgestellt werden. Dieser Verfahrensschritt betrifft ebenfalls eine „Off-Gel"-Analyse.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aufgaben und viele der mit Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung verbundenen Vorteile werden aus der folgenden ausführlicheren Beschreibung der Ausführungsarten in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen klarer und verständlicher. Im Wesentlichen oder funktionell gleiche oder ähnliche Merkmale werden mit denselben Bezugsnummern bezeichnet.
1 ist eine dreidimensionale Ansicht eines Gelelektrophoresegeräts gemäß einer beispielhaften Ausführungsart der Erfindung in einem in einem teilweise demontierten Zustand.
2 ist eine dreidimensionale Ansicht des Gelelektrophoresegeräts von 1 mit einem Einsatzelement gemäß einer beispielhaften Ausführungsart der Erfindung, das teilweise am Gelelektrophoresegerät angebracht ist.
3 ist eine dreidimensionale Ansicht des Gelelektrophoresegeräts von 1 mit dem darauf angebrachten Einsatzelement von 2.
4 ist eine dreidimensionale Ansicht des Einsatzelements von 2 im demontierten Zustand.
5 ist eine dreidimensionale Ansicht des Einsatzelements von 4 mit eingelegten Gelstreifen.
6 ist eine dreidimensionale Ansicht des Einsatzelements von 4 mit Zellenrahmen, die auf einigen der Gelstreifen angebracht sind.
7 ist eine dreidimensionale Ansicht des Einsatzelements von 4 mit Zellenrahmen, die auf allen Gelstreifen angebracht sind, und mit Elektrodenbauteilen gemäß einer beispielhaften Ausführungsart der Erfindung, die auf dem Einsatzelement angebracht sind.
8 ist eine dreidimensionale Ansicht des Einsatzelements von 4 ohne Zellenrahmen und mit einem entlang dem Einsatzelement verschobenen Elektrodenbauteil.
9 ist eine dreidimensionale Ansicht des Einsatzelements von 4, bei dem einige Komponenten der Elektrodenbauteile entnommen sind.
10 ist eine Detailansicht eines Teils des Einsatzelements von 9 und eines der Elektrodenbauteile von 9.
11 ist eine Detailansicht eines Teils des Einsatzelements von 4.
12 ist eine Detailansicht eines Unterteils des Einsatzelements von 4 und eines der Elektrodenbauteile von 9.
13 ist eine dreidimensionale Ansicht eines Zellenrahmens gemäß einer beispielhaften Ausführungsart der Erfindung, der eine Vielzahl von Kavitäten aufweist.
14 ist eine dreidimensionale Ansicht eines Elektrodenbauteils gemäß einer beispielhaften Ausführungsart der Erfindung.
15 ist eine dreidimensionale Ansicht eines Elektrodenbauteils und eines daran angebrachten Verriegelungselements gemäß einer beispielhaften Ausführungsart der Erfindung.
16 ist eine dreidimensionale Ansicht eines Verriegelungselements und eines Gegenstücks gemäß einer beispielhaften Ausführungsart der Erfindung.
17 ist eine dreidimensionale Ansicht des Elektrodenbauteils von 12.
Die Darstellung in den Zeichnungen ist schematisch.
Im Folgenden wird unter Bezug auf 1 ein Gelelektrophoresegerät 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsart der Erfindung beschrieben.
1 zeigt ein Gelelektrophoresegerät 100 ohne Deckplatte oder Deckel, die auf das Gelelektrophoresegerät 100 gelegt werden können, um die Elemente 101 bis 108, 110 und 111 abzudecken. Ein solcher Deckel kann zum Einsetzen von Komponenten in das modulare Gelelektrophoresegerät 100 geöffnet werden, um eine Gelelektrophoreseanalyse in einer benutzerdefinierten Weise vorzubereiten. Während der Gelelektrophoreseanalyse selbst kann der Deckel geschlossen werden, um unerwünschte Einflüsse der äußeren Umgebung auf die Gelelektrophoreseanalyse zu vermeiden und wahlweise das Verriegeln oder Befestigen der im Innern des Gelelektrophoresegeräts 100 befindlichen modularen Komponenten zu verbessern.
Insbesondere kann ein solcher Deckel auf der Oberseite des Geräts 100 angebracht werden, um eine erste Aufnahme 101 für Einsatzelemente und eine zweite Aufnahme 102 für Einsatzelemente abzudecken. Die erste Aufnahme 101 für Einsatzelemente, die zum Aufnehmen eines Einsatzelements oder einer Schale dient, um eine benutzerdefinierte Gelelektrophoreseanalyse durchzuführen, weist eine ebene Plattform 103 und eine stabförmige Schiene 104 auf. Desgleichen weist die zweite Aufnahme 102 für Einsatzelemente eine ebene Plattform 105 und eine stabförmige Schiene 106 auf.
Die Temperaturen der Plattformen 103 und 105 können unabhängig voneinander geregelt, das heißt erwärmt oder gekühlt werden, um eine Probe selektiv auf eine auszuwählende Temperatur zu erwärmen oder abzukühlen. Ein in die Plattformen 103, 105 eingebautes (nicht gezeigtes) Heizelement kann eine Heizspule oder Heizspirale aufweisen, die entweder automatisch vom Gelelektrophoresegerät 101 oder über eine Benutzeroberfläche, zum Beispiel über eine grafische Benutzeroberfläche, benutzerdefiniert geregelt werden kann. Ein in die Plattformen 103, 105 eingebautes (nicht gezeigtes) Kühlelement kann eine Peltier-Kühleinheit oder eine Wasserkühlung aufweisen, die entweder automatisch vom Gelelektrophoresegerät 100 oder über die Benutzeroberfläche benutzerdefiniert geregelt werden kann.
Zum Durchführen eines Elektrophoreseexperiments kann es zweckmäßig sein, elektrische Signale (zum Beispiel ein elektrisches Potenzial) an Elektroden anzulegen, die abnehmbar am Gelelektrophoresegerät 100 angebracht sein können, wie im Folgenden ausführlich beschrieben wird. Zu diesem Zweck kann ein erstes Elektrodenbauteil mit einem streifenförmigen ersten elektrischen Kontakt 107 oder 108 verbunden werden, der an jeder der Schienen 104, 106 bereitgestellt ist. Im Wesentlichen parallel zu dem ersten streifenförmigen elektrischen Kontakt 107, 108 ist an einer Unterseite jeder der Schienen 104, 106 ein (nicht in 1, aber in 16 gezeigter) ferromagnetischer Streifen angebracht, der eine Verriegelung der Elektrodenbauteile mit dem Gelelektrophoresegerät 100 ermöglicht, zum Beispiel, um für ein Gelelektrophoreseexperiment verwendete Gelstreifen am Gelelektrophoresegerät 100 zu befestigen.
Außerdem weist das Gelelektrophoresegerät 100 ein Gehäuse 109 auf, in dessen Innerem eine Vielzahl weitere in 1 nicht gezeigte Funktionskomponenten (zum Beispiel elektrische Schaltungen usw.) des Gelelektrophoresegeräts 100 untergebracht sind. 1 zeigt einen zerlegten Zustand des Gelelektrophoresegeräts 100 ohne jegliche in den Aufnahmen 101, 102 befestigte Einsatzelemente.
2 zeigt das Gelelektrophoresegerät 100 in einem Betriebszustand, bei dem ein Einsatzelement 200, das auch als Schale bezeichnet werden kann, in die erste Aufnahme 101 eingesetzt ist. Die Aufnahmen 101, 102 für die Einsatzelemente sind räumlich durch die Plattformen 103, 105, durch die Positionen und die Gestaltung der Schienen 104, 106 sowie ein Begrenzungsbauteil 110 definiert, das speziell geformte Aussparungen 111 aufweist, die geometrisch an die Form eines Endteils des Einsatzelements 200 angepasst sind.
2 zeigt, dass das Einsatzelement 200 ein erstes Elektrodenbauteil 201 aufweist, das in 2 doppelt dargestellt ist, um zu veranschaulichen, dass das erste Elektrodenbauteil 201 entlang einer Gleitrichtung 202 gleitend angebracht ist. Außerdem weist das Einsatzelement 200 ein zweites Elektrodenbauteil 203 auf, das fest und somit nicht gleitend angebracht ist. Bei einer alternativen Ausführungsart kann jedoch auch das zweite Elektrodenbauteil 203 entlang der Gleitrichtung 202 gleitend angebracht sein. Aufbau und Funktion der Elektrodenbauteile 201, 203 werden im Folgenden ausführlicher beschrieben.
Außerdem weist das Einsatzelement 200 eine Deckplatte 204 auf, die auf der Oberseite des modular aufgebauten Einsatzelements 200 angebracht werden kann, nachdem eine Vielzahl von Elementen in das Einsatzelement 200 eingesetzt wurde. Die Funktion eines solchen Deckels 204 kann darin bestehen, die im Innern des Einsatzelements 200 befindlichen Elemente zu befestigen und zu schützen.
2 zeigt, dass das bereits vorbereitete und vormontierte Einsatzelement 200 als Ganzes in eine der Aufnahmen 101, 102 eingesetzt werden kann. Alternativ kann auch nur ein Trägerelement des Einsatzelements 200 in eine gewünschte Aufnahme 101 oder 102 eingesetzt werden, worauf dann die Komponenten für das Experiment in ein solches Trägerelement in einem Betriebszustand eingesetzt werden können, in welchem dieses von einer der Aufnahmen 101, 102 aufgenommen wird. Obwohl in 2 zwei Aufnahmen 101, 102 für Einsatzelemente gezeigt werden, können mehr oder weniger Einsatzelemente 200 und Aufnahmen 101, 102 verwendet werden, um in die Aufnahmen 101, 102 ein oder mindestens drei Einsatzelemente 200 einzusetzen.
3 zeigt das Gelelektrophoresegerät 100 in einem weiteren Betriebszustand, in welchem das Einsatzelement 200 einfach und vollständig in die Aufnahme 101 eingesetzt ist.
In diesem Betriebszustand weist das erste Elektrodenbauteil 201, das auch in 3 doppelt dargestellt ist, ein Kontaktelement 300 auf, das mechanisch und elektrisch mit dem ersten streifenförmigen elektrischen Kontakt der Schiene 104 verbunden ist. Im Folgenden wird ausführlicher beschrieben, dass außer diesem elektrischen Kontakt zwischen den Komponenten 300, 107 durch das Zusammenwirken zwischen einem Permanentmagneten an einer seitlichen Position der ersten Elektrode 201 in der Nähe des Kontaktelements 300 und einem aus magnetischem Material bestehenden Streifen an einer Unterseite der Schiene 104, die parallel zu dem elektrischen Kontakt 107 der Schiene 104 verläuft, ein magnetischer Verriegelungsmechanismus bereitgestellt wird.
Im Folgenden wird das in 4 ohne den Deckel 201 in einem zerlegten Zustand gezeigte Einsatzelement 200 ausführlich beschrieben.
Das Einsatzelement 200 für das Gelelektrophoresegerät 100 weist ein Trägerelement 400 auf, das eine Vielzahl von kanalförmigen Aufnahmen 401 für Gelstreifen aufweist. Jede der Aufnahmen 401 ist so beschaffen, dass es einen streifenförmigen Gelstreifen aufnimmt. Außerdem ist jede der Aufnahmen 401 so beschaffen, dass sie einen Zellenrahmen (siehe 6) so aufnimmt, dass sich der entsprechende Zellenrahmen bei der obigen Ausführungsart von 4 unmittelbar oberhalb des entsprechenden Gelstreifens befindet. Jeder Gelstreifen der Aufnahmen 401 kann entnommen und durch einen entsprechenden Gelstreifen ersetzt werden, sodass entsprechend den Anforderungen eines bestimmten Experiments oder einer bestimmten Analyse in jede der Aufnahmen 401 ein Gelstreifen eingesetzt werden kann. Ein Gelstreifen kann nach der Verwendung entnommen und für ein nachfolgendes Experiment oder eine nachfolgende Analyse durch einen neuen Gelstreifen ersetzt werden. Darüber hinaus kann jede der Aufnahmen 401 einen entnehmbaren Zellenrahmen so aufnehmen, dass sich dieser oberhalb des Gelstreifens befindet.
Jede der Aufnahmen 401 für Gelstreifen ist als eine im Wesentlichen rechteckige Nut zum Aufnehmen eines länglichen bandförmigen oder stabförmigen Gelstreifens gestaltet. Oberhalb dieser Nut sind stegförmige oder schräge Seitenwände 402 vorgesehen, um Zellenrahmen so aufzunehmen, dass sie in Kontakt mit dem darunter liegenden Gelstreifen stehen. Die Zellenrahmen können durch eine Presspassung zwischen zwei benachbarten Stegen 402 befestigt werden.
An einer ersten Endposition des Einsatzelements 200 ist eine im Wesentlichen senkrechte Begrenzungswand 403 vorgesehen, die an einem Endteil der Zellenrahmen oder der Gelstreifen anliegen kann, die oberhalb der oder in die Aufnahmen 401 für Gelstreifen eingesteckt wurden. Direkt an der Wand 403 ist ein Griffstück 404 vorgesehen, damit ein Benutzer das Einsatzelement 200 bequem halten und damit hantieren kann. An einem zweiten Endteil des Einsatzelements 200 sind gegenüber der senkrechten Wand 403 einzelne senkrechte Wandelemente 405 vorgesehen, sodass das Einsetzen der Zellenrahmen mechanisch mittels der senkrechten Begrenzungselemente 405 mechanisch unterstützt werden kann, die einen Zellenrahmen durch Einrasten aufnehmen können.
Das Einsatzelement 200 kann in einem Stück gebildet und zum Beispiel als Spritzgusselement hergestellt werden. Gemäß der beschriebenen Ausführungsart kann das Einsatzelement 200 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden.
Das Einsatzelement 200 weist einen Boden mit einer geringen Wandstärke, das heißt eine dünne Bodenwand innerhalb der die Aufnahmen 401 bildenden Nuten auf. Wahlweise kann am Boden innerhalb der die Aufnahmen 401 bildenden Nuten ein Material zum Unterstützen oder Verbessern des Wärmekontakts zwischen den Heiz-/Kühlelementen in den Plattformen 103, 105 einerseits und den in die Aufnahmen 401 eingesetzten Gelstreifen andererseits bereitgestellt werden. Zum Beispiel können ein metallischer Werkstoff, Mineralfasern oder eine Keramik in diesen Boden eingelassen oder der Boden aus einem dieser Werkstoffe hergestellt werden.
5 zeigt das Einsatzelement 200 in einem Betriebszustand, in welchem eine Vielzahl Gelstreifen 500 in einige der Aufnahmen 401 eingesetzt worden sind. Einige der Aufnahmen 401 enthalten jedoch keine Gelstreifen 500.
Ferner ist zu erkennen, dass jeder der Gelstreifen 500 an einem ersten Endteil einen ersten Kontakt 501 und an einem zweiten Endteil des entsprechenden Gelstreifens 500 einen zweiten Kontakt 502 aufweist. Diese Kontakte 501, 502 können in Kontakt mit den Elektrodenbauteilen 201 bzw. 203 gebracht werden, um entlang der Längsrichtung der entsprechenden Gelstreifen 500 ein elektrisches Feld anzulegen. Ein mittlerer (Haupt)-Teil des Gelstreifens 500 zwischen den Kontakten 501, 502 ist durch Gelmaterial gebildet, wobei entlang der Längsrichtung des Gelstreifens 500 ein pH-Gradient erzeugt werden kann, um durch isoelektrische Fokussierung eine Trennung von Komponenten eines Analyten zu ermöglichen. Vor ihrer Verwendung können die Gelstreifen außerdem nach oder vor dem Einsetzen in die Aufnahmen 401 hydratisiert werden, zum Beispiel in einer Biolab-Einheit. Das Gelmaterial kann auf einem streifenförmigen Kunststoffsubstrat des Gelstreifens 500 bereitgestellt werden.
5 zeigt, dass entsprechend dem modularen Aufbau des Elektrophoresesystems gemäß einer Ausführungsart der Erfindung Gelstreifen 500 unterschiedlicher Länge in die Aufnahmen 401 eingesetzt werden können.
Wenn ein Analyt in die Gelstreifen 500 eingebracht wird, zum Beispiel durch Injizieren des Analyten mittels einer Pipette oder Ähnlichem, bewegen sich verschiedene Molekülfraktionen (zum Beispiel Proteine) des Analyten mit unterschiedlichen Ladungseigenschaften mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten entlang den Gelstreifen 500, bis sie an einer bestimmten Position des Gelstreifens 500 anhalten, der durch den lokalen pH-Gradienten an dieser Position und die Ladung der entsprechenden Moleküle definiert ist. Somit können verschiedene Substanzen getrennt werden und entlang der Längsrichtung der Gelstreifen 500 einzelne Banden bilden.
Somit zeigt 5 eine Anordnung des Einsatzelements 200 für ein so genanntes „In-Gel-Elektrophoreseexperiment", das heißt, für ein Gelelektrophoreseexperiment, bei dem verschiedene Fraktionen von Substanzen eines in den Gelstreifen 500 eingebrachten Analyten getrennt werden, sodass verschiedene Banden von Fraktionen an verschiedenen Positionen innerhalb der Gelstreifen 500 anhalten. Zur Gewinnung der getrennten Komponenten kann der entsprechende Gelstreifen 500 zerschnitten werden, oder die entsprechenden Fraktionen können vom Gelstreifen 500 abgelöst werden, zum Beispiel mittels einer Pipette.
Im Folgenden wird unter Bezug auf 6 ein alternativer Betriebszustand oder eine alternative Anordnung des Einsatzelements 200 beschrieben, bei der das Einsatzelement 200 in der Anordnung von 6 für eine so genannte „Off-Gel-Elektrophorese" gemäß dem allgemeinen Konzept genutzt werden kann, das zum Beispiel in WO 01/86 279 A1 und WO 03/019 172 A2 beschrieben wird.
Bei der in 6 gezeigten Anordnung werden eine Vielzahl von Zellenrahmen 600 in einige der Aufnahmen eingesetzt, die als Teile zwischen benachbarten Stegen 402 definiert sind. Vor dem Einsetzen der Zellenrahmen 600 in die entsprechenden Nuten werden die Nuten mit (in 6 nicht gezeigten) Gelstreifen ausgestattet, die in die entsprechenden Aufnahmen 401 für Gelstreifen eingesetzt werden.
Dann können die Zellenrahmen 600 oberhalb der Gelstreifen 500 angebracht werden. Jeder der Zellenrahmen 600 weist eine Vielzahl von Kavitäten 601 auf, die jede für sich mit Analyt, Puffer, Elektrolyt oder einer beliebigen anderen Lösung gefüllt sind. Die Kavitäten 601 können eindimensional, d.h. in Reihen, angeordnet sein. Die Kavitäten 601 können zum Beispiel mittels einer Pipette gefüllt werden. Innerhalb einer Kavität 601 kann eine direkte funktionelle Verbindung zwischen der in die Kavität 601 gefüllten Flüssigkeit und dem angrenzenden Gelteil des Gelstreifens 500 unterhalb der betreffenden Kavität 601 bestehen. Somit können die Zellenrahmen 600 mit einem Analyten gefüllte Zellen bereitstellen, die über eine Flüssigkeit mit dem Gelstreifen 500 verbunden ist.
Im Folgenden wird ein Prinzip eines „Off-Gel-Elektrophoreseexperiments" beschrieben, das mit der Anordnung von 6 durchgeführt werden kann.
Zu diesem Zweck können Gelstreifen 500 verwendet werden.
Zuerst wird ein Gelstreifen 500 hydratisiert und in eine der Aufnahmen 401 für Gelstreifen eingesetzt. Dann wird ein entsprechender Zellenrahmen 600 oberhalb des entsprechenden Gelstreifens 500 angeordnet, der sich in der Aufnahme 401 für Gelstreifen befindet, und liegt seitlich an den Seitenwänden der Stege 402 an. Ein oder beide Endteile des Zellenrahmens 600 können auch mittels der senkrechten Wandelemente 403, 405 befestigt werden. An einem offenen Bodenteil des Zellenrahmens 600 liegt dieser so an einer Oberseite des Gelstreifens 500 an, dass zwischen dem Gel und der in den Kavitäten 601 des Zellenrahmens 600 enthaltenen Flüssigkeit eine Flüssigkeitsverbindung besteht.
Elektrodenbauteile 201, 203 können elektrisch mit den Kontakten 501, 502 des Gelstreifens 500 verbunden werden. Alternativ können die elektrischen Kontakte der Elektrodenbauteile 201, 203 direkt in Kavitäten 601 der Zellenrahmen 600 „getaucht" werden, damit entlang einer Längsrichtung des Gelstreifens 500 ein elektrisches Feld angelegt wird.
In eine oder mehrere der Kavitäten 601 kann ein Analyt gefüllt werden, zum Beispiel in eine der an einem der Endteile der Zellenrahmen 600 befindlichen Kavitäten. Der Analyt kann dann (begünstigt zum Beispiel durch Diffusion oder ähnlichen Effekten) in den Gelstreifen 500 unterhalb der entsprechenden Kavität 601 fließen. Unter der Wirkung eines anliegenden elektrischen Feldes können sich dann geladene Substanzen des Analyten entlang einer Längsrichtung des Gelstreifens 500 bewegen. Aufgrund der isoelektrischen Fokussierung entsprechend dem pH-Gradienten entlang dem Gelstreifen 500 hält jede Fraktion der Substanzen an einer bestimmten Position des Gelstreifens 500 an. Die Fraktion oder die Komponente kann dann (begünstigt zum Beispiel durch Diffusion oder ähnlichen Effekten) von einer bestimmten Position innerhalb des Gelstreifens 500 in die entsprechende Kavität 601 oberhalb dieser Position zurückfließen. Diese Kavität 601 kann mit einer Pufferlösung gefüllt sein, sodass die entsprechende Fraktion in einer bestimmten Kavität 601 gesammelt und durch Aufnehmen des die Substanz aufweisenden Puffers in der Kavität 601 zum Beispiel mittels einer Pipette gewonnen werden.
Das Gelelektrophoresegerät 100 nach 1 mit den Aufnahmen 101, 102 für Einsatzelemente ist so beschaffen, dass das Einsatzelement 200 in eine entsprechende dieser Aufnahmen eingesetzt werden kann. Dann kann, ebenfalls unter Zuhilfenahme der elektrischen Kontakte 107, 108, die in Kontakt mit elektrischen Kontakten der Elektrodenbauteile 201, 203 gebracht werden können, über die elektrischen Kontakte der Gelstreifen 500 entlang einer Längsrichtung der Gelstreifen 500 ein elektrisches Feld angelegt werden.
In Verbindung mit 7 wird das Einsatzelement 200 in einer Anordnung beschrieben, die sich dadurch von der in 6 gezeigten Anordnung des Einsatzelements 200 unterscheidet, dass sich in allen Aufnahmen 401 für Gelstreifen ein bestimmter Zellenrahmen 600 befindet.
Somit kann mit der Anordnung von 7 in jedem Messkanal 401 eine Off-Gel-Elektrophoreseanalyse durchgeführt werden. Im Gegensatz hierzu kann bei der Anordnung von 6 eine Off-Gel-Elektrophoreseanalyse nur in den mit den Zellenrahmen 600 versehenen Messkanälen 401 durchgeführt werden. In den übrigen Messkanälen 401, in denen sich nur ein Gelstreifen 500, aber kein Zellenrahmen 600 befindet, kann ein In-Gel-Elektrophoreseexperiment durchgeführt werden. Somit kann das modulare System gemäß den Ausführungsarten der Erfindung flexibel auf eine von einem Benutzer gewünschte Anordnung umgestellt werden, sodass der Benutzer nach Belieben In-Gel- und Off-Gel-Experimente durchführen und miteinander kombinieren kann.
Mit anderen Worten, das Gelelektrophoresegerät 100 ist dafür eingerichtet, selektiv eine Trennung eines Analyten innerhalb der Gelstreifen 500 und/oder eine Trennung eines Analyten so durchzuführen, dass die Trennungsprodukte in eine Lösung überführt werden, die in verschiedenen Kavitäten 601 der Zellenrahmen 600 enthalten ist.
Aus der Anordnung von 7 ist zu erkennen, dass das erste Elektrodenbauteil 201 am Einsatzelement 200 befestigt ist, das von einer Aufnahme 101 oder 102 für Einsatzelemente aufgenommen werden soll, wobei das erste Elektrodenbauteil 201 (in 7 nicht gezeigte) elektrische Kontakte aufweist, die einen Kontakt mit den in den Aufnahmen 401 befindlichen Gelstreifen 500 herzustellen sollen.
Das zweite Elektrodenbauteil 203 ist am Einsatzelement 200 befestigt, das von einer Aufnahme 101, 102 aufgenommen werden soll, um einen Kontakt mit dem Gelstreifen 500 in der Aufnahme 401 herzustellen.
Alternativ kann das erste Elektrodenbauteil 201 am Einsatzelement 200, das in einer der Aufnahmen 101, 102 für Einsatzelemente aufgenommen werden soll, befestigt und direkt in eine der Kavitäten 601 der Zellenrahmen 600 getaucht werden. Gemäß dieser Anordnung kann auch das zweite Elektrodenbauteil 203 am Einsatzelement 200, das in einer der Aufnahmen 101, 102 aufgenommen werden soll, befestigt und direkt in eine Kavität 601 eines Zellenrahmens 600 getaucht werden.
Gemäß der Ausführungsart von 7 werden die Elektrodenbauteile 201, 203 an der Oberseite des mit Gelstreifen 500 und Zellenrahmen 600 bestückten Einsatzelements 200 eingerastet. Somit kann die Verbindung der Elektroden 201, 203 wieder getrennt werden. Demzufolge können die Zellenrahmen 600 und/oder die Gelstreifen 500 nach Verwendung zum Reinigen und/oder zum Ersetzen durch andere entnommen und dann die Elektroden 201, 203 wieder auf dem Einsatzelement 200 eingerastet werden.
Insbesondere kann die lösbare Verbindung des ersten Elektrodenbauteils 201 und des zweiten Elektrodenbauteils 203 mit dem Einsatzelement 200 oder mit dem Gelelektrophoresegerät 100 mittels eines magnetischen Befestigungselements hergestellt werden. Obwohl dies im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, zeigt 7 einen Permanentmagneten 700, der an einer seitlichen Endposition eines Gehäuses 701 des ersten Elektrodenbauteils 201 angebracht ist.
Wenn das Einsatzelement 200 nach 2 in die Aufnahme 101 eingesetzt wird, gelangt der Permanentmagnet 700 in die Nähe der Schiene 106. Wenn an einem Unterteil der Schiene 106 ein ferromagnetischer Streifen angebracht ist, kann zwischen dem Permanentmagneten 700 und diesem ferromagnetischen Streifen eine magnetische Anziehungskraft ausgeübt werden, sodass mittels des magnetischen Verriegelungselements 700 und des entsprechenden magnetischen Gegenstücks innerhalb der Schiene 106 eine sichere magnetische Verriegelung des Elektrodenbauteils 201 mit dem Gelelektrophoresegerät 100 bewirkt werden kann. Desgleichen kann ein Permanentmagnet auch an einem seitlichen Teil des Gehäuses 701 des ersten Elektrodenbauteils 201 in der Nähe des elektrischen Kontakts 300 angebracht werden.
Im Folgenden wird ausführlicher beschrieben, dass das erste Elektrodenbauteil 201 in der Lage ist, gleichzeitig zu allen Gelstreifen in der Aufnahme 401 einen elektrischen Kontakt herzustellen. Mit anderen Worten, es kann ein gemeinsamer elektrischer Kontakt zwischen dem Elektrodenbauteil 201 und allen Gelstreifen unterhalb der Zellenrahmen 600 hergestellt werden, wobei dieser Kontakt mittels eines elektrischen Kontakts 300 hergestellt werden kann, der in Kontakt mit dem ersten elektrischen Kontakt 107 der Schiene 104 gebracht werden kann. Wenn das erste Elektrodenbauteil 201 entlang einer Längsrichtung der Gelstreifen in der Aufnahme 401 gemäß 8 verrutscht oder verschoben wird, entsteht somit zwischen dem Kontakt 300 und dem streifenförmigen Kontakt 107 ein Gleitkontakt.
Das zweite Elektrodenbauteil 203 kann so eingerichtet sein, dass einen zu jedem einzelnen Gelstreifen in der Aufnahme 401 einen elektrischen Kontakt herstellt. 7 zeigt, dass ein Einzelkontakt zu dem Gelstreifen in der Aufnahme 401 mittels eines einzelnen Kontaktfederelements 702 hergestellt werden kann. Mit anderen Worten, die zweite Elektrode 203 kann so eingerichtet sein, dass sie einzelne elektrische Kontakte zu den Gelstreifen 401 herstellt.
8 zeigt außerdem Kontakte 801 des ersten Elektrodenbauteils 201, die den Kontakt zu den diversen in den Aufnahmen 401 befindlichen Gelstreifen 500 herstellen. Damit sie auf dasselbe Potenzial gebracht werden können, sind die Kontakte 801 jedoch elektrisch mit dem gemeinsamen Kontakt 300 verbunden.
9 zeigt eine Ansicht des Einsatzelements 200, welche die geometrische Anordnung der verschiedenen Komponenten veranschaulicht.
Im Folgenden werden unter Bezug auf 10 in Verbindung mit einer ausführlicheren Beschreibung des zweiten Elektrodenbauteils 203 Einzelheiten der Elektrodenanordnung im Einsatzelement 200 beschrieben.
Das zweite Elektrodenbauteil 203 ist dafür eingerichtet, dass es einen elektrischen Kontakt mit jedem einzelnen aus einer Vielzahl in den Aufnahmen 401 befindlicher Gelstreifen 500 herstellt, sodass jedes elektrische Signal der Gelstreifen 500 einzeln gesteuert und/oder überwacht werden kann.
10 zeigt, dass das zweite Elektrodenbauteil 203 ein zweites Gehäuse 1000 aufweist, in welchem die einzelnen elektrischen Kontaktfedern 702 angeordnet und elektrisch voneinander getrennt sind. Jeder der Kontakte 702 kann getrennt mit einer (nicht gezeigten) Schaltlogik im Innern des Gelelektrophoresegeräts 100 verbunden sein, die zum Bereitstellen von Steuersignalen und zum Verarbeiten der durch die einzelnen Kontakte 702 festgestellten Messsignale dient.
Eine solche Schaltung kann in Form einer integrierten Schaltung (integrated circuit, IC) bereitgestellt werden, die nach der Siliciumtechnologie hergestellt oder herkömmlich verdrahtet sein kann. Eine solche Schaltung kann auf einer Leiterplatte (printed circuit board, PCB) angebracht sein.
10 zeigt nicht, dass das zweite Elektrodenbauteil 203 einen elektrischen Kontakt mit mindestens drei Gelstreifen 500 in den Aufnahmen 401 herstellen kann, wobei mindestens zwei der mindestens drei Gelstreifen 500 zu einer Gruppe von Gelstreifen 500 zusammengefasst werden können. Das zweite Elektrodenbauteil 203 kann dann ferner gleichzeitig einen elektrischen Kontakt mit den zu einer Gruppe zusammengefassten Gelstreifen 500 herstellen, sodass die elektrischen Signale der zu einer Gruppe zusammengefassten Gelstreifen 500 gemeinsam gesteuert und/oder überwacht werden können.
Mit anderen Worten, die Funktionalität der Einzelkontakte des zweiten Elektrodenbauteils 203 kann in der Weise noch weiter verfeinert werden, dass ein Einzelkontakt mit verschiedenen Gelstreifen 500 möglich ist, aber außerdem auch verschiedene Kontaktfedern 702 zu einer Gruppe zusammengefasst werden können, um die Gelstreifen 500 innerhalb dieser Gruppe, aber unabhängig von den nicht zu dieser Gruppe gehörenden Gelstreifen 500, gemeinsam zu steuern oder auszulesen. Innerhalb des Gelelektrophoresegeräts 100 kann auch eine (nicht gezeigte) Schalteinheit bereitgestellt werden, welche flexibel eine Vielzahl von Kontakten 702 schaltet oder miteinander verbindet, um eine benutzerdefinierte Messumgebung zu schaffen.
Bei den in den 1 bis 10 gezeigten Ausführungsarten kann in dem Gelelektrophoresegerät 100 eine (nicht gezeigte) elektrische Steuereinheit bereitgestellt und mit dem zweiten Elektrodenbauteil 203 verbunden werden, um ein elektrisches Signal an die in den Aufnahmen 401 befindlichen Gelstreifen 500 anzulegen, die von anderen Gelstreifen 500 in anderen Aufnahmen 401 des Einsatzelements 200 unabhängig sind.
Außerdem kann in dem Gelelektrophoresegerät 100 eine (nicht gezeigte) elektrische Überwachungseinheit bereitgestellt und mit dem zweiten Elektrodenbauteil 203 zum Überwachen eines elektrischen Signals der in den Aufnahmen 401 befindlichen Gelstreifen 500 verbunden werden, die von den übrigen Gelstreifen 500 in den anderen Aufnahmen 401 unabhängig sind.
Mittels der elektrischen Überwachungseinheit kann ein Betriebszustand des Gelelektrophoresegeräts 100 anhand der durch die elektrische Überwachungseinheit überwachten elektrischen Signale gesteuert oder geregelt werden.
Diese Überwachung und Steuerung kann zum Beispiel Folgendes betreffen: Das Erkennen einer Dehydratation (das heißt, eines Feuchtigkeitsverlustes) eines der in den Aufnahmen 401 befindlichen Gelstreifen 500, die Rehydratation (das heißt, das Zuführen von Flüssigkeit) mindestens eines der in den Aufnahmen 401 befindlichen Gelstreifen 500, das Erkennen eines Kurzschlusses der in den Aufnahmen 401 befindlichen Gelstreifen 500 (zum Beispiel, indem erkannt wird, dass ein elektrischer Strom im Gelstreifen 500 einen Schwellenwertes überschreitet), das Erkennen einer Anzahl der in den Aufnahmen 401 befindlichen Gelstreifen 500 im Gelelektrophoresegerät 100 (zum Beispiel durch Erkennen der Anzahl der Gelstreifen 500, in denen ein elektrischer Strom fließt), das Erkennen mindestens eines Messparameters (zum Beispiel eines elektrischen Stroms, einer elektrischen Spannung oder eines elektrischen Feldes als Grundlage zur Regelung der Versuchsbedingungen), das Auswerten eines Fehlers im Gelelektrophoresegerät 100 (zum Beispiel, indem erkannt wird, dass ein elektrischer Strom im Elektrophoresegerät 100 unter einen Schwellenwert gefallen ist), Einstellen mindestens einer Pufferkonzentration im Gelelektrophoresegerät (wenn zum Beispiel erkannt wurde, dass der durch einen der Gelstreifen 500 fließende Strom aufgrund einer zu hohen Salzkonzentration in einem Puffer zu hoch ist), oder das Beenden einer Messung in den Gelstreifen 500 im Gelelektrophoresegerät 100 (zum Beispiel aufgrund eines Strom- oder Spannungsmusters in einem der Gelstreifen 500, das die Beendigung des Elektrophoreseprozesses im Gelstreifen anzeigt).
Im Folgenden werden unter Bezug auf 11 eine Detailansicht und ein Querschnitt durch einen Teil des Einsatzelements 200 erläutert.
11 zeigt eine ausführlichere Darstellung der geometrischen Anordnung der Aufnahmen 401 für Gelstreifen und der Stege 402. Ein Unterteil jeder der Aufnahmen 401 für Gelstreifen weist eine Bodenplatte 1100 mit geringer Wandstärke auf. An die waagerechte Bodenplatte grenzen im Wesentlichen senkrechte Wandteile 1101 an, die zusammen mit der Bodenplatte 1100 einen Teil zum Aufnehmen der Gelstreifen 500 definieren. Oberhalb der senkrechten Wandteile 1101 steht ein nach außen geneigter Wandteil 1102 bereit, der die Aufnahme des Zellenrahmens 600 unterstützt.
12 zeigt, von unten gesehen, ebenfalls eine Detailansicht der vom Einsatzelement 200 abgenommenen zweiten Elektrode 203.
12 zeigt Federn 1201 an seitlichen Teilen des im Wesentlichen U-förmigen zweiten Elektrodenbauteils 203, die mit seitlichen Teilen des Trägerelements 400, das heißt mit dessen Seitenwänden, gekoppelt und daran befestigt werden.
Ferner werden an einem Unterteil des zweiten Elektrodenbauteils 203 hakenförmige Elemente 1200 bereitgestellt, die in entsprechend geformte Befestigungselemente 1202 an einem Unterteil des Einsatzelements 200 eingreifen.
13 zeigt eine Detailansicht eines Zellenrahmens 600, der eine Vielzahl von Kavitäten 601 aufweist.
Auf der rechten Seite von 13 ist zu sehen, dass die Kavitäten 601 an einer Unterseite offen sind, damit zwischen einem unterhalb des Zellenrahmens 600 angeordneten Gelstreifen 500 und der in einer der Kavitäten 601 befindlichen Flüssigkeit ein direkter Flüssigkeitskontakt entstehen kann. Außerdem sind die Seitenwände der Kavität 601 schräg nach innen geneigt, damit sie mit den entsprechend geformten Aufnahmen 401 für Gelstreifen des Einsatzelements 200 in 11 zusammentreffen.
Im Folgenden wird unter Bezug auf 14 die Anordnung des ersten Elektrodenbauteils 201 ausführlicher beschrieben.
Oben wurde bereits erwähnt, dass das erste Elektrodenbauteil 201 in einem Gehäuse 701 bereitgestellt wird und an einer seitlichen Position einen Permanentmagneten 700 als magnetisches Verriegelungselement zum Verriegeln des ersten Elektrodenbauteils 201 mit einem am Unterteil einer der Schienen 104, 106 des Gelelektrophoresegeräts 100 angebrachten ferromagnetischen Streifen aufweist.
An einem Seitenteil des Gehäuses 701 ist ein elektrischer Kontakt 301 bereitgestellt, der mit dem elektrischen Kontakt 107 an der Schiene 104 oder mit dem elektrischen Kontakt 108 an der Schiene 106 verbunden werden kann. Die erste Elektrode 201 kann am Einsatzelement 200 oder der Schale eingerastet werden, die mittels einer Federpassung 1401 gehaltert werden kann, die an einem oder an beiden Seitenteilen des ersten Elektrodenbauteils 201 angebracht sein kann.
Wenn das erste Elektrodenbauteil 201 bei dieser Anordnung an dem mit dem Gelelektrophoresegerät 100 verbundenen Einsatzelement 200 angebracht ist, kann eine magnetische Verriegelung zwischen dem magnetischen Element 700 und dem ferromagnetischen Streifen bewirkt werden.
Ferner zeigt 14, dass das erste Elektrodenbauteil 201 gleichzeitig einen elektrischen Kontakt mit allen Gelstreifen 500 herstellt, sodass die elektrischen Signale der Gelstreifen 500 gemeinsam geregelt und/oder überwacht werden können. Zu diesem Zweck ist eine Unterseite des ersten Elektrodenbauteils 201 mit Kontakten versehen, die elektrisch miteinander und mit dem Kontakt 300 verbunden werden können, der mit dem streifenförmigen Kontakt 107 oder 108 der Schiene 104 oder der Schiene 106 verbunden werden kann. Zum Beispiel können die Kontakte 1400, 300, 107 ein Hochspannungssignal an die in den Aufnahmen 401 befindlichen Gelstreifen 500 anlegen.
15 zeigt eine Ansicht des ersten Elektrodenbauteils 201, sodass der gemeinsame elektrische Kontakt 300 genauer zu erkennen ist. Ferner ist in 15 zu erkennen, dass an einer seitlichen Position des ersten Elektrodenbauteils 201 ein Permanentmagnet 1500 als magnetisches Verriegelungselement angebracht ist, um zusammen mit einem in der Innenseite der Schiene 104 angebrachten ferromagnetischen Streifen eine magnetische Verriegelungskraft zu erzeugen, wenn das erste Elektrodenbauteil 201 am Gelelektrophoresegerät 100 angebracht ist.
Im Folgenden wird unter Bezug auf 16 eine Ansicht eines Teils des Gelelektrophoresegeräts 100 und eines Teils des Einsatzelements 200 von unten beschrieben.
16 zeigt die Ansichten der ersten Plattform 103 und der zweiten Plattform 105 von unten. Auf der Oberseite der ersten Plattform 103 ist das Einsatzelement 200 eingesetzt. Auf der Oberseite der Plattform 105 und somit in der zweiten Aufnahme 102 für Einsatzelemente ist ein weiteres Einsatzelement 1600 eingesetzt.
Die Schienen 104, 106 sind in 16 nicht gezeigt. Es ist jedoch zu sehen, dass an einem Unterteil der Schienen 104, 106 ferromagnetische Streifen 1601 angebracht sind, die entlang einer Längsrichtung der Gelstreifen 500 verlaufen und als magnetisches Gegenstück für den an einem Seitenteil der ersten Elektrode 201 angebrachten Permanentmagneten 1500 dienen, um die Elektrode 201 magnetisch mit dem Gelelektrophoresegerät 100 zu verriegeln.
Mit anderen Worten, der Permanentmagnet 1500 und die ferromagnetischen Streifen 1601 bilden ein magnetisches Verriegelungssystem, welches das mit dem ersten Elektrodenbauteil 201 verbundene magnetische Verriegelungselement 1500 aufweist, damit der Kontakt zwischen dem Elektrodenbauteil und den in den Aufnahmen 401 des Einsatzelements 200, 1600 befindlichen Gelstreifen 500 hergestellt wird. Der ferromagnetische Streifen 1601 dient als magnetisches Gegenstück, das mit dem Gelelektrophoresegerät 100 verbunden ist. Somit ist das magnetische Verriegelungselement 1500 in der Lage, das erste Elektrodenbauteil 201 mittels des magnetischen Gegenstücks 1601 mit dem Gelelektrophoresegerät 100 zu verriegeln.
Mit anderen Worten, die Anordnung von 16 veranschaulicht eine Elektrodenanordnung für ein Gelelektrophoresegerät 100, bei der das erste Elektrodenbauteil 201 der Elektrodenanordnung über den Kontakt 300 einen elektrischen Kontakt zu einer Vielzahl von Gelstreifen 500 herstellt. Das erste Elektrodenbauteil 201 weist als erstes Verriegelungselement den Permanentmagneten 1500 auf, der das erste Elektrodenbauteil 201 mit dem Gelelektrophoresegerät 100 verriegelt.
Das erste Verriegelungselement 1500 ist zwar als magnetisches Verriegelungselement ausgeführt, jedoch kann es alternativ als elektrisches Verriegelungselement (zum Beispiel in Form eines ferroelektrischen oder eines elektrisch leitenden Materials, an das eine elektrische Spannung angelegt wird), eines Unterdruckverriegelungselement, als einrastendes Verriegelungselement und als Hakenschloss ausgeführt werden. Der Permanentmagnet 1500 verriegelt das erste Elektrodenbauteil 201 mit dem temperaturgeregelten Trägerelement 103 des Gelelektrophoresegeräts. Es sei daran erinnert, dass die Plattform 103 mit Kühl- und/oder Heizelementen wie beispielsweise einer Heizspule oder einer Peltier-Kühleinheit ausgestattet sein kann.
In den 16 und 7 ist zu sehen, dass der Permanentmagnet 1500 bzw. der Permanentmagnet 700 an Seitenteilen des Gehäuses 701 des ersten Elektrodenbauteils 201 angebracht sind. Außerdem weist das erste Elektrodenbauteil 201 den elektrischen Kontakt 300 zum Anlegen eines elektrischen Signals an das erste Elektrodenbauteil 201 auf, wobei der elektrische Kontakt 300 ebenfalls an einer seitlichen Position des ersten Gehäuses 701 angebracht ist.
In 16 ist zu erkennen, dass der Streifen 1601 zum Erzeugen eines Magnetfeldes im Wesentlichen parallel zum Gelstreifen 500 verläuft, sodass das erste Elektrodenbauteil 201 entlang dem Streifen 1601 zum Erzeugen eines Magnetfeldes verschoben werden kann.
17 zeigt eine weitere Ansicht eines zweiten Elektrodenbauteils 203.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Begriff „Aufweisen" andere Elemente oder Schritte nicht ausschließt und dass die Begriffe „ein" oder „eine" auch als Mehrzahl zu verstehen sind. Ferner können in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsarten beschriebene Elemente miteinander kombiniert werden. Ferner wird darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen aufgeführte Bezugsnummern nicht als Einschränkung des Geltungsbereichs der Ansprüche zu verstehen sind.

Claims

Einsatzelement (200) für ein Gelelektrophoresegerät (100), wobei das Einsatzelement (200) Folgendes aufweist: ein Trägerelement (400), das Gelstreifenaufnahmen (401) aufweist, wobei jede der Gelstreifenaufnahmen (401) zum Aufnehmen eines Gelstreifens (500) und dessen Entfernen daraus eingerichtet ist, gekennzeichnet durch: einen oder mehrere Trennrahmen (600) eine Vielzahl von Stegen (402) zwischen benachbarten Gelstreifenaufnahmen (401), die zum Befestigen jeweils eines oder mehrerer der Trennrahmen (600) zwischen zwei benachbarten Stegen (402) eingerichtet sind, wobei jede Gelstreifenaufnahme (401) zum Aufnehmen eines oder mehrerer der Trennrahmen (600) eingerichtet ist, damit dieser dicht am Gelstreifen (500) platziert wird, wobei der Trennrahmen (600) so eingerichtet ist, dass er mindestens eine mit einem Analyten gefüllte Kavität bereitstellt, die über eine Flüssigkeit mit dem Gelstreifen (500) verbunden ist.
Einsatzelement (200) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem mindestens eine der Gelstreifenaufnahmen (401) zu der Gruppe gehört, die aus einer Rille, einer V-förmigen Rille, einer U-förmigen Rille, einer Aussparung, einer Kavität und einer Vertiefung besteht.
Einsatzelement (200) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der eine oder die mehreren Stege (402) zwischen benachbarten Gelstreifenaufnahmen (401) so eingerichtet sind, dass sie die Trennrahmen durch Presspassung oder durch Einrasten befestigen.
Gelelektrophoresegerät (100), das Folgendes aufweist: ein Einsatzelement (200) nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, eine Einsatzelementaufnahme (101, 102), die zum Aufnehmen des Einsatzelements (200) eingerichtet ist, einen Gelstreifen (500), der in einer Gelstreifenaufnahme (401) des Einsatzelements (200) aufgenommen und daraus auch wieder entfernt werden kann.
Gelelektrophoresegerät (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Gelelektrophoresegerät (100) zur Fluidtrennung unter Verwendung eines angelegten elektrischen Feldes eingerichtet ist.
Gelelektrophoresegerät (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Gelelektrophoresegerät (100) so eingerichtet ist, dass es eine Trennung eines Analyten innerhalb der Gelstreifen (500) selektiv durchführt und/oder eine Trennung eines Analyten so durchführt, dass die Trennprodukte in einer in den Trennrahmen (600) enthaltenen Lösung bereitgestellt werden.
Gelelektrophoresegerät (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, das Folgendes aufweist: ein erstes Elektrodenelement (201), das an einem in einer oder mehreren der Einsatzelementaufnahmen (101, 102) aufgenommenen Einsatzelement (200) angebracht werden kann, um einen Kontakt mit einem in einer Gelstreifenaufnahme (401) aufgenommenen Gelstreifen (500) herzustellen; ein zweites Elektrodenelement (203), das an dem in der einen oder den mehreren der Einsatzelementaufnahmen (101, 102) aufgenommenen Einsatzelement (200) angebracht werden kann, um einen Kontakt mit dem in der Gelstreifenaufnahme (401) aufgenommenen Gelstreifen (500) herzustellen.
Verfahren zum Betreiben eines Gelelektrophoresegerätes (100), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Aufnehmen eines Gelstreifens (500) in einer Gelstreifenaufnahme (401) eines Trägerelements (400), Befestigen eines Trennrahmens (600) am Trägerelement (400), damit er dicht am Gelstreifen (500) platziert und über eine Flüssigkeit mit ihm verbunden ist, Füllen mindestens einer Kavität (601) des Trennrahmens (600) mit einem Analyten, und Durchführen einer Trennung eines Analyten durch Anlegen eines elektrischen Feldes, sodass die Trennprodukte in einer im Trennrahmen (600) enthaltenen Lösung bereitgestellt werden.