DE7035901U - Ultra-zentrifugen rotor. - Google Patents

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PATENTANWÄLTE TEtEFON!) SAMMEL-NR. 22534» TELEGRAMME? ZUMPAT POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN »1(39'

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St/th

SOUTH AFRICAN IWfMTLGES !DEVELOPMENT CORPORATION, Pretoria/Südafrika

Zültra-Zentrifugen Rotor ¹ - \ *" - *"** - , , T^ ι _Ί - "^ ι -ι^^ΤΤΓ^^ τ ■ mZ ι ,.ι w

Die !Teuerung betrifft einen ültraisentrifugenrotor.

In "bekannten Verfahren zxa: Yirus-Reinigung "bedient man sich, häufig der Ültra-2entrifi3gierung bei hohen Rotor-Geschwindigkeiten zur fällung äer Yirusteilchen in konzentrierter 3?estkö,i?perform. Grippe-Virus wird zum Beispiel häufig eine Stunde oder langer bei 105 0OO g zentrifugiert· Dabei' hat man bisher das Ausmaß der Beschädigung der Virusteilclien durch solche Behandlung viel zu wenig beachtet.

Bsi der Verarbeitung von Virusiaaterial mit empfindlichem Aufbau, wie ZUQ Beispiel gewisser Vertreter der Arbo-Virusgruppe führt die Zentrifugierung bis zur Festkörper—Bildung und die nachträgliche Dispergierung des gebildeten Körpers häufig zu schweren Schädigungen der Viren.

Erankheitskeise, die durch solche Behandlung an Lebensfähigkeit einbüßen, sind zum Beispiel neurotropische Stämme der afrikanischen Pferdefcrankheit» ⁿRift-Valley-Erankheitⁿ, Gelbfieber und "Wesselsbron"-Virus. Ixbo-Virus kann dabei leicht mehr als 90 ^ seiner Infektivität verlieren. Ss hat sich nun gezeigt, daß der

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Verlust an Virus-Titer weitgehend und unmittelbar damit zusammenhängt, daß das als Festkörper konzentrierte Virusmaterial sich schwer dispergieren läßt. Selbst wenn eine Wiederdispersion ohne Zerstörung der Virusteilchen gelingt, "bleibt es immer noch schwer, die kleineren Zusammenballungen infektiver Teilchen weiter aufzuteilen. Diese Teilchen-Klumpen ergeben leicht Ungenauigkeiten bei der Durchführung physiko-chemischer Messungen an infektiven Substanzen.

Die herkömmliche !Fraktionierung in mehrere Fraktionen zum Beispiel biologischen Materials bedingt eine entsprechend mehrfache Unterbrechung der Ultrazentrifugierung, das heißt Abbremsen und Öffnen des Rotors, Herausnehmen der gefällten !Fraktion, gegebenenfalls Ausspülen des Rotors, Vorbereitung des Rotors für die nächste !Fraktionierung, Schließen des Rotors und Beschleunigen aus dem Stillstand zur Iraktionierungsgeschwindigkeit. Diese Arbeitsweise ist nicht nur unbequem, sondern der Zeitaufwand ist überhaupt unerwünscht, wenn man empfindliches Material verarbeitet, ganz abgesehen von der erhöhten Gefahr der Verunreinigung.

Aufgabe der Feuerung ist die Schaffung eines Ultrazentrifugenrotors zur bequemen und schonenden Ultrazentrifugierung empfindlichen Materials insbesondere von Virusmaterial; insbesondere ermöglicht die !Teuerung die v/irksame Konzentration empfindlicher Stoffe wie zum Beispiel Virusmaterial in dickflüssiger Konzentratform anstelle der herkömmlichen !Festkörper. !Ferner ermöglicht die !Teuerung zwecks weitgehender Schonung des Materials, insbesondere Beschleunigung des Reinigungs- und Konzentrationsvorganges die Zentrifugierung in aufeinanderfolgenden koaxialen Pällungszonen ohne Unterbrechung der Rotation und ohne Öffnung des Rotors.

In einer besonders vorteilhaften Ausbildung der !feuerung ergibt sich eine weitere Schonung des Materials durch die Ultrazentrifugierung dünner ^lüssigkeitsschichten, wodurch die Wanderungsdistanz der zu fallenden Seilchen bis zur !Fällungs— Oberfläche (Pällungsstrecke) erheblich verringert wird.

Insbesondere ermöglicht cTie Neuerung die Fraktionierung von Virusmaterial unö dergleichen "bei verhältnismäßig geringen Kötorgeschv/inäigkeiieii und di& Fällung der Seuchen auf einer i2 Verhältnis zum Flüssiigkeitsvolumen großen Fällungsoberfläche.

Aufgabe der Neuerung ist ferner die Verwendung der Zentrifugalreaktion zur Förderung einer oder mehrerer der Fraktionen aus ©inem Rotorbereich in einen anderen Rotorbereich, v/o die Zentripetalbeschleunigung höher ist.

Der neuerungsgemäße ültrazentrifugenrotor, -vorzugsweise atosatzweisen Zentrifugierung von Flüssigkeiten, ist dadurch gekennzeichnet, daß er zwei oder mehr Kammern besitzt, deren Abstand zur Rotationsachse des P^otors zunimmt, sowie einen Durchgang für die Weiterleitung von Flüssigkeit während des Zentrifugierens von einer Kammer zu einer weiter von der Achse entfernten Kammer.

Gemäß einem v/eiteren Kennzeichen der Neuerung besitzt der TJltrazentrifugenrotor mindestens eine Fällungsfläche, die zur Rotationsachse des Rotors geneigt ist und ist der Rotor zur Förderung von gefälltem Material längs der geneigten Oberfläche in Richtung auf einen Niederschlags-Sammelbereich des Rotors eingerichtet.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Neuerung sind mehrere, koaxiale, in radialer Richtung zur Rotationsachse gestaffelt angeordnete Fällungswände in Abständen voneinander vorgesehen, die weniger als ein Viertel der Länge und Breite der Wandobex-Jläehen betragen. Diese Ausführung eignet sich insbesondere zur Abscheidung von Virusteilchen, bei der die Ultrazentrifugierung bsi einer Zentrifugal-Reaktion von weniger als 1000 g stattfindet.

In einer bevorzugten Ausführung der Neuerung ist die äußerste Wand der äußersten Kammer des Rotors zur Rotationsachse nach außen hin in Richtung auf eine Niederschlagssammelrinne geneigt.

Ferner sieht die Neuerung vor, daß in der Wand zwischen zwei von der Drehachse verschieden weit angeordneten Kammern ein Ventil

"bzw. mehrere Ventile vorgesehen sind, die sieli während der Rota— tion des Rotors, beispielsweise nach den Erreichen einer bestimmten Drehzahl, vorzugsweise selbsttätig öffnen lassen. Damit wird bezweckt, daß nach erfolgter !Fraktionierung in einer Kammer die Drehzahl erhöht werden kann und die Flüssigkeit zur Ab— trennung der nächsten !Fraktion in eine weiter außen liegende Kassier geleitet wird, zum Beispiel vollautomatisch.

Im v/eiteren soll die Feuerung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden.

Pig^ 1 zeigt einen Axialsehnitt durch eine "bevorzugte AusführungsforE des nei»arungsgemäßen TJltrazentr ifugenr ot ors j

Pig« 2 zeigt einen Axialschnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsforin eines neuerungsgemäßen TJltrazentrifugenrotorsj

Pig. 3 ist eine graphische Darstellung der Konzentrationsänderung gegen die Zeit "bei der Durchführung eines Zentrifugierungsvorganges;

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Serie von Schlieriiig-Photographien.

Geaäß Pig. 1 wird der TJltrazentr ifugenr ο tor zur zentrifugalen Fraktionierung von !flüssigkeiten normaler we is e mit der Rotationsachse 15 in senkrechter Lage verwendet. Er besitzt einen Rotor 1 rait einer ringförmigen Kammer 2 als Brennkammer. Die Esisner 2 v/ird von zwei ringförmigen konzentrischen und koaxialen Wänden 3 unterteilt. Im gezeigten Beispiel wurden diese gesondert angefertigt und nachträglich mit Hilfe von nicht gezeigten Abstandsklötzen exakt eingebaut. Die Wände 3 besitzen je eine feste Kante 50 und eine freie Kante 51. Der Rotor 1 ist mit einen mittels Schrauben 5 zwecks Schließung der Kammer 2 auf die Dichtungsringe 6 und 7 aufschraubbaren Deckel 4 versehen. Der Deckel ά "besitzt selbst drei ringförmige konzentrische Wände bzw. !Profilierungen 8 zahnförmigen Querschnitts, die im gezeigten Beispiel jeweils gegenüber den Kanten 51 angeordnet sind.

gezeigtes. !BeispieX bilden die Wände 3 sowie die Wände 8 jeweils parallele, der Achse zuge^jandte -[Flächen, auf denen die !Fällung stattfindet. Biese öer Rotationsachse zugewandten !flächen sind zur Hotationsaelise geneigt und "bilden einen engen Durchgang 9 zwischen den freien lasten 51 der "Sande 3 rand den jeweils gegenüberliegenden Wanden 8. Sas sxc£ den oberflächen niedergeschlagene Material wird somit unter Zentrifugaleinwirkung des. Durchgang 9 zugeleitet und sammelt sieb, in der Sammelrinne 10. lter Querschnitt des Spaltes 9 soll möglichst klein sein, zum Seispiel 0,5

Der Ifinkel der Wände 3 zur Eotationsaclise 15» insbesondere der fegl des ssr Hotatioissaclise ssgeaanüten Oberfläolie beträgt selnr als 0° rand weniger als 90°» Vorzugspreise zv/ischen 10° xaid 80°, insbesondere zwischen 20° und 70°, ttnd zwar 20° im gezeigten AusfüliniEigsOeispiel*

Itaren öie «asde 3 wird die Sanmsr 9 in. enge, ringförmige Kammern idtsrteilt. I&diircii v/ird die Eallungsstrecke senkreclit zur Rotationsachse nach snßen verkürzt· Diese Pällungsstrecke "beträgt vorzugsv/eise v/eniger als ein Viertel der Strecke von der festen Wandkante 50 zur freien \Jsmäkante 51 (die andere Dimension der VJando"berflache in IJiafangsrichtxtng ist größer)«

Die neuerungsgenäß verkürzte Pällungsstrecke läßt sich je nach Aostand zv/ischen des Wänden 3 oder dergleichen nach Bedarf festlegen. Sbenso läßt sich die Eörderungsgeschv/indigkeit der an den Pällungsflachen zwc Spalte 9 und Rinne 10 hinwandernden nieder schlage je Bach den 2ieiguiigsv?inkel der Wäside 3 und der äußersten Wand der Eaissier 2 "caeinflussen. Durch eine Vergrößerung des Neigungswinkels wird allerdings für einen gegeoenen Abstand der Wände voneinander die Pällungsstrecke verlängert. Soll also der ITeigtmgswinkel für eine bestimmte Anwendung größer sein, so kann es zwecfaaäSig sein, den Abstand zwischen den Wänden zu verringern Väiä in äußersten Falle ergibt sich daraus eine Kammer 2, die von einer großen Anzahl dünner, nahe aneinander angeordneter Wände im steilen Winkel zur Eotationsachse unterteilt wird.

Vorzugsweise ist der Abstand der !fände 3 zur Aelise mindestens so groß ICiQ vorzugsweise erheblich größer als Sie radiale Breite der Kammer 2.

Der Ector 1 wird laittels Bolzen 11 auf einen Sockel 12 montiert, der seinerseits aid: die Antriebsachse der Zentrifuge paßt.

Verwendung der Vorrichtung v?ird die zu trennende Suspension in die Kammer 2 eingefüllt und der Deekel 4 geschlossen. Dabei empfiehlt es sich, die Kammer 2 "bis zur Oberkante der Wände 3 zu füllen. Während des Zentrifugieren nimmt die Plüssigkeitsoberflache die von der strichpunktierten JjcLnie 13 angedeutete Iagfe an»

, In der Rinne 10 ist ein angerauhter Ring 16 aus massivem Polyamid angebracht. Dieser verhindert eine Wiederaufsehwemsung der ausgeschiedenen Fraktion bei eiser Geschwindigkeitsänderung des Rotors, insbesondere, wenn der Rotor zum Stillstand gebracht wird. Die angerauhte Oberfläche des Ringes gestattet das Vorbeifließen des Niederschlags während der Srennung. Statt der Aprauhung können auch Rillen oder Seine Profilierungen vorgesehen sein·

Gemäß Fig. 2 besitzt der Rotor 1 eine Anzahl ringförmiger Kammern 22, 23 und 24, die koaxial angeordnet sind. Dadurch ist der Rotor um die Drehachse ausgewuchtet. Wie in Fig. 1 ist ein Deckel 4 vorgesehen. In der Wandung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kammern sind Ventile angeordnet, und zwar Ventile 25 zwischen den Kammern 22 und 23 und Ventile 26 zwischen den Kammern 23 und 24. Jedes Ventil "besitzt eine Ventilkegel 27 unter dem Federdruck einer Feder 23 in Richtung zum Ventilsitz der Ventilöffnung 29. Die letzte Kammer 24 entspricht im wesentlichen der Kammer 2 gemäß Fig. 1 einschließlich der Zwischenwände 3 und der Niederschlag-Sammelrinne 10.

Im Bereich der Sammelrinne 10 befindet sich ein Dichttmgsiiiög. 17 aus elastischem Material, zum Beispiel Gummi, zwischen dem Rotor 1 und dem Deckel 4* Der Rotor ist ent&pgeelsend ausgespart*

Der Ring 17 besitzt einen elastischen Plansch 18, der sieh nach Überschreitung einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit vom Rand 19 zwischen der Kammer 2 und der Rinne 10 abliebt und dann den Durchfluß der schweren Praktion in die Rinne 10 gestattet. Beim Abbremsen des R.otors kehrt der Plansch 18 wieder in ssine ursprüngliche Lage zurück und sperrt somit die Rinne 10 gegen die Kammer 24 ab und verhindert damit die Vermischung der Praktion mit der Rest-Plüssigkeit. Die von der schweren Praktion aus der Rinne 10 verdrängte Luft entweicht durch Lüftungslöeher 20.

Die Rinne 10 kann auch im Deckel 4 angebracht sein, was in machen Pällen die Herausnahme des Niederschlags erleichtert.

Als weitere Möglichkeit zur Verhinderung der Rückvermischung des Niederschlags mit der Rest-Plüssigkeit können in der Rinne 10 radiale Querwände angebracht sein» die so nahe nebeneinanderliegen, daß sie einen ausreichenden Widerstand gegen die Spülwirkung der Restflüssigkeit beim Nachlassen der Rotorgeschwindigkeit bilden.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Plansch 18 sich nicht vom Rand 19 abhebt, sondern stattdessen mit einer Anzahl Öffnungen versehen ist oder sogar porös oder gar netzartig ausgebildet ist, wobei die Öffnungen bzw. Poren zwar den Niederschlag durchsickern lassen, gegen die Restflüssigkeit aber genügend abschirmen, um die Rückvermischung zu verhindern«

Der Rotor 1 wird auf eine Achse 30 aufmontiert und besitzt einen sich nach außen hin parabolisch verjüngenden Querschnitt zur ■"erringe rung der zentrifugalen Spannungen im Rotor.

Die Mutter 32 preßt den Rotor 1 auf die Achse 30. Eine Schraube 31 wird von der entgegengesetzten Seite in die Mutter 32 eingeführt und preßt den Deckel 4 auf den Rotor 1. Eine Anzahl Dichtuögsringe 33 bewirkt die Abdichtung zwischen Deckel und Rotor.

Am Außenumfang wird der Deckel 4 durch acht weitere Schrauben auf dem Rotor 1 festgeschraubt. Die Spannung der Pedern 28 wirfl

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mittels der durchbohrten Schrauben 34 eingestellt.

Gehärtete Filterpapierstreifen A und B (gestrichelt) werden an der äußersten Wandfläche der Kammern 22 und 23 angebracht, ehe das zu trennende Gemisch in die innerste Kammer 22 eingeführt wird. Der Rotor wird dann zunächst auf eine Geschwindigkeit gebracht, bei der das erste Ventil 25 noch geschlossen bleibt, und bei der eine erste Trennung stattfindet. Her erste Niederschlag der am leichtesten abtrennbaren Teilchen wird auf dem Filterpapierstreifen A ausgeschieden üsd feS-t gehalt en.

Her Rotor wird dann beschleunigt, bis sich das Ventil 25 unter der Zentrifugalwirkung öffnet und die Restflüssigkeit aus der Kammer 22 in die Kammer 23 fließt. Da der Umfang der Kammer 23 um die Drehachse größer ist als der der Kammer 22, ergibt sich in der Kammer 23 wiederum eine geringere Schichtdicke der Flüssigkeit und somit eine kürzere Fällungsstrecke. Hierdurch und durch die höhere Geschwindigkeit und die größere Entfernung zur Rotationsachse werden nun Bestandteile der Flüssigkeit nit wesentlich geringerer Sedimentationsgeschwindigkeit niedergeschlagen und im Filterpapier B gesammelt. Dann wird die Geschwindigkeit des Rotors noch weiter erhöht, bis sich das Ventil 26 zwischen der Kammer 23 und 24 öffnet. Es findet dann eine vieltere Trennung statt in ähnlicher Weise wie bereits für Fig. beschrieben wurde.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind in beiden Kammern 22 und 23 im Bereich A und B, vorzugsweise anstelle der Filterpapier streif en iTylonnetze 40 angebracht. Die feinmaschigen ITylonnetze 40 gestatten den Durchgang des Niederschlags der auf den Wänden A und B hängen bleibt. Beim Beschleunigen oder Abbremsen des Rotors in der Gegenwart von Restflüssigkeit schützt das Hylonnetz den niederschlag gegen die Spülwirkung der Restflüssigkeit und verhindert die Rückvermischung. ITacndem der Rotor endgültig zum Stillstand kommt, wird der Deekel 4 abgehoben und werden die liylonnetze 4-0 sorgfältig extrahiert. Der übrige niederschlag wird von den Wänden A und 3 mit einer Klinge abgekratzt. Dadurch verhindert man eine Verunreinigung

der Niederschläge nit Papierfasern.

Beispiel 1

Der folgende Versuch wurde mit einer Versuchsanordnung gemäß Fig· 1 dlurehgefi&rt, deren Durchmesser 17,5 cm betrug.

Eine verdünnte Suspension riesiger Haeinocyanine aus Burnupera cincta, S20w-90 wurde 3 Stunden lang "bei 12 000 Umdrehungen pro Hinute zentrifugiert, das Ausgangsvolumen betrug 4-0 ml und das Protein wurde in einem Volumen von 1 ml in der Sammelrinne 10 gesammelt.

Hieraus lassen sicli die Bedingungen zur Konzentrierung anderer Stoffe bzw. von Viren in der gleichen Zeit errechnen. Um einen Viriis mit 32Qvr=3C in der gleichen Zeit im gleichen Ausmaße zu konzentrieren, benötigt wyn eine Umdrehungszahl

u =y|£ χ 12 000 U.p.m.

Ba die Pällungskoeffizienten der meisten Viren erheblich höher sind als 90 Sveobergs, lassen sich die für die Konzentration "benötigten Rotationsgeschwinöigkeiten leicht errechnen.

Durch eine zweite Behandlung unter gleichen Bedingungen erreicht can die basten durch die äifferentielle Ultrazentrifugierung erhältlichen Reinheitsgrade des Virussnaterials.

Durch die große SSllungso'cerfläche im Rotor erreicht man eine schnelle Jfotrennung der Seilcnen. Die gefällten ^Teilchen brauchen nur die kurze !fallstrecke zwischen den Wänden zu durchwandern und rutschen dann unter Zentrifugalwirkung an der !cLllungsoDsrfläehe entlang.

Each Beendigung der Zentrifugierung wird die Matterflüssigkeit aus der Zazsner 2 sowie äem oberen Seil der Sinne 10 entzogen.

Der Niederschlag "befindet sich izatexhalo der ringfönaigen, lose in. die Bizme 10 eingelegten PolyaHiäsdmur 16, die "bei

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einer Geschwindigkeitsänderung des Rotors insbesondere am Ende der Zentrifugierung eine Wiedervermi.schung cEes Niederschlags mit der Flüssigkeit verhindert. Diese Schirar wird mit einer Pinzette herausgehoben und der niederschlag läßt sich nun mit einer Pasteur-Pipette entfernen. Das Virusmaterial ist nun etv/a 40-fach konzentriert. Das Konzentrat wird vorzugsweise wieder verdünnt und unter den gleichen Bedingungen wie vorher zentri~ fugiert* Der endgültige Reinheitsgrad ist dann sehr hoch. In der folgenden Tabelle werden bevorzugte Rotorgeschwindigkeiten zur Entfernung von 90$ der Infektivität aus verschiedene^. Substanzen angegeben.

Tabelle 1

Rotati ons geschwindigkeit zur Abtrennung von 90 bis 99 i° der gewünschten Substanz aus einem Volumen von 35 ml bei 4°C aus 10biger Kochsalzlösung in 2 1/2 Stunden

Stoff S20w U. p.M.

Burnupera eineta, Haemoeyanine Poliovirus	89 - 91 155	12 9	500 150
Afrikanische Pferde- Krankhe it-Virus	550	4	860
Grippevirus	690	4	360

I¹Ur die obengenannten Umdrehungsgeschwindigkeiten eignet sich ein Rotor aus Polyamid. Die Umdrehungsgeschwindigkeiten zur Entfernung von mindesten 90 $ leichterer Teilchen bzw. Moleküle läßt sich in ähnlicher Weise erreichen. Hierfür werden, höhere Zentrifugalkräfte benötigt, und somit muß auch der Rotor aus einem stärkerem Iriaterial wie Duralumin ium oder Titan hergestellt sein.

Beispiel 2

¥esselsbron-Yirus wurde durch irännschioht-XJltra-Sentrifiigiertmg in der Vorrichtung g^mäß Eig. 1 konzentriert. AnsgangsvoliEien

35 ml; Temperatur 4⁰C; Zentrifugierdauer 3 Stunden. (In Tabelle 'stellt Vo/Vo das Verhältnis des Konzentratvolumens zum Ausgangsvoluinen dar, und "Titer" 0/C das Verhältnis der Titer des Aus« gangsmaterials und des Konzentrats als negativer Logarithmus von LDn₀; "Resttiter" ist der Resttiter der Mutterflüssigkeit nach der Zentrifugierung.

TCP war eine G-ewebekultur-Plüssigkeit und m ein infiziertes Maushirn (Extrakt).

Aus gangsmat er ial	Vc/Vo	Umdr	.pro Minute	Titer	0/C	Rest-Titer
TCE	0,166	10	000	5,9	6,8	3,8
m	0,143	10	000	6,5	7,5	4,2
m	0,10	12	500	5,6	6,5	3,5

m 0,05 10 000 6,4 7,8 4,5 m 0,043 12 500 5,5 7,0 3,8

m 0,043 12 500 6,5 8,6 5,1

Die Ausbeute war fast quantitativ.
Beispiel 3

Grippe Virus wurde durch Dünnschicht-Ultrasentrifugierung in der Vorrichtung gemäß Pig. 1 konzentriert. Zentrifugierdauer 3 Stunden bei 4°C Als Ausgangsmaterial wurde Eidotterflüssigkeit verwandt·

Das Ausgangsvolumen wax 35 si, das Konzentrat-Volusien 1,5 Hl, es wurde bei einer "uir-drehungszahl von 5000 ündrehun^en pro Hirrate gearbeitet. Die Häsioaglxitination des Äusgangssaterials war 10 χ 2', öie des Konzentrats 6 χ ΙΟ"* und die der Restflüssigkeit 1 χ 10³.

Das Ergebnis zeigt deir&lieh. öie Vorteile äes ISmv.&eh±ehi— IJltrazentrifugier—Verfahrens. Der Virus wurde quantitativ bei geringer Drehzahl in ein kleines ElüssigkexissvoltiHen eingeengt. Die elektro—mikrograf isehe untersuchung des gereinigten I-iaterials

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ergab keine Schädigung der Virusteilohen. Beispiel 4

Hämoeyanin aus Burnupera eine ta wurde konzentriert unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3, "bis anx die Sotorge— schwind igke it, (15 000 Umdrehungen pro Minute). Die Anreicherung wurde durch UY Absorption "bei 28 h¹¹ bestimmt. ¥ie ini Beispiel 3 ergaben 35 ml Ausgangsmaterial 1,5 ml Konsentrat tmd das Konzentrat ions verhältnis war 0,21:4,70. Die Konzentration in der Restfliissigkeit war 0,05.

Beispiel 5

Die Sedimentations-Geschwindigkeit wurde untersucht* Hierzu wuräe Eämoeyanin aus Burnupera eine ta bei konstanter Rotorgeseiiwindigkeit zentrifugiert und die Abnahme <?er relativen Proteinkonzentration in der Restflüssigkeit durch. JJV Absorption in Abständen gesessen und in J?ig. 3 aufgetragen* Der negative Logarithmus der Hestkonzentration c gegen Zeit t ergibt eine gerade Linie, deren ITeigung proportional zum Sedimentationskoeffizienten ist. Somit genügt es«einen Rotor für eine Substanz mit bekannten Seäiiaentationskoeffizienten bei einer einzigen bekannten Rotor— geschwindigkeit zu standardisieren, danach lassen sich die Sedisentationskoeffisienten anderer Körper bestimmen« Die Richtigkeit dieser Feststellung wurde durch Vergleichsversuch mit einem bekannten Virus bestätigt. Der Durchschnittswert aus zv/ei Versuchen war 160 Svedbergs. Der mit einer handelsüblichen analytischen Ultra-Zentrifuge bestimmte Viert betrug 155 S.

3eist>iel 6

Es wurden zwei Proteine mit- unterschiedlichen Sedimentationskoeffizienten getrennt,und zwar zwei Hämocyanine aus Jasus lalandii und aus Burnupera cincta. Ein Gemisch der beiden Proteine wurde in Kochsalzlösung gelöst und in einem Rotor gemäß Fig. 1 "bei 16 000 Umdrehungen pro Hinute zentrifugiert. In regelsaSigen Seitäbstäsaexi vraräen Proben (5er Restflüssigkeit; entnonmeü und jeweils unter gleichen Bedingungen in der analyti-

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sehen ultrazentrifuge zentrifugiert, üg. 4 zeigt Kopien der SeÜüering—Photograpaien dieser Tsdbsnm Die Bilder a, "b, C₅ d und e zeigen die Srgeonisse vor der Zentrifugierung, nach 30 Hinuten, nach 45 Minuten, 60 Missten und 90 Minuten· Ss sind zwei Spitzen 37 umd 38 zu sehen, von denen die zweite iisner kleiner wird und Bach 90 Minuten praktisch versehwanden ist.

Der niederschlag, das heißt der Bestandteil der zweiten Spitze 38 wurde nach. 90 Minuten der Sansnslrinne entnommen, im Verhältnis 1:5 verdünnt xmd in einer analytischen Ultrazentrifuge zentrifugiert. Bilder f, g, h. und i stellen die Seliliering'-Thotographien 22ach 0, 8, 16 tmd 24 Minuten "bei 16000 Umdrehungen pro Minute dar.

Die Bestandteile des synthetischen Gemisches "besaßen die folgenden "bekannten Sedisentations-Koeffizienteni Jasus lalandiiS20w = 16
3urnupera cineta S20w = 89 und 91*

Beispiel 7

Ein Gemisch, von Bunmpera cineta und Jasus lalandii in Kochsalzlösung wurde in einer Vorrichtung gemäß Pig. 2 zentrifugiert und Merzt* zvcnäxihst in die innerste Kammer 22 eingefüllt. Im laufe der allmählichen. Beschleunigung des Rotors wurde die Restflüssigkeit der aus der Kammer 22 zunächst durch Ventil 25 in die Kasser 23 übertragen» Kurz vor Erreichen der maximalen Rotorgeschwindigkeit wurde die Restflüssigkeit aus Kammer 23 durch Ventil 26 in die "Letzte Kammer 24 geleitet. Hach Beendigung der Praktioimierung in der letzten Kammer wurde der Rotor zum Stillstand gebracht und geöffnet, die Niederschläge auf den Piiterpapiers^reifen A vtnü B der Kammern 22 und 32 sov/ie aus der Rille 10 in Bereich C wurden gesammelt. Ebenso wurde die Restflüssigkeit aus fieri Bereich D in der Rille 10 und aus Bereich E der Kasaner 24 gesacselt. Die elektromikroskopische Untersuchung "bei SOOOO-fachex' Vergrößerung zeigte, daß eine sehr gute fraktionierung stattgefunden hat. Die auf Filterpapier A gesammelte ΐχοΐίίθ freg-fcand im wesentlichen aus zerstörten Zellkernen WaS faserigem iiatexiäl, Te^hal^niSEiaSis groben S&ilohen* Der ITiedersehXag; auf ?lltei?papier B bestand im wesentlichen aus 'Teil-

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chen sit einem Unreissesser swiseiien 0,5 bis 1 ζ 10""¹" um. !Der niederschlag ia Bereieii C der Saxaselrinne 10 bestand nanptsaehlidi aiis Bibososen isit einem Dnrehaesser sv7isclien 0,2 tmd 0,25 s 10~⁴ 32a.

3>ie Bestilüssigkeit axis dea Bereieh S de:r Eammer 24 bestand im wesentlichen axis norHs.le« Serrmibestandteilen wie Eiweiß "und Hasoglobiilissn "nnd öergleielien wesentlich kleinerer Seilciten-

Die HesTjflüssigkeii; aus Bereieii Ό der Sasnaelrinne 10 \itirde nielit genau tmfeersuclit, entliieli; aber ofiensielrtlicli etwas größere Seilclien als öle Esstflüssigkeit der Eamsier 24*

Ss sei "besonders daratif Msgev/iesen, daß sämtliene "besel2rie"benen Beispiele in einen Geschvmiäigkeits'Dereicli des Rotors Zifiscnen 4000 und 13 000 "Gmärelmngen pro Kirnxte fitirciigefuhrt werden» v/as wesentlich weniger ist als die wesentlich höheren TJmdrelitmgsgesehwindigkeitexi 2»andelsiiblieher anal3rtisc2ier Sentrifngeux, 3.B. über 30 000 Tfedrehtmgen pro löinute, die ein Konzentrat in Festkörpsrforn ergeben, das sich nicht oiine Schäöigung des Yirusi^terials dispergieren läßt.

Claims (1)

1. Selmizaasprüelie

   1, ültra-zentrifugen—Rotor,, gekennzeichnet durch zwei oder mehr ±n verschiedenen Abständen zur Rotationsachse (15) fles Rotors (1) angebrachte laimnern (2, 3, 10 "bzw. 22, 23, 24, 20) und Bsreägäsge (9, 25₅ 26, 2) zur Weiterleitung Einäestens einer j?rafction. vrährenä des Sentriiugierens aus einer Eaisaer in eine andere, von der Rotationsachse entfernte Saunnsr .

   2· itstor gessB jlsspimcli. 1, ä a d s r c h gekennzeichnet, öaß eine oder mehrere der Kammern (2, 10, 22, 23, 24) ringförmig um die Rotationsachse (15) herum angeordnet sind·

   3- Rotor geEaß eines der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen mindestens zwei der Eamssrn eine 5Sllungs-¥and (3, 8) !befindet, deren der Rotationsachse (15) zugewandte Seite eine zur Rotationsachse geneigte Pällungsoberflache "bildet, und daß eine Durchgangs— spalte (9) für eine gefällte Fraktion längs ^er freien Kante (51) äer Wand gebildet wird, Öle sich im Bereich der Oberfläche befindet, die aji v/eitesten von der Rotationsachse (15) entfernt liegt.

   4. Rotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Oberfläche zur Rotationsachse (15) zv/ischen 10^Dund 70^D beträgt.

   5. Rotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennze ichnet, daß mehrare der 3?ällungs-V/ände (3) in radialen Abständen zueinander vorgesehen sind.

   6. Rotor nach Anspruch 5» dadurch gekenn-

   zeichnet, daß die freien Kanten (51) sämtlicher Wände

   (5) im wesentlichen in einer BbeS© senkrecht zur achse (15) des Rotors (i) liegen.

   7. Rotor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der geneigten EäXlungsoberflächen koaxial und parallel zueinander angeordnet s±nä.

   8. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7₉ dadurch

   ge kennze lehnet, daß die äußerste Begrensungs— fläche der am weitesten von der Rotationsachse (15) entfernten Kammer (2) zur Rotationsachse geneigt ist und sach außen hin ia einer Sammelrinne bzw. Aussparung (10) endet.

   9. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennze lehnet, daß als Durchgang für die Rest— flüssigkeit zwischen zwei Kammern ein Durchgang mit einer Ventileinrichtung (25» 26) vorgesehen ist und daß sich die Ventileinrichtung während der Rotation des Rotors (i) öffnen läßt.

   10. Rotor nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (25, 26) unter Federdruck steht und der Federdruck die Zentrifugalreaktion vorausbestimmt, bei welcher das Ventil selbsttätig öffnet.

   11. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Rückvermischung verhindernde Abschirmeinrichtung zwischen dem Sammelbereich für die gefällte Fraktion und dem Bereich der Restflüssigkext vorgesehen ist.

   12. Rotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Abschirmeinrichtung im Sammelbereich für die gefällte Fraktion ein für die gefällte Fraktion durchlässiges ITetz (40) oder dergleichen angebracht ist.

   13. Rotor nach Anspruch 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Sammelrinne (10) für die gefällte Fraktion eine Abschirmeinrichtung (1*5 otfer 18) vorgesehen ist.

   14. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere für die absatzweise Ultrazentrifugierung flüssigen Materials mit einer Pällungsoberfläche für die gefällte Reaktion, dadurch gekennzeichnet, daß die 3?ällungsoberfläche zur Rotor-Rotationsachse (15) geneigt ist Und eine Gleitfläche für das gefällte Material aus einem! näher zur Achse liegenden Bereich in einem weiter von der Achse entfernten Fraktions-Samme!bereich bildet*

   15. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung gemessene Breite der Kammern weniger als ein Fünftel der übrigen Dimensionen der Kammer beträgt.