DE842863C

DE842863C - Chromatographische bzw. elektrophoretische Vorrichtung und Verfahren

Info

Publication number: DE842863C
Application number: DES21543A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl-Chem Dr Siegmund
Original assignee: Siegmund & Co Dr
Current assignee: Siegmund & Co Dr
Priority date: 1951-01-12
Filing date: 1951-01-12
Publication date: 1952-07-03

Description

Chromatographische bzw. elektrophoretische Vorrichtung und Verfahren Die Arbeiten von R. Consden, A. II. Gordon, A.J.P.M. artin und R.L.M. Synge (z.B.
Biochemical J. 38, 224 [1944]) haben gezeigt, daß die von den gleichen autoren erfundene Verteilungschromatographie auch in Filtrierpapierstreifen durchgeführt werden kann. dieses Arbeiten in Filtrierpapier, das zunächst zur Trennung von Aminosäuren benutzt wurde, hat auf den verschiedensten Gebieten Bedeutung erlangt, wie die umfangreiche Literatur zeigt. Von Martin und Synge wurde auch die Ionophorese von Aminosäuren in puffergetränktem silkagel beschrieben (Advances in Protein Chemistry Vol. II, 37).
Th. wieland. E. Fischer und L. Wirth haben dann die Inophorese bzw. Elektrophorses verschiedener Köproerkassen in puffergetränktem Filtrierpapier beschrieben (Nautrwissenschaften 35, 29 [1948], Ztschr. f. angew. Ch. 60, 3I3 [1948]; 62, 3I [1950], Liebigs Ann. Chem. 564, I52 [I949]). Mit dem nämlichen. Verfahren befassen sich auch die Arbeiten F. Turba und H. J.
E ne n k e 1 (Naturwissenschaften 37, 93 [1950]) und H. D. Cremer und A. Tiselius (Biochem. Z. 320, 273 [1950]) sowie von W. Grassmann und K. Hannig (Naturwissenschaften 37,397 [1950]) und H. S v e n s s o n und J. B rat t st e n (Ark. Kem. Mineral. Geol. I, 1047; Ber. Physiol. 139, 220 [1950]).
Bei allen bisher beschriebenen Verfahren oder Vorrichtungen erfolgt die Zuleitung der Reaktionslösung durch einfaches Eintauchen des Filtrierpapiers in diese; mithin ist der sich einstellende Feuclitigkeitsgrad (les Papiers durch seine kapillaren Eigenschaften und im Falle der senkrechten Anordnung durch seine Länge bestimmt. Ferner hat man keine Möglichkeit. die Strömungsgeschwindigkeit oder -richtung in dem mikroporösen Träger nach Bedarf zu verändern, was für viele Aufgaben sehr wertvoll wäre.
Ils wurde gefunden, daß man die Zu- und Ahleitung der Reaktionslösung und mit dieser gegebvenenfalls auch die Stromzuführung durch zwei auf die Enden des mikroporösen Trägers fest aufgesetzte Ansätze geeigneter Form, z. B. zwei lreite Glasröhren. vornehmen kann, die man mit bekannten Mitteln unter Druck bzw. Unterdruck setzen kann.
Der l'euchtigkeitsgehalt des Trägers wird hierbei tlurch den Druck bestimmt, unter dem sich die Flüssigkeit in den Ansätzen befindet, während zur l"rzielung einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit ein geeigneter Druckunterschied in den Ansätzen aufrechterhalten werden muß.
Unter Reaktionslösung wird hier und im folgenden einmal eine geeignete Pufferlösung. insbesondere bei elektrophoretischen Verfahren, verstanden; hei cli romatographischen Verfahren andererseits werden je nach der gestellten Aufgabe die verschiedenartigsten organischen Lösungsmittel zur Durchströmung des Trägers angewendet.
J landelt es sich darum, größere Mengen Reaktionslösung durch den Träger zu schicken, bildet man die ansätze zweckmäßig als Heber aus, deren freie Enden in Niveaugefäße, hier als Vorrats-und Auffanggefäß bezeichnet, tauchen. Der Feuchtigkeitsgehalt des Trägers wird hierbei durch die Höhe des Flüssigkeitsstandes in den Niveaugefäßen oder anders ausgedrückt, durch den Abstand des Trägers von dem Flüssigkeitsniveau bestimmt, während die Xiveauunterschiede in den Gefäßen die Strömungsgeschwindigkeit oder -richtung bedingen. Versuche haben gezigt, daß die Schärfe und geschwindigkeit ei iler Stofftrennung in starkem Maße von dem Feuchtigkeitsgehalt des Trägers ahhängen. Weiterhin läßt sich hei hinreichend langen Heber n bequem eine Kiihlung des mikroporösen Trägers mit einer wassergekühlten Unterlage bewerkstelligen, ohne daß die gleichmäßige Durchfeuchtung des Trägers durch die Berührung mit der Unterlage gestört wird.
Bei empfindlichen Proteinen reicht die Kühlung mit Leitungswasser nicht aus. Die Unterlage kann dann entweder mit Eiswasser durchströmt oder bequemer ein größerer Behälter mit dicht schließend auflegbarer Glasplatte mit zerkleinertem Eis und Wasser luftblasenfrei gefüllt werden. Der Volumänderung der Küblflüssigkeit beim Tauen des Eisse bzw. bie Erwärmung begegnet man mit einem großen Niveaugefäß. dessen Flüssigkeitsniveau geringfügig unter dem des Kühlgefäßes eingestellt wird, wodurch die abschließende Glasplatte fest angesaugt wird.
Eine andere Möglichkeit zur bequemen Bewerkstelligung der Eiskühlung besteht in der Benutzung eines großen, offenen Gefäßes, das wiederum mit Eisstückehen und Wasser gefüllt wird. Man setzt in dieses Gefäß eine Flasche (Wanne) mit ebenem boden. die z. 13. aus organischem Kunstglas hergestellt werden kann. Auf den Boden der Wanne wird der mikroporöse Träger gebracht.
In beiden Fällen lassen sich die Gefäße, die zur Aufnahme der Eisstückchen bestimmt sind, bequem so groß wählen, daß das Eis für eine normale Versuchsdauer ausreicht, auch wenn die gesamte Apparatur in einem Raum von normaler Zimmertemperatur aufgestellt wird.
Zum leichten Auf- und Abbau <1er Vorrichtung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Ansätze oder Heber mit einer porösen oder mikroporösen Platte, z. B. mit Glasfritten, abzuschließen. Bei den hier in Frage kommenden I)rucken bzw. Unterdrucken läßt eine angefeuchtete Glasfritte keine Luft hindurchtreten.
Weiter lassen sich zwei sich berührende Streifen eines mikroporösen Trägers, vorzugsweise aus Filtrierpapier, in entgegengesetztem i;iIltle durchströmen, wenn für jeden Streifen eine andere Raktionslösung und ein anderes Paar Heber verwendet werden. Die beiden Flüssigkeiten dürfen dann nicht oder nur unvollständig miteinaitder mischbar sein.
Diese Anordnung ermöglicht es, Gegenstromtrennungen durchzuführen, wobei die zu trennende Probe in der besagten Berührungsfläche aufzubringen ist.
Die Zeichnungen veranschaulichen die unter Benutzung der im Vorstehenden beschriebenen Prinzipien konstruierten Vorrichtungen.
Beispiel l Abb. I zeigt eine Vorrichtung zum Gebrauch bei analytischen Arbeiten zur Elektrophorese, Ionophorese und Chromatogrphic in Filtrierpapier. Ein Steifen f eines Spezialfiltrierpapiers, z. B. Munktellpapier Nr. 20 der Fa. Grycksbo Pappersbruk, Grycksbo. Schweden, der mit der Reaktionslösung getränkt ist, liegt auf einer gekühlten, ebenen Unterlage (Kühlgefäß d) und ist mit einer Glasplatte e abgedeckt. Auf die Enden des Streifens werden die mit Jenaer Glasfritten abgeschlossenen Heber c aufgesetzt, deren freie Enden in Niveaugefäße, und zwar das Vorratsgefäß a und das Auffanggefäß b tauchen, die gegebenenfalls auch die Elektroden aufnehmen. Die Heber sind mit Hähnen versehen, die bei gegenseitiger Verbindung durch einen Schlauch od. dgl. einen leichten Niveauausgleich ermöglichen. Die zu untersuchende Probe wird wie üblich als Tropfen oder Streifen auf das Filtrierpapier aufgebracht. Die beschriebene vorrichtung ermöglicht die Verwendung beträchtlich höherer Spannungen und mithin Stromstärken als in den eingangs erwähnten Arbeiten angegeben ist, ohne daB störende Erwärmung oder Verdunstung auftreten. Weiter kann man durch Einstellen eines bestimmten Niveauunterschiedes entweder die Elektroosmose durch eine gleich große, entgegengesetzte Strömung ausgleichen, oder, wenn es auf die Isolierung einer bestimmten Fraktion ankommt, deren Wanderung in elektrischem Feld entsprechend kompensieren und so die gesuchte Fraktion an der ursprünglichen aufgabestelle halten, wobei verhin- dert wird, daß die Fraktion Verwaschungen oder Adsorptuionen am mikroporösen Träger ausgesetzt wird.
Beispiel 2 Abb. 2 zeigt einen Apparat für kleinpräparative Zwecke, nlit dem einige Älilliliter Lösung, vorzugsweise Proteinlösung, verarbeitet werden können.
ALit u, b, e sind wieder \'orratsgefäß, Auffanggefäß und Kühlgefäß bezeichnet. Die Heber werden durch Glaströge gebildet, die z. T. mit einer Glasplatte abgedeckt und abgeschlossen sind. Diese Glasplatten e werden durch eine geeignete Vorrichtung flüssigkeitsdicht gegen die Tröge gepreßt, während zwishen Trog und Glasplatte ein spzeiller Filterkarton f eingespannt wird. Als mikroporöser Träger <liet't gleiche gleiche Karton ; hierfür kann z. B. die Type Nr. 2011 der Fa. Schleicher und Schüll.

Claims

Dassel. verwendet werden. Es bestehen die gleichen Möglichkeiten zur Abstufung der Arbeitsbedingungen wie im ersten Beispiel PATENTANSPRÜCH: 1. Chromatogrphische bzw. elektrophoretische vorrichtung. bei der sich der Trennungsvorgang in einem mikroporösen Träger, z. B. Filtrierpapier, abspielt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Nbleitung der Reaktionslösung durch Nnsätze geeigneter Form, z. B. breite Glasröhren, erfolgt. die fest auf dell Träger aufgesetzt sind und durch bekannte MIttel unter Druck bzw.

Vnterdruck gesetzt werden können.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze an der Berührungsstelle mit dem Träger eine poröse oder mikroporöse Absehlußplatte. z. B. eine Glasfritte. tragen.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden ansprüche. dadurch gekennzeichnet. daß die Ansätze als llel) er ausgebildet sind, die mit zwei Niveaugefäßen mit der Reaktionslösung (Vorrats- und Auffanggefäß) in Verbindung stehen. wobei die Niveaugefäße gegebenenfalls die Elektroden aufnehmen können.
4. vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heber seitlich Hähne tragen, mit denen sie durch ein herausnehmbares Zwischenstiick miteinander verbunden werden können.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger, dem die Reaktionslösung gemäß dem Kennzeichen eines der vorhergehenden Ansprüche zugeführt wird, auf einer ehenen Unterlage, z. B. einer ebenen Glasplatte, aufliegt, die von unten her z. B. durch Wasser oder Eis gekiihlt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus zwei mikroporösen Schichten bestehender Träger, z. B. aus zwei Streifen Filtrierpapier bestehend, verwendet wird, wobei entsprechend vier Heber, z. B. zwei auf der Oberseite und zwei auf der Unterseite des Trägers, vorgesehen sind, die mit vier N iveaugefäßen in Verbindung stehen.
7. Chromatographisches bzw. elektrophoretisches Verfahren, bei dem eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einstellung eines hestimmten Druckes in den Ansatzen oder Hebern der Feuchtigkeitsgehalt des Trägers und/oder durch Einhaltung eines geeigneten Druckunterschiedes in den Ansätzen oder Hebern die Strömungsgeschwindigkeit und/oder -richtung nach Bedarf eingestellt wird.

S. Chromatographisches bzw. elektrophoretisches Verfahren, bei dem eine Vorrichtung nach Anspruch 6 verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Trägerschichten mit einer besonderen Reaktionslösung gespeist wird. die im Gegenstrom zueinander fließen.