DE8909691U1

DE8909691U1 - Durchlaufgelelektrophorese-Apparatur

Info

Publication number: DE8909691U1
Application number: DE8909691U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-08-12
Filing date: 1989-08-12
Publication date: 1989-10-19

Description

■ ■ t · &igr;· &igr;·· ·*··

• I II···· · illilli &igr;» ( · «· «·

BESCHREIBUNG DUHCHLAÜPGELELEKTROPgORESE-APPAHATUR

Die Erfindung betrifft eine Apparatur zur Durchführung von Gelelektrophoresen im Durchlaufverfahren.

Die während der Elektrophorese aus einem homogenen Makromolekül-Gemisch separiert*?!? PrakSJonen sollen durch die Durchlauf-V-orriehtung aas dem Gi»i hersuseluiert werden und somit eine Isolierung ermöglichen, ohne das Gel zu zerstören.

Stand der Technik: Die Gelilsktroohcrese ist in allen ihren Varianten eines der wichtigsten biochemie tl:&n /^»lysenvsif&iiren. Damit kann ir der Protein- und Nukleinsäci'eanalytik e'^<? Auftren^ung mit einer Auflösung erreicht werden, die mi?: anderen Methoden (wie '..B. Flüssigkeitchromatographie) nicht leicht erzielt werden kann. l&\\ *.*r Gelolektrophorese werden geladene Makromoleküle (Proteine, DNA-Fragmente, Huminsäuren usw) durch Anlegen eines elektrischen Feldes an eimen Polymergel nach Größe und Ladung aufgetrennnt. Die am meisten angewendeten Varianten der Elektrophorese sind die Flachbett-Gelelektrophorese und die Röhrchen-Gelelektrophorese, wobei die separierten Fraktionen im Trennmedium (Gel) verbleiben. Eine quantitative Auswertung der Trennung ist bei diesen Verfahren nur bedingt möglich. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Durchlauf-Gelektrophorese die Elution der Fraktionen aus dem Trennmedium, so daß die qualitative Untersuchung und die quantitative Gewinnung der Fraktionen durch den on-line Anschluß von entsprechenden Geräten (Spektrometern, Fraktionssammlern) ermöglicht wird. Ein zu diesem Zweck in der Literatur beschriebenes Gerät (B.D: Harnes und D. Rickwood (Hrs.): Gel electrophoresis of proteine, a practical approach, IRL Press, Oxford 1986, S. 136pp) hat den Nachteil, daß es sehr aufwendig im Aufbau 1st und trotz seiner Dimensionierung eine schlechte Trennleistung und -auflösung erbringt. Geräte dieses Typs werden heute von mehreren Herstellern Im bundesdeutschen Handel angeboten bzw. vertrieben (HPEC™ Model 230A und 270A von Applied Biosyetems/6108 Weiteretadt, &EEgr;&Rgr;&Egr;™ 100 System von BioRad/München, IP-3A Isotachophoretic Analyzer von Shimadzu/ Duisburg, Capillary Electrophoresis System I von Dionex/ 6270 Idstein). Ihnen 1st der Nachtill gemeinsam, daß sie Auftrennungen meistens nur im analytischen Maßstab, und ohne die Möglichkeit Fraktionen aufzufangen, erlauben (Ausnahme: HPEC Model 23OA von Applied Biosystems) und daß aufgrund ihres komplizierten Aufbaus und der aufwendigen Bedienung das Preis/ Lelstungsverhältnls für den anvisierten Kundenkreis (Forschungs- und

• · I · Il I »

Beschreibung der [iurchiauigjleiektrfpfcoresi-tapiratur - 5. 2

Universitätsinstitute) extrem ungünstig ausfällt. Somit bleibt diesen Geräten eine breitere Anwendung im biochemisch-medizinischem Laboralltag erschwert.

Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schnell aufzubauende, leicht bedienbare, universell einsetzbare und leicht in den bestehenden Gerätepark eines standardmäßig ausgerüsteten biochemisch-medizinischen Labors zu integrierende Durchlaufelektrophorese-Apparatur zu konstruieren, die elektrophoretisch^ Auftrennurgen It. analytischen und semipräparativen Maßstab mit frei wählbaren Trennmtdien und das Auffangen der separierten Fraktionen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wir zur Durchführung der Elektrophorese einen Apparat bestehend aus Elektrophorese-Rohr, oberer Elektrodenkammer unfr unterer Elektrodenkammer konstruiert haben, wobei die untere Elektrodenkammer vom Elutionspuffer, der gleichzeitig auch als Elektrolyt dient, ständig durchspült wird. Jede Fraktion, die während der Elektrophorese die untere Elektrodenkammer erreicht, wird durch den Elutionspuffer mitgenommen und zur weiteren Analyse und Aufnahme den angeschlossenen Detektoren und dem Fraktionssammler zugeführt. Die Dichtigkeit der Apparatur whd durch die Verwendung von Dichtungen mit Oberwurfmuttern gewährleitet. Um die Bildung von größeren Gasblasen an der Elektrode und der Spülkammer der unteren Elektrodenkammer, die eine Unterbrechung des elektrischen Stromflusses und somit auch der Elektrophorese zur Folge hätten, zu vermeiden, umspült ein Teil des Elutionsroittels die Elektrode der unteren Elektrodenkammer und wird über einen by-pass dem Elutionsmittel-Reservolr zugeführt. Dieser Teil des Fiektrodenpuffers kommt nicht mit den zu eluierenden Fraktionen in Berührung. Die sich an der Elektrode bildenden Gasblasen werden von diesem Flüssigkeitsstrom mitgerissen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Apparatur leicht aufzubauen und zu bedienen und an jeden vorhandenen Detektor und Fraktionssammler anzuschließen ist. Die zum Bötrieb benötigten Netzgerät und Umwälzpumpen gehören auch zur standardmäßigen Ausrüstung eines jeden Labors und können auch problemlos angeschlossen werden. Der Aufbau des Trenn-Rohres ermöglicht die Verwendung von Deliebigen TrennmwJien, so daß der Apparat sJch zur Trennung von allen in der biochemisch-medizinischen Forschung anfallenden Gemischen eignet. E'n zusätzlicher Vorteil diese« Apparates ist, daß er für Trennungen sowohl im analytischen wie auch Im halbpräparativen Bereich geeignet ist. Das bei der Flachbattgel-Elektrophorese häufig auftretende Problem der Quantifizierung der erhaltenen Fraktionen, die nur umständlich und ungenau erfolgt, wird durch die Elution mit

• · &diams; It If *· · ·

• t · &igr; &igr; ti t &igr; a« »

Beschreibung der flurcMiu/eMeietkYnoiViiy-Vs/-\wferatur - $. 3

* · Iff, ti «

······· It Il If · ·

anschließender photometrischer oder anderer (z.B. Radioaktivitätsmonitor o. ä.) Detektion elegant gelöst. Außerdem wird durch die Einführung eines Flüsslgkelts-by-pass die Bildung von störenden Gasblasen an der Elektrode der unteren Elektrodenkamn.er verhindert.

Aufbau dee Gerätes (s. Konstruktionszeichnungen Blatt 1, 2 und 3h Das Gerät besteht aus der oberen Elektrodenkemmer (1), dem Trenn-Rohr (2), der unteren Elektrodenkammer (3) und dem Füllsockel (4).

Die obere Elektrodenkammer 1st mit einem Stromanschluß (la) mit Schutzmanschette (Ib), einer Platindrahtelektrode (Ic), zwei Schlauchaiischlüssen (Id) und einem Haltestab (lh) versehen. Ober die Schlauchanschlüsse (Id) wird die Elektrodenkammer mit einem Elektrolyt-Reservoir verbunden. Mittels einer Pumpe kann die Elektrolytlösung ständig umgewälzt werden, so daß Änderungen der Leitfähigkeit, die durch die Zersetzung der Elektrolylösung entstehen, vermieden werden. Mit Hilfe des Haltestabes (lh) kann der Apparat an einem Laborstativ befestigt werden.

Das Trenn-Rohr (2) besteht aus dem Elektrophorese-Rohr (2a), dem Kühlmantel (2b) mit Oliven für den Kühlmittelanschluß (2e) und den beiden Oberwurf-Schraubverbindungen (2c, 2d, 2f, 2g). An seinen beiden Enden ist der Kühlraum durch die Pfiopfen wasserdicht verschlossen. Das Trenn-Rohr wird in die dafür vorgesehene Öffnung (Ie) am Boden der oberen Elektrodenkammer (1) gesteckt. Zum Festhalten wird die obere Oberwurf-Mutter (2c) auf die Haltemanschette (Ig) geschraubt, Ring-Anschlag (2d) verhindert das Herausrutschen des Rohres und der O-Ring (I &Pgr; dichtet die Verbindung ab. Die Verbindung mit der unteren Elektrodenkammer wird in ähnlicher Weise durch Einstecken des Trenn-Rohres in die Öffnung (3k) und durch Anschrauben der Überwurf-Mutter (2f) auf die Manschette (3j) hergestellt. Festigkeit und Dichtigkeit werden hier durch den Ring-Anschlag (2g) und den O-Ring (3f) gewährleistet.

in der unteren Elektrodenkammer (3) befinden sich der Stromansehhiß (3a) mit Schutzmanschette (3b) und Platin-Scheibenelektrode (3c) und das Elutionssystem bestehend aus den Einlauf- (3d) und Auslaufoliven (3e), dem Durchflußrohr (3g) mit der Elutionskammer (31) und dem by-pass Anschluß (3h). Der Elutionspuffer wird über die Einlaufolive (3d) in das System eingepumpt. Ein Teil des Puffers fließt durch die Elutionskammer (31), nimmt die dort ankommenden Fraktionen mit und verläßt die Kammer über die Olive (3e) in Richtung Detektoren usw. En anderer, geringerer Teil wird ständig bei einer geringerer Durchflußrate sl^g dsr Kauptstrcrr. über der. by-pass Anschluß (3h) an der Elektrode (3c) vorbei in das Elektrodenpuffer-Reservoir zurück-

Beschreibung der >>urcHlaüf4el(ilHti;o0h<>reii-m>t'aratur - S. 4

gepumpt. Br umspült dabei die Platin-Elektrode, so daß der elektrische Kontakt hergestell wird. Gleichzeitig werden die an der Elektrode entstehenden Gasblasen, die sonst den elektrischen Kontakt stören oder unterbrechen würden, durch die Strömung fortgerissen.

Zum Einfüllen des Vrenn-Medlums wird das Trenn-Rohr In die entsprechende Öffnung (4a) des Füllsockels (4) eingesteckt und mittels der schon erwähnten Vorrichtung (Oberwurf-Mutter 2f, Manschette 4b) festgehalten. Eine Bodenplatte aus Silikongummi (4c) dichtet das Rohr von unten ab. In das Elektrophorese-Rohr (2a) kann nun die Monomer-Lösung eingefüllt werden, die ii u9iu AüSpGijr'mSriSjSrSn uäö &Tgr;&Ggr;&dgr;&idigr;&idiagr;&Ggr;&igr; — tneujüiu

Auf Blatt 4 der Konstruktionszeichnungen 1st eine mögliche Zusammenschaltung des Durchlaufelektrophoresegerätes mit anderen analytischen Geräten zur Durchführung einer Elektrophorese aufgezeichnet.

( I	• V ·	t ·	*• ·**	*
&igr; ·

Claims

SCHUTZANSPROCHE

1. Durchlaufgelelektrophorese-Apparatur,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Apparatur aus einer oberen Elektrodenkammer (1), einem Trenn-Rohr (2), einer unteren Elektrodenkammer (3) und einem Füllsockel (4) zusammengesetzt ist.

2. Durchlaufgelelektrophorese-Apparatur nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet,

daß die obere Elektrodenkammer (1) aus Stroinanschluß (la), SchutzmanscheUo (Tb), Fiatindrahtelektrode (Ic), Schlauchanschhissen (Id), Haltemanschette (Ig) mit O-Ring (If) und Haltestab (lh) besteht

3. Durchlaufgelelektrophor^se-Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Trenn-Rohr (2) aus Elektrophorese-Rohr (2a), Kühlmantel (2b) mit Oliven (2e), und Überwurf-Schraubverbinduagen (2c, 2d, 2f, 2g) besteht.

4. Durchlaufgelelektrophorese-Apparatur nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,

daß die untere Elektrodenkammer (3) aus Stromans'hluß (3a) mit Schutzmanschette (3b) und Platin-Scheibenelktrode (3c), Haltemansch^tte (3j) mit O-Ring (3f) und dem Elutionssystem. bestehend aus Einlauf- und Auslaufoliven (3d, 3e), Durchflußrohr (3g), Elutionskammer (31) und by-pass Anschluß (3h), besteht.

5. Durchlaufelektrophorese-Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Füllsockel (4) aus Haltemanschette (4b) und Bodenplatte (4c) besteht.