DK170488B1 - Forbedret elektroforeseapparat med omtrent lodretstillede gelplader - Google Patents

Description

i DK 170488 B1

Opfindelsen angår et elektroforeseapparat af den i krav l’s indledning angivne art.

Kendte elektroforesesekvensapparater er tilvejebragt ved en gelplade, sædvanligvis monteret nøjagtig lodret, og 5 en puffertank foroven og forneden. Et apparat benævnt BRL Model S2, som er fremstillet af Bethesda Research Labs, Gaithersburg, MD, er tilvejebragt med en øvers te buffertank, som indgår som en del af understøtningen, hvorimod gelpladen fastklemmes. Den nederste tank, som kan fjernes, tilveje-10 bringer ikke nogen væsentlig fastholdelse af gelpladen på plads. Som følge heraf skal særlige klemelementer hver for sig trækkes og/eller roteres og frigives til fastholdelse af den vertikalt placerede gelplade, således at den ikke vipper over.

15 Sådanne klemelemener er besværlige og tidsrøvende at anvende, især hvis der udkræves mere end fire pr. plade. Besværet forøges på grund af, at indtil klemelementerne er sikret på egnet vis, skal gelpladen fastholdes manuelt for at forhindre den i at vippe.

20 Et andet problem med de vertikalt placerede gelplader er, at prøveopløsninger, når disse ved operatøren overføres til pladen, har tilbøjelighed til at løbe ud over den korteste af de to glasplader i pladesamlingen. Dette gør ikke alene indføringen af prøver i apparatet besværlig, men den 25 vanskeliggør også analysen af resultaterne. Et sådant overløb har fundet sted på apparater, såsom det tidligere nævnte BRL Model S2.

Der har derfor været vanskeligheder med at sikre gelpladesamlingen. De nævnte problemer løses ved at ændre un-30 derstøtningen således, at gelpladesamlingeme ikke længere indebærer en risiko for at falde af, medens de fastgøres i deres placering.

I US-A-3 956 099 omtales et apparat til kontinuerlig separation af blandinger under anvendelse af elektroforese.

35 Apparatet indbefatter en flercellet separationsenhed hvori tilføres delportioner af den blanding, som skal separeres, DK 170488 B1 2 efter hinanden. Særlige opsamlingsbeholdere er placeret i tilknytning til separationsenheden, således at hver beholder kontinuerligt modtager en enkelt af de komponenter, som er blevet separerede i cellerne.

5 Især løses de ovennævnte problemer med et elektrofo- reseapparat til elektroforetisk adskillelse af elektriske ladede stoffer, hvilket apparat indbefatter i det mindste én understøtning til montering af i det mindste én gelpladesamling i en stort set vertikal stilling, et par buffertanke 10 for hver gelpladesamling, organer til montering af tankparret i modstående ender af hver gelpladesamling, organer til fastklemning af gelpladesamlingen til understøtningen, og organer til overføring af en elektrisk strøm til modstående ender på hver gelpladesamling, idet apparatet er karakteris-15 tisk ved, at understøtningen indbefatter en flade i berøring med gelpladesamlingen, hvilken flade hælder i en vinkel fra det vertikale plan på mellem 5e og 10°, og at gelpladesamlingen er monteret på understøtningen således, at bunden af gelpladesamlingen, når gelpladen er placeret i brugsstilling, 20 er nærmere ved brugeren, end den øverste del af gelpladesamlingen.

Det er således et fordelagtigt træk ved opfindelsen, at en gelpladesamling kan placeres i det ved opfindelsen tilvejebragte apparat til fastklemning, uden at gelpladesam-25 lingen skal fastholdes på stedet, medens fastklemningsoperationen iværksættes og fuldføres.

Det er et andet fordelagtigt træk ved opfindelsen, at der ved overføring af prøven er mindre risiko for at prøven løber ud over gelpladesamlingens overflader.

30 Den foreliggende opfindelse forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken: * fig. 1 er en afbildning af et elektroforeseapparat med de ved opfindelsen tilvejebragte træk set oprejst fra siden, 35 fig. 2 er et udsnit af en isometrisk afbildning af det indre af apparatet, hvori delvis anskueliggøres appara- DK 170488 B1 3 tets mulighed for rotation og aflåsning, fig. 3 er et udsnit af et snit gennem gelpladesamlingen, fig. 4 er et udsnit af en isometrisk afbildning af 5 d§n nederste buffertank i apparatet, fig. 5 er et udsnit af en afbildning set forfra af den i fig. 4 viste tank, fig. 6 er en afbildning af et snit langs linien VI-vi i fig. 5, 10 fig. 7 er et udsnit af en afbildning af den del i fig. 6, som er identificeret som "VII" i stor målestok.

Det ved opfindelsen tilvejebragte elektroforeseapparat forklares herefter i forbindelse med en tosidet, drejelig udførelsesform, som foretrækkes. Apparatet er yderligere 15 nyttigt uafhængig af antallet af sider eller de dertil knyttede gelpladesamlinger, som anvendes, og uafhængigt af hvorvidt det drejes. Yderligere kan der anvendes et hvilket som helst form for klemorgan i tilknytning til den foreliggende opfindelse, skønt organerne til fastklemning af gelpladesam-20 lingen til understøtningen fortrinsvis er selve buffertankene .

De dele, som heri beskrives som værende "vertikale", "horisontale", samt "øverste" og "nederste", eller som benævnes med tilsvarende retningsangivelser skal forstås som 25 refererende til placeringen i den normale brugsstilling.

Et elektroforeseapparat 20, som er opbygget i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, fig. 1, er tilvejebragt med en understøtning, som stort set indbefatter en bundplade 22, en vertikal støtte 24, to klemindretninger 30 26, 28, som er monteret på hver side af den vertikale støtte 24, og støtteskinner 29, 30, hvorved tilvejebringes en støt-. teflade for en gelpladesamling 40, hvilken samling er vist mere fuldstændig i fig. 3. Klemindretningerne 26 og 28 er monteret således at de kan dreje, fig. 2, omkring den ver-35 tikale støtte 24, hvilket tilvejebringes ved en bøsning 60, som hviler på spidsen af den vertikale støtte 24. En låse- DK 170488 B1 4 mekanisme 170 er tilvejebragt, hvilken mekanisme virker ved at fastholde klemindretningerne 26, 28 mod yderligere rotation på en sådan vis, at de kan frigives igen. Et par buffertanke 70 og 100 er monterede ved henholdsvis bunden af 5 apparatet 20, fig. 1, og den øverste del, som ved kendte apparater. (I fig. 1 er for overskuelighedens skyld kun vist én nederste buffertank 70, således at renden 32 kan anskueliggøres).

Selv om støttefladen kunne være udformet som en hvil-10 ken som helst egnet flade, må det foretrækkes, at hver skinne 29, 30 er udformet som et skinnepar, f.eks. parret 30, fig.

6, for tilvejebringelse af en støtteflade for gelpladesamlingen 40. Som det ses tydeligere i fig. 5 og 7 udgør bunden af hver skinne en støtterende 32 med en forreste læbe 34, 15 som hindrer gelpladesamlingen 40 i at falde ud af skinnerne, se også fig. 1. Renden 32 indbefatter et vertikalt skulderstykke 36 og et nederste fremspring 38. Yderligere indbefatter hver skinne en flange 39, som forløber i skinnens længde, som vist for skinne 30 i fig. 7, for samvirke med klemor-20 ganerne til buffertankene, som senere forklaret.

Hvert skinnepar 29 eller 30 har til sig knyttet et eget klemorgan. Apparatet giver mulighed for drift af to elektroforesegelpladesamlinger samtidigt. Alternativt kan yderligere par (ikke vist) monteres fra samme støtte, idet 25 støtten roteres omkring støtten 24, indtil den udpegede gelpladesamling vender mod operatøren.

Ifølge opfindelsen er den af et par skinner tilvejebragte støtteflade for gelpladesamlingen monteret således, at der dannes en vinkel a, fig. 1, idet støttepladen afviger 30 fra den vertikale retning med en størrelse mellem 5 og 10’.

Den nederste del af gelpladesamlingen og buffertanken 70 * ligger nærmere ved operatøren, når gelpladesamlingen vender mod operatøren, end den øverste del af gelpladesamlingen og - buffertanken 100. Fordelen er, at der, i modsætning til 35 nøjagtigt vertikalt placerede pladeunderstøtninger i kendte apparater, ikke skal tages hensyn til fastholdelse af pladen DK 170488 B1 5 på understøtningen, medens klemorganerne monteres på plads.

I stedet for indsættes pladen simpelt hen i renderne 32 og lænes tilbage mod skinnerne 29 eller 30. Renderne 32 virker ved at forhindre pladen i at falde ned, og vinkelen α virker 5 ved at forhindre pladen 40 i at vippe over, før buffertankene 70 og 100 er indsatte.

Vinkelen α skal fortrinsvis ikke være mindre 5 “, eftersom en vipning ellers vil være mere sandsynlig. Det må foretrækkes, at den ikke er større end 10°, eftersom en 10 større vinkel vil have tendens til at gøre apparatet for stort i den nederste del. Eftersom orienteringen af gelpladesamlingen ikke er nøjagtig vertikalt, vil prøven når den indføres, være mindre tilbøjelig til at løbe ud over den forreste del af gelpladesamlingen.

15 Gelpladesamlingen 40, fig. 3, udgøres af hele den viste samling, som indbefatter en forplade 42, en bagplade 44 og afstandsstykker 46 og 48, som adskiller de to plader således, at gelpladen (ikke vist) kan udformes mellem disse, på kendt vis. Prøvebrønde udformes i den øverste del af den 20 tilvejebragte gel på kendt vis under anvendelse af en kam.

Det må foretrækkes, at den bageste plade 44 forbedres til sikring af en bedre dannelse og observation af farvelinier i de elektroforesebehandlede prøver. Det vil sige, at pladen 44 indbefatter en forreste flade 50 og en bageste flade 52.

25 Den bageste flade 52 er fortrinsvis dækket med et spejlende materiale 54, såsom sølv eller aluminium, og et lag 56 er fastgjort over belægningen 54, hvilket lag udstrækkes bag om pladesamlingen 40's strømningsoverfladeområde. Fastgørelse af laget 56 "bag strømningsoverfladeområde" på gelpladesam-30 lingen betyder, at der er lavet en udvidelse, som er sammenfattet med og ligger bag strømningsfladeområdet af gelen, hvori elektroforesekanalerne ligger. Dette område defineres med længden "1", fig. 1, og med bredden "w", fig. 3. Laget 56 er udpeget fra et materiale, som virker ved at være var-35 meoverførende, f.eks. aluminium. Dette lag er tæt fastgjort til belægningen 54 over stort set hele dennes overflade, DK 170488 B1 6 idet der anvendes egnede midler, f.eks. et klæbemiddel, såsom et acrylklæbemiddel. Det må foretrækkes at det samlede laminat herefter belægges med et beskyttende ikke-ledende , lag.

5 Imidlertid er laget 56 ikke anvendt til at fjerne i varme fra gelpladesamlingen. I stedet er støttefladerne, som udgøres af flangerne 39, overlagt holdt borte fra indretningen 28 i en afstand, således at der på effektiv vis tilvejebringes en død luftspalte 58, fig. 4. Denne isolerende lo luftspalte sikrer, at den ved processen frembragte varme forbliver på stedet.

Laget 56 virker således ved at overføre varme fra de varmere midterste områder til de perifere områder, hvorved temperaturgradienterne nedsættes. Som følge heraf tilveje-15 bringes der i gelen farvelinier med en ønsket retlinet udformning, og resultaterne er frie for termisk tilvejebragte fejl. Den samlede temperatur forbliver imidlertid høj, hvorved farvefronterne udbredes hurtigere, end det er tilfældet med vandbaserede enheder. Det skyldes, at det tager meget 20 længere tid at opvarme vandet til driftstemperaturen.

Farvefronternes evne. til at blive behandlet stort set uden tilvejebragte fejl forbliver til stede, selv ved tilvejebringelse af så høj en effekt som 60 watt til opnåelse af temperaturer, som er højere end 70°C, når denne måles på 25 den forreste del af pladen 42, hvorved der tilvejebringes hastigheder for farvefronterne, som er så store som 0,5 cm/min.

En anden fordel med en sådan gelpladesamling er den spejlende overflade. Denne overflade sikrer, at brugeren 30 lettere kan registere tilstanden på overfladen 50, fig. 3.

Dette skyldes, at den spejlende overflade gør det nemmere, på nøjagtig vis at indføre prøveopløsningen med pipette i hulrummen mellem pladerne 42 og 44. Den spejlende overflade t hjælper også ved opdagelse af partikler af snavs, hvis der 35 er sådanne, på fladen 50, når pladen 44 skal renses. Farvel inierne detekteres også lettere ved den pågældende pla- DK 170488 B1 7 cering af spejlet.

Det må foretrækkes, at en eller begge buffertanke kan fjernes og således kan autoklaveres. Det må først og fremmest foretrækkes, at de er monteret, således, at de kan 5 frigives, ved klemorganer, som ikke alene klemmer tankene i stillingen, men som også klemmer gelpladesamlingen mod understøtningen.

Hvad angår den nederste buffertank 70, fig. 4, består tanken af et hulrum 74, fig. 6 og 7, som åbner opadtil 76, 10 fig. 5. Tanken er tilvejebragt med håndtag 78 i hver ende, og to klemorganer 80, 80' er anbragt drejeligt omkring tappe 82 på den øverste flade 76. Hvert klemorgan er tilvejebragt med en håndtagsdel 83. En torsionsfjeder 84 er viklet omkring hver tap 82 i den ene ende, fig. 6, og er fastgjort i 15 den anden ende til en skrue 86, som er fastgjort til overfladen 76. Som følge heraf påvirkes klemorganerne 80 og 80' t til et indadrettet tryk, dvs. at klemorganet 80 påvirkes til rotation mod uret, fig. 6, og 80' til rotation med uret.

Virkningen er ikke alene at presse tanken 70 mod 20 understøtningen ved skinnerne 29, men fortrinsvis også at presse gelpladesamlingen 40 mellem buffertanken og skinnerne 29. Ved denne opbygning er det ikke nødvendigt at der anvendes særskilte klemorganer eller fastgørelsesorganer for at holde tanken 70 på plads, bortset fra de organer, som anven-25 des til at klemme gelpladesamlingen ind på plads.

Klemorganerne 80 og 801 virker ved, at man simpelt hen påvirker klemorganet med tommelfingeren, og griber om et af håndtagene med fingrene, idet klemorganet påvirkes mod virkningen fra torsionsfjederen til frigørelse af klem-30 organet fra berøring mod gelpladesamlingen. Herved frigøres buffertanken fra berøring med skinnerne 29 eller 30, således at buffertanken kan fjernes og renses.

På kendte vist er et bananstik 90 monteret på siden af tanken 70 for tilvejebringelse af forbindelse med en 35 elektrisk forsyningsledning. Inden i tanken er stikket 90 forbundet med en trådelektrode 92, fig. 5, som støttes af DK 170488 B1 8 en stang eller et rør 94, som forløber langs bunden af tanken 70. Røret 94 og elektroden 92 kan fortrinsvis tages ud som en samlet enhed.

Forf laden 96 på tanken 70 kan være transparent, hvil-5 ket hjælper ved undersøgelse af indholdet heri.

På tilsvarende vis er tanken 100 fastklemt, så den frigøres igen til den anden ende af gelpladesamlingen 40, fig. 1. Eller alternativt kan der anvendes særlige klemorganer.

10 Det stel, hvorved apparatet 20 roteres, indbefatter (fig. 2) trapezformede plader 172, som er monteret vertikalt på to horisontale plader 174 og 176. Pladen 174 er tilvejebragt ved et hul 178 således, at den vertikale støtte 24 frit kan føres herigennem. Pladen 176 er tilvejebragt med 15 en bøsning 60, som senere forklaret. De udadtil rettede kanter 180, 182 på hver trapezformede legeme 172 virker som monteringsunderstøtning for skinneparrene, hvorpå klemorganerne monteres, hvilket er vist stiplet. Bøsningen 60, fig. 2, hviler på en spids (ikke vist). På denne vis kan 20 det samlede stel pladerne 174, 176, bøsningen 60, de trapezformede organer 172, og de dertil knyttede klemorganer og skinner, dreje omkring den vertikale støtte 24. Det må foretrækkes at denne omdrejning af apparatet midlertidigt kan forhindres ved en låsemekanisme 170. Mekanismen 170 er til-25 vejebragt med en med to stillinger udformet tryklåseindretning, af kendt opbygning, som ikke er vist, og som virker ved at et organ kommer i indgreb med, eller frigøres fra tænderne i en låseplade 186.

y • ¢,

Claims (3)

1. Elektroforeseapparat (20) til elektroforetisk adskillelse af elektrisk ladede stoffer, hvilket apparat indbefatter i det mindste en understøtning (29,30) til mon- 5 tering af i det mindste en gelpladesamling (40.42.44.46.48.50.52.54.56) i stort set vertikal stilling, et par buffertanke (70,100) for hver gelpladesamling (40.42.44.46.48.50.52.54.56) , organer (80,80') til montering af tankparret (70,100) i hver sin ende af hver gelpladesam- 10 ling (40,42,44,46,48,50,52,54,56), organer (32,34,36,38,39) til fastklemning af ge1p1 ades am1 ingen (40.42.44.46.48.50.52.54.56) til understøtningen (29,30), og organer (90,92,94) til overføring af en elektrisk strøm til modstående ender af hver pladesamling 15 (40,42,44,46,48,50,52,54,56), kendetegnet ved, at understøtningen (29,30) indbefatter en flade i berøring med gelpladesamlingen (40,42,44,46,48,50,52,54,56), hvilken flade hælder i en vinkel (a) med det vertikale plan, som ligger mellem 5° og 10°, hvilken gelpladesamling 20 (40,42,44,46,48,50,52,54,56) er monteret på understøtningen (29.30) således, at når den er placeret i brugsstillingen ligger den nederste del af gelpladesamlingen (40.42.44.46.48.50.52.54.56) tættere ved brugeren, end den øverste del af gelpladesamlingen 25 (40,42,44,46,48,50,52,54,56).

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at understøtningsfladen indbefatter et skinnepar (29.30) .

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendete g-30 net ved, at understøtningspladen indbefatter en rende (32,34,36,38,39) i den nederste del, som er opbygget til modtagelse og understøtning af den nederste kant af gelpladesamlingen (40,42,44,46,48,50,52,54,56). 35