SU362235A1

SU362235A1 - APPARATUS FOR ELECTROPHORESIS

Info

Publication number: SU362235A1
Application number: SU1677231A
Authority: SU
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро Биофизической Аппаратуры
Priority date: 1971-06-29
Filing date: 1971-06-29
Publication date: 1972-12-13

Description

1one

Изобретение относитс к аппаратурному оформлению метода анализа различных высокомолекул рных соединений по их подвижности в электрическом поле.The invention relates to instrumentation of a method for analyzing various high molecular weight compounds by their mobility in an electric field.

Известен аппарат дл электрофореза в гелевом блоке. Электрофорез провод т в камере , с размещенными в ней электродами и электродными кюветами. Агаровый гель формируют на подложке-интеграторе дл гелевого блока - стекл нной пластине, а стартовые желобки дл исследуемого препарата выдавливают в геле при помощи гребенки. Электрический контакт гел с буферным раствором в электродных кюветах осуществл ют с помощью бумажных фитилей.An apparatus for electrophoresis in a gel block is known. The electrophoresis is carried out in a chamber with electrodes and electrode cells placed in it. The agar gel is formed on the integrator substrate for the gel block — a glass plate, and the starting grooves for the test drug are extruded into the gel using a comb. Electrical contact of the gel with the buffer solution in the electrode cuvettes is carried out using paper wicks.

Недостатками известного аппарата вл ютс применение гелей, которые формируютс на открытом воздухе и имеют однородную по пористости структуру, выдавливание стартовых желобков после образовани гел , что может нарушить прочность гел и исказить его геометрические размеры, отсутствие охлаждающей системы дл гелевого блока, не позвол ющее исследовать термолабильные соединени .The disadvantages of the known apparatus are the use of gels, which are formed in the open air and have a uniform porosity structure, squeezing the starting grooves after the formation of the gel, which can break the strength of the gel and distort its geometric dimensions, the lack of a cooling system for the gel block, which does not allow to examine thermolabile compounds.

С целью повышени разрешающей способности аппарата и точности анализа в предложенном аппарате камера выполнена герметичной , снабжена крыщкой и размещенными в ней электродами, электродными кюветами, In order to increase the resolution of the apparatus and the accuracy of the analysis in the apparatus proposed, the chamber is sealed, provided with a lid and electrodes placed in it, electrode cells,

подложкой-интегратором дл гелевого блока и гребенкой дл формировани в гелевом блоке стартовых желобков. Гребенка размещена в поперечном пазу крышки. Камера снабжена поперечными перегородками, по всей ширине которых проход т вертикальные пр моугольные пазы со щелевидными прорез ми дл сообщени с электродными кюветами . Гелевый блок расположен в вертикальном П-образном канале. Металлический интегратор снабжен стеклоэмалевым покрытием дл электроизол ции и холодильником на основе термоэлектробатарей.an integrator substrate for the gel block and a comb to form the starting grooves in the gel block. The comb is located in the transverse groove of the cover. The chamber is provided with transverse partitions with vertical rectangular grooves with slit-like slots across the entire width for communication with the electrode cuvettes. The gel block is located in a vertical U-shaped channel. The metal integrator is provided with a glass-enamel coating for electrical insulation and a refrigerator based on thermoelectric batteries.

Предложенный аппарат обеспечивает как горизонтальную , так и вертикальную заливку раствора гелеобразовател , что позвол ет формировать гели с послойно измен ющейс пористостью и электропроводностью. Электрофоретическое перемещение исследуемого препарата от крупнопористого до мелкопористого сло гел при одновременно измен ющейс электропроводности дает возможность получить дополнительные зоны разделенных компонентов , повыщает четкость разделени и тем самым увеличивает разрешающую способность прибора.The proposed apparatus provides both horizontal and vertical pouring of the gel solution, which allows the formation of gels with layer-changing porosity and electrical conductivity. Electrophoretic movement of the studied drug from the large-pore to the fine-pore gel layer with simultaneously varying electrical conductivity makes it possible to obtain additional zones of the separated components, enhances the clarity of separation and thereby increases the resolution of the device.

П-образна форма гел исключает все коммутационные дефекты, возникающие в электрической цепи при наложении одного проводника на другой. Электрическа цепь в аппарате от платиновых электродов через буферный раствор замыкаетс на концах гел , размеры и форма которого идентичны во всех опытах.The U-shaped form of the gel eliminates all switching defects that occur in the electrical circuit when one conductor is applied to another. The electrical circuit in the apparatus from the platinum electrodes through the buffer solution closes at the ends of the gel, the dimensions and shape of which are identical in all experiments.

Предложенный аппарат позвол ет использовать полиакриламидный гель. Электрофорез на полиакриламидном геле вл етс быстрым и чувствительным методом и дает возможность получить, например, 25-30 фракций сывороточных белков из 0,1 мг смеси. В аппарате дл электрофореза в полиакриламидном гелевом блоке, в отличие от аппарата дл электрофореза в столбиках гел , достигаетс полна идентичность условий электрофореза на каждой дорожке, что повышает точность количественной обработки результатов анализа.The proposed apparatus allows the use of a polyacrylamide gel. Polyacrylamide gel electrophoresis is a fast and sensitive method and makes it possible to obtain, for example, 25-30 fractions of whey proteins from 0.1 mg of the mixture. In the apparatus for electrophoresis in a polyacrylamide gel block, unlike the apparatus for electrophoresis in gel columns, the conditions are completely identical to the conditions of electrophoresis on each track, which improves the accuracy of quantitative processing of the analysis results.

Использование в предложенном аппарате системы термоэлектрического охлаждени гелевого блока позвол ет проводить электрофоретическое деление термолабильных соединений в интервале температур от 2° до 20°С при удельной рассеиваемой мощности в блоке до 0,25 вт/см. При этом стеклоэмалевое покрытие способствует эффективному отводу тепла, возникающего в блоке при прохождении электрического тока. Теплоизол цией от внещней среды служат пластмассовые крышка и боковые стенки, которые в то же врем предохран ют гель от пересыхани за счет испарени жидкости с поверхности при высоких градиентах напр жени .The use in the proposed apparatus of a thermoelectric cooling system of a gel block allows electrophoretic division of thermolabile compounds in the temperature range from 2 ° to 20 ° C with a specific power dissipation in the block up to 0.25 W / cm. At the same time, the glass enamel coating contributes to the efficient removal of heat generated in the unit during the passage of electric current. Thermal insulation from external media is provided by plastic caps and side walls, which at the same time prevent the gel from drying out due to evaporation of liquid from the surface at high voltage gradients.

На фиг. 1 показан предложенный аппарат; на фиг. 2- то же, разрез по А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows the proposed apparatus; in fig. 2 is the same; the section along A-A in FIG. one.

Корпус камеры / аппарата разделен на три отделени двум поперечными перегородками 2. Крайние отделени вл ютс электродными кюветами 5. В них расположены платиновые электроды 4 и лабиринтные устройства 5.The camera / apparatus body is divided into three compartments by two transverse partitions 2. The extreme compartments are electrode cuvettes 5. They contain platinum electrodes 4 and labyrinth devices 5.

В средней части смонтирована подложкаинтегратор 6 дл гел , представл юща собой плоскую металлическую плиту, покрытую по поверхности соприкосновени с гелем стеклоэмалью 7 дл электроизол ции. Интегратор закреплен в корпусе камеры и имеет по перимеру резиновое уплотнение 8. Снизу к интегратору металлическим проточным холодильником 9 с плоской поверхностью прижаты термобатареи 10 так, что их холодные спаи соприкасаютс с поверхностью интегратора, а гор чие спаи - с проточным холодильником. Холодильник имеет пазы 11 дл проточной водопроводной воды, iIn the middle part there is mounted a substrate integrator 6 for the gel, which is a flat metal plate, coated on the surface of contact with the gel with glass enamel 7 for electrical insulation. The integrator is fixed in the camera body and has a rubber seal 8 along the perimeter. Thermopiles 10 are pressed to the integrator by a metal flow cooler 9 with a flat surface so that their cold junctions contact the integrator surface and the hot junctions with a flow cooler. The refrigerator has grooves 11 for running tap water, i

В интеграторе вмонтирован термодатчик 12, управл ющий работой термобатарей.A temperature sensor 12 is installed in the integrator that controls the operation of the thermopile.

Поперечные перегородки 2 в корпусе камеры 1 имеют внутри по всей ширине камеры вертикальные пр моугольные пазы ,13, заканчивающиес в нижней части щелевидными прорез ми 14, в которые вставлены пробки 15. Глубина пр моугольного паза такова, что при заполнении электродных кювет 3 буферным раствором щелевидные прорези располагаютс под уровнем буферного раствора.The transverse partitions 2 in the housing of the chamber 1 have vertical rectangular grooves inside the entire width of the chamber, 13, ending at the bottom with slits 14, into which plugs 15 are inserted. The depth of the rectangular groove is such that when filling the electrode cuvette 3 with slurry buffer solution the slots are located below the level of the buffer solution.

Наружные стенки 16 вертикальных пазов 13 вместе с уступами 17 в корпусе камерыThe outer walls of the 16 vertical grooves 13 together with the ledges 17 in the camera body

приподн ты на 2 лш над уровнем интегратора б и образуют пр моугольную рамку, к которой прижимным устройством 18 поджата крыщка 19.elevated by 2 lsh above the level of the integrator b and form a rectangular frame to which the lid 19 is pressed against the pressing device 18.

Крышка представл ет собой плоскую пр моугольную плиту, выполненную из прозрачной пластмассы дл удобства наблюдени за процессом электрофоретического делени . Крыщка имеет по всей щирине щелевидньшThe lid is a flat rectangular plate made of transparent plastic for easy observation of the electrophoretic dividing process. The lid has a wide gap

паз 20 и отверсти 21 дл заливки гел . Спизу по всему периметру крышки имеетс резинова прокладка 22, котора обеспечивает герметизацию и теплоизол цию от внешней среды гелевого пространства. В паз 20 вставлена гребенка 23 с металлическими выступами 24 внизу, размеры и количество которых соответствуют размерам стартовых желобков дл исследуемого препарата и количеству одновременно анализируемых проб.the groove 20 and the holes 21 for pouring the gel. There is a rubber gasket 22 around the entire perimeter of the lid, which provides sealing and heat insulation from the external environment of the gel space. A groove 23 is inserted into the groove 20 with metal protrusions 24 below, the dimensions and number of which correspond to the dimensions of the starting grooves for the test product and the number of samples simultaneously analyzed.

Всего в комплексе аппарата три вида гребенок с п тью, восемью и двенадцатью выступами . По всей боковой поверхности гребенка имеет резиновую прокладку 25 дл герметизации гелевого пространства при заливкеIn total, there are three types of combs with five, eight and twelve projections in the complex of the apparatus. Over the entire lateral surface of the comb has a rubber gasket 25 for sealing the gel space when pouring

раствора гелеобразовател .gel solution.

Между крышкой 19 и интегратором 6 вместе с вертикальными пазами 13 в поперечных перегородках 2 образована П-образна шель, в которой при заливке раствора гелеобразовател формируетс гелевый блок с фитил ми 26.Between the cover 19 and the integrator 6, together with the vertical grooves 13 in the transverse partitions 2, a U-shaped shell is formed, in which, when the gel solution is poured, a gel block with wicks 26 is formed.

Прижимное устройство дл поджима крышки к корпусу камеры 1 может быть любой конструкции. В данном аппарате оно выполнено из четырех прижимных устройств 18 по углам пр моугольной металлической рамки 27. Заливка гелеобразовател и формирование гел в аппарате может проводитьс в вертикальном и горизонтально.м положени х.The clamping device for pressing the cover to the camera body 1 can be of any design. In this apparatus, it is made of four clamping devices 18 at the corners of a rectangular metal frame 27. The pouring of the gel former and the formation of the gel in the apparatus can be carried out in vertical and horizontal positions.

Работает аппарат следующим образом.The machine works as follows.

Вначале производитс заливка раствора и формирование гел . При необходимости работы с однородным по пористости гелем заливка раствора гелеобразовател проводитс First, the solution is poured and a gel is formed. If it is necessary to work with a homogeneous porosity gel, pouring the gel solution is carried out

в горизонтальном положении корпуса камеры /. В этом случае при поджатой крышке 19 п при наличии в щелевидных прорез х 14 резиновых пробок 15 и гребенки 23 раствор гелеобразовател заливаетс пипеткой в отверстиеin horizontal position of the camera body. In this case, with a preloaded lid of 19n in the presence of slit-like slots x 14 rubber plugs 15 and comb 23, the solution of the gel former is poured into the hole

21 в крышке. После заполнени всего гелевого пространства раствором в отверстие наслаиваетс вода так, чтобы она закрыла гелевый раствор в отверстии и изолировала его от контакта с воздухом.21 in the lid. After filling the entire gel space with a solution, water is layered into the hole so that it covers the gel solution in the hole and isolates it from contact with air.

Дл ускорени процесса формировани гел крышка освещаетс мощным источником света (500 вт).To speed up the gel formation process, the cap is illuminated with a powerful light source (500 watts).

При необходимости работы с гелем различной послойной пористости и электропроводности заливка раствора гелеобразовател проводитс в вертикальном положении корпуса камеры . В этом случае при поджатой крышке и при наличии в нижней щелевидной прорези 14 пробки 75 и в крыщке гребенки заливкуIf it is necessary to work with a gel of various layer-by-layer porosity and electrical conductivity, the pouring of the gel solution is carried out in the vertical position of the camera body. In this case, when the lid is pressed and if there is a plug in the lower slit 14, the plug 75 and in the comb lid fill

раствора гелеобразовател провод т в верхнюю щелевидную прорезь 14 с наслоением дистиллированной воды на поверхность гел после заполнени раствором гелевого пространства . Гелеобразование провод т при освещении прозрачной крышки 19 источником света.The solution of the gelling agent is led to the upper slit 14 with layering of distilled water on the surface of the gel after filling it with the gel space. Gelation is carried out by illuminating the transparent cover 19 with a light source.

После обра зовани гел камеру 1 устанавливают в горизонтальное положение, вынимают из прорезей 14 в поперечных перегородках 2 пробки 15, гребенку 23, заливают электродные кюветы соответствующим количеством буферного раствора и на выводные контакты платиновых электродов 4 подают выпр мленное стабилизированное напр жение.After the gel has been formed, the camera 1 is placed in a horizontal position, the plugs 15, the comb 23 are removed from the slots 14 in the transverse partitions 2, the electrode cups are filled with the appropriate amount of buffer solution, and a rectified stabilized voltage is applied to the output contacts of the platinum electrodes 4.

Пастеровской пипеткой заполн ют стартовые желобки, образованные в геле от выступов гребенки 23, соответствующим объемом раствора исследуемых препаратов, в который дл удобства наблюдени за ходом электрофоретического делени добавлено небольшое количество красител .The Pasteur pipette fills the starting grooves formed in the gel from the protrusions of the comb 23 with a corresponding solution solution volume, in which a small amount of dye is added to facilitate the observation of electrophoretic division.

Во врем процесса электрофореза исследуема смесь будет делитьс в гелевом блоке в соответствии с подвижностью и молекул рным весом компонентов. Краситель в электрическом поле движетс впереди самого быстрого компонента.During the electrophoresis process, the test mixture will be divided in a gel block in accordance with the mobility and molecular weight of the components. The dye in the electric field moves ahead of the fastest component.

По достижении красителем конца интегратора 6 напр жение с электродов отключают,When the dye reaches the end of the integrator 6, the voltage from the electrodes is disconnected,

снимают крышку 19 с прижимным устройством 18, гелевый блок вынимают и подвергают обработке по известной методике.Remove the cover 19 with the clamping device 18, the gel block is removed and processed by a known method.

При делении термолабильных соединений перед подачей на электроды аппарата напр жени включают термоэлектрическое охлаждение и с помощью термодатчика поддерживают в геле заданную температуру.When dividing thermolabile compounds, before applying the voltage to the electrodes of the apparatus, thermoelectric cooling is applied and the temperature is maintained in the gel with the help of a thermal sensor.

Предмет изобретени Subject invention

Аппарат дл электрофореза в гелевом блоке , включающий камеру с размещенными вAn apparatus for electrophoresis in a gel block, comprising a chamber with

ней электродами и электродными кюветами, подложку-интегратор дл гелевого блока и гребенку дл формировани в гелевом блоке стартовых желобков, отличающийс тем, что, с целью повышени разрешающей способности аппарата и точности анализа, камера выполнена герметичной, снабжена крышкой и поперечными перегородками, по всей ширине которых проход т вертикальные пр моугольные пазы со щелевидными прорез ми дл with electrodes and electrode cells, an integrator substrate for a gel block and a comb to form starting grooves in a gel block, characterized in that, in order to increase the resolution of the apparatus and the accuracy of the analysis, the chamber is sealed, provided with a lid and transverse partitions across the width vertical grooves with slotted slots for

сообщени с электродными кюветами, гелевый блок расположен в вертикальном П-образном канале, к интегратору прикреплен холодильник из термоэлектроэлементов, а гребенка размещена в поперечном, пазу крышки.messages with electrode cells, a gel block is located in a vertical U-shaped channel, a refrigerator made of thermoelectric elements is attached to the integrator, and a comb is placed in the transverse groove of the lid.

,5«r.-if;f f7, 5 "r.-if; f f7

0-10-1

9 19 1

Фиг 1Fig 1

2020