DE2224988A1

DE2224988A1 - Gelträger zur Immunoelektrophorese

Info

Publication number: DE2224988A1
Application number: DE19722224988
Authority: DE
Inventors: Stephen D. Rochester N.Y. Rains (V.St.A.)
Original assignee: Bausch and Lomb Inc
Current assignee: Bausch and Lomb Inc
Priority date: 1971-05-24
Filing date: 1972-05-23
Publication date: 1972-11-30
Also published as: DE2224985A1; DE2224987A1; US3736100A; US3762877A; FR2138933A1; US3751357A; FR2138933B1

Description

1. Bezugnahme auf zugehörige Anmeldungen:

Die vorliegende Erfindung steht in -Verbindung mit zwei gleichzeitig anhängigen Anmeldungen mit dem Titel (1) "Verfahren · und Gerät zum Einbringen einer Flüssigkeit oder eines Gases in ein Gel", Serial Fo. 146,262 der Erfinder Stephen D.Rains und Leon L. Wheeless, Jr. und (2) "System und Gelrahmen zur Elektrophorese", Serial No. 146,387· des Erfinders Stephen D.Rains. Anwaltsaktenz. Licht u. Kollegen Nr. 10911, 10912 v_e 23.5.72

2. Erfindungsbereich:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Apparatur zur Aufnahme eines Gels bei Immunoelektrophorese-Analysen eines Serums und Antiserums und insbesondere eine in sich geschlossene Einheit zur Aufnahme des Gels, einschließlich der Apparatur zur individuellen Eingabe von Serum und Antiserum.

3. Bisheriger Stand der Techniki

. Das Immunoelektrophoreseverfahren ist seit Jahren bekannt, wobei sich in der Praxis verschiedene Schwierigkeiten ergaben,

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Paftiitanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtich.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Harrmann

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die sich insbesondere auf das Einbringen des Serums und Antiserums in ein Gel beziehen, was zur Durchführung des Verfahrens erforderlich ist. Häufig ergab sich eine gegenseitige Verunreinigung zwischen Serum und Antiserum, während beide in das Medium eingebracht werden sollten, das zur Durchführung des Elektrophoreseverfahrens und nachfolgendem Fällungsverfahren dient. Diese Schwierigkeiten führten zu ergebnissen, die unzuverlässig, kostspielig und zeitraubend sind. Sehr oft müssen die Verfahren wiederholt werden, um sicherzustellen, daß genaue Ergebnisse erzielt wurden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft ein Gerät zur raschen und kosteneinsparenden Durchführung von Immunoelektrophoreseverfahren mit zuverlässigen, genauen Ergebnissen. In der zuvor erwähnten Patentanmeldung mit dem Titel "Verfahren und Gerät zum Einbringen einer Flüssigkeit oder eines Gases in ein Gel" von Rains et al wird im einzelnen ein Verfahren zum Einbringen von Flüssigkeiten in ein Gel beschrieben, um dadurch die chemischen Bestandteile analysieren zu können» Außerdem beschreibt R.J. Wieme in einer Veröffentlichung der Elsevier Publishing Company aus 1965 mit dem Titel "Agar Gel Electrophoresis" das spezielle Elektrophoreseverfahren und das Immunoelektrophoreseverfahren. Die dort dargelegten Ausführungsbeispiele zeigen im allgemeinen ein drahtähnliches Element, das sich quer durch den Rahmen erstreckt und dazu dient, eine Flüssigkeit in ein im Rahmen enthaltenes Gel einzubringen. In der Beschreibung ist dargelegt, daß das drahtähnliche Element aus verschiedenen Materialien hergestellt werden kann, die ein drahtähnliches Element bilden, daß beliebige Konfiguration zwischen starr und biegsam haben kann. Die einzige definierte Forderung besteht darin, daß man das drahtähnliche Element aus dem Gel herausziehen können muß, und daß es im allgemeinen in der ursprünglich im Gel gebil deten Bahn eingebettet bleibt. Demgemäß werden im vorliegenden

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Gerät drahtähnliche-Elemente dargelegt, deren Bahnen nicht linear sind. Diese drahtähnlichen Elemente sind insbesondere in idealer Weise dazu geeignet, in das Gel ein Serum einzubringen, das danach mittels Elektrophorese analysiert werden soll. Nach dem Immunoelektrophoreseverfahren schafft die vorliegende Erfindung weiterhin ein Verfahren zum Anbringen von Antiserum in das gleiche Gel, um das Immunoelektrophoreseverfahren fortzusetzen und Proteine auszufällen. Die Einfachheit dieses Geräts ist leicht einzusehen; außerdem läßt sich das' Gerät mit geringem Kostenaufwand herstellen und erfüllt einige der kritischsten Forderungen, die für derartige Geräte von den heutigen medizinischen Analyse-Laboratorien aufge-, stellt werden.

Die Erfindung läßt sich folgendermaßen zusammenfassen^ Ein Elektrophoreseträger ist mit drahtähnlichen Elementen versehen, die dazu dienen, Serum und Antiserum in ein Gel zu injizieren, das auf dem Träger vorgesehen ist, damit ein* Elektrophoreseverfahren durchgeführt und anschließend die Diffusion des Antiserums stattfinden kann, um Proteine auszufällen. ·

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine schaubildliehe Ansicht des Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 ist ein vergrößerter Schnitt durch die Apparatur aus Figur 1 entlang der Linie 2-2 aus Figur 1.

Figur 3 ist ein Muster der ausgefällten Proteine, wie es nach Durchführung des Immunoelektrophoreseverfahrens betrachtet werden kann.

Figur 4- ist ein Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geräts.

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Ausführliche Beschreibung der "bevorzugten Ausführungsbeispiele.

In Figur-1 ist ein Gelrahmen 10 mit einem vertieft eingelassenen Bereich 12 dargestellt, der durch zwei parallele Seitenwände 14 und 16 und quer vorgesehene Wände 18 und 20 begrenzt wird und zur Aufnahme -eines für das Elektrophoreseverfahren geeigneten G-els dient. Vom tiefer liegenden Bereich 12 erstrecken sich mehrere ähnlich aufgebaute Ansätze 22, 22· ur>d 22" nach oben. Die Ansätze 22, 22', 22" werden am zweckmäßigsten in einem Stück mit dem Gelrahmen 10 geformt und haben im allgemeinen rechteckige Form. Auf gegenüberliegenden Seiten jedes der Ansätze 22, 22·, 22" sind zugehörige Öffnungen 24 und 26, 24' und 26* und 24" und 26" vorgesehen. Die Reihen von Öffnungen 24,26, 24«,26·, 24",26" erstrecken sich durch den Gelrahmen vom tieferliegenden Bereich 12 zur Unterseite 28 des Gelrahmens.

Wie am besten aus Figur 2 zu ersehen ist, erstrecken sich umgekehrt U-förinige drahtähnliche Elemente 30, 30' und 30" durch dieee Reihen von Öffnungen 24,26, 24^f,26', 24",26" und überbrücken somit die Ansätze 22, 22^f und 22".

Beim Gebrauch wird der Gelrahmen 10 umgedreht, so daß die Unterseite 28 nach oben zeigt, damit eine Bedienungsperson auf ein Ende jedes der U-förmigen drahtähnlichen Elemente 30. 30', 30" einen Serum-Tropfen aufbringen kann. Dann werden die drahtähnlichen Elemente aus dem Gelrahmen 10 herausgezogen, indem an den nicht mit einem Tropfen versehenen Ende des U-förmigen drahtähnlichen Elements gezogen wird. Hierdurch folgt der Tropfen dem Draht und füllt daher den Hohlraum aus, der in dem Gel nach Herausziehen der U-förmigen drahtähnlichen Elemente 30, 30' und 30" aus dem im vertieften Bereich 12 vorgesehenen Gel zurückbleibt. Nachdem das Serum in das Gel eingebracht ist, wird der Rahmen durch eine geeignete Vorrichtung elektrisch angeschlossen, so·daß der Elektrophoresevorgang durchgeführt werden kann. Nachdem eich die Gelwanderung über die Oberfläche

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■des Gelrahmens parallel zu den Wänden 14 und 16 ausgebreitet 'hat, kann das weitere Verfahren und der ImmunoelektrppliOrese.-vorgang ausgeführt werden.

Hierfür enthält der Gelrahmen 10 zueinander ausgerichtete Vertiefungen 32 und 34» die sich durch die Querwände 18 und zur Außenseite des Gelrahmens 10 erstrecken. In der Vertiefung 34 ist außerdem ein Reservoir 36 vorgesehen, das jede geeignete Form haften kann und sich ■beispielsweise bis zur gleichen Tiefe wie der tiefer liegende Bereich 12 erstreckt. Ersichtlicherweise können mehrere dieser Vertiefungen 32 und 34 mit Reservoir 36 vorgesehen sein, wie durch die Vertiefungen 32' und 34' mit Reservoir 36^f angedeutet ist. Durch das im Bereich 12 "befindliche Gel und ausgerichtet zu den Vertiefungen 32 und 34 verläuft ein drahtähnliches Element 38. In entsprechender Weise erstreckt sich ein drahtähnliches Element 38* durch die Vertiefungen 32' und 34'» Das· drahtähnliche Element 38 "besteht vorzugsweise aus einem elektrisch nicht-leitenden Material, da es sich "bereits im Gel befindet,' während für den Elektrophoresevorgang Spannung angelegt wird.

Nach Durchführung des oben erwähnten Elektrophoresevorgangs eines Serums wird ein Antiserum, das zur Durchführung spezieller Testversuche eine bekannte Zusammensetzung aufweist,, in die entsprechenden Reservoire 36 und 36' eingegeben. Dann werden die drahtähnlichen Elemente 38 und 38' herausgezogen. Beim Herausziehen der drahtähnlichen Elemente 38 und 38' füllt das Antiserum den von den entsprechenden drahtähnlichen Elementen zurückgelassenen Hohlraum, wie in der zuvor erwähnten gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung von Rains et al mit dem Titel"Verfahren und Gerät zum Einbringen einer Flüssigkeit oder eines Sases in ein Gel" beschrieben ist.

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Nachdem die oben erwähnten Verfahrensschritte ausgeführt worden sind, muß das Gel lediglich in eine geeignete Umgebung gebracht werden, damit eine Diffusion des Serums und Antiserums stattfinden und ein Niederschlag von Antigen/Antikörper-Komplexen auftreten kann. Nach der vorgeschriebenen Zeitdauer haben dan" Serun und das Anti serum miteinander reagiert, und durch ein-rfache visuelle Interpretation läßt sich eine Analyse rasch durchführen. Bie Ergebnisse der Heaktion zwischen dem Serum und dem Antiserum lassen sich bequem aus Figur 3 ablesen. Die auftretenden bogenförmigen Ausfällungen sehen aus wie eine 'Reihe sich überlappender sichelförmiger Bahnen, die in Figur 3 mit der Bezugsziffer 40 bezeichnet sind.

In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargelegt. Im einzelnen ist .ein Gelrahmen 42 gezeigt, in dem eine Vertiefung 44 eingelassen ist. Mehrere Durchgänge 46, 48 und sind im Gelrahmen 42 vorgesehen und bilden eine Verbindung zwischen der Unterfläche 52 des Gelrahmen und dem Boden 54 der Vertiefung 44· Mehrere drahtähnliche Elemente 56,58 und sind in den Durchgängen 46, 48 und 50 vorgesehen, ragen jedoch nicht über die obere Fläche 62 des Gelrahmens 42 hinaus. Dann gibt man ein Gel 64 in die Vertiefung 44 des G_elrahmens 42 ein und läßt es sich absetzen. Nachdem sich das Gel 64 abgesetzt hat, kann restliche Gel-Substanz, die in den konischen Abschnitten der Durchgänge 46, 48 und 50 zurückgeblieben ist, entfernt werden. Diese kleine Restmenge des Gels muß entfernt werden, damit eine Flüssigkeitsprbbe in die konisch geformten Abschnitte der Durchgänge 46, 48 und 50 eingebracht werden kann. Die Flüssigkeitsprobe kann durch jedes geeignete Verfahren eingebracht werden, wie beispielsweise in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung mit dem Titel "Verfahren und Gerät zum Einbringen einer Flüssigkeit oder eines Gases in ein Gel" von Stephen D. Rains und Leon L. Wheeless, Jr. dargelegt ist. Nachdem die Flüssigkeitsprobe in die Durchgänge eingebracht worden ist, können die drahtähnlichen Elemente herausgezogen

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werden. Die Flüssigkeit fließt, wie schon beschrieben wirde, in die nach dem Herausziehen der drahtähnlichen Elemente, zurückbleibenden Hohlräume hinein. Die zuvor erwähnte Patentanmeldung mit dem Titel "Verfahren und Gerät zum Einbringen einer Flüssigkeit oder eines Gases in ein Gel" beschreibt diesen Vorgang ausführlich. .

Obwohl im vorstehenden spezielle Artikel mit speziellen Kennzeichnungen versehen wurden, können verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden, die genauso gute Ergebnisse liefern. Beispielsweise wurde die Vorrichtung zum Einbringen der Flüssigkeit in das Gel ein "drahtähnliches Element" genannt, obwohl alles, was einem Draht ähnlich ist, z. B. ein Haarbündel, Nylon- oder Plastikfasern, auch eine Schnur, gleiche Dienste leisten würden. Das drahtähnliche Element kann außerdem starr oder flexibel sein und ist nicht notwendigerweise auf einen kreisförmigen Querschnitt beschränkt. Auch ein Materialstreifen aus Papier oder Plastik kann als "drahtähnliches Element" verwendet werden, oder aber Sonden mit dreieckigem, quadratischem oder beliebig anderem Querschnitt.

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Claims

.PATENTANSPRÜCHE

1.j Gerät als Träger für ein Gel zur Verwendung in der Immuno- ^rfektrophorese, gekennzeichnet durch einen Rahmen (10) mit einem vertieften Abschnitt (12), der zur Aufnahme des Gels dient; Vorrichtungen (24, 26),die eine Verbindung zwischen der Vertiefung (.12) im Rahmen und'der Unterfläche (28) des Rahmens schaffen, um das Einbringen von chemischen Bestandteilaiin das in der Vertiefung vorgesehene Gel zu erleichtern; und Vorrichtungen (38), die in der Vertiefung (12) vorgesehen sind und diese Durchqueren, um das Einführen von weiteren chemischen Bestandteilen in das in der Vertiefung vorgesehene Gel zu erleichtern.

2. -Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen aus Plastikmaterial geformt ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die eine Verbindung zwischen der Vertisfung (12) im Rahmen und der Unterfläche (28) des Rahmens schafft, ein U-förmiger Draht (30) ist, der mit seinen Schenkeln durch die Öffnungen (24, 26) in der Vertiefung (12) reicht.

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4· Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die eine Verbindung zwischen der Vertiefung im Rahmen rind der Unterfläche des Rahmens schafft, ein drahtähnliches Element ist.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die in der Vertiefung angebracht ist und diese in Längsrichtung durchquert, ein drahtähnliches Element ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das drahtähnliche Element elektrisch nicht-leitend ist.

7. Gerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (22) auf der Oberfläche der Vertiefung (12), wobei die Vorrichtung (22) zur Unterstützung des U-förmigen Drahts dient.

8.. Gerät rBch Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Unterstützung des U-förmigen Drahts ein Vorsprung (22) ist, der sich zwischen den Öffnungen (24, 26) in der Vertiefung "befindet.

9. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung mit dem Rahmen aus einem Stück geformt ist.

10. Gerät als Träger für ein Gel zur Verwendung in der Immunoelektrophorese, gekennzeichnet durch einen Rahmen (10) mit einem zur Aufnahme des Gels dienenden vertieften Abschnitt·(12); mehrere U-förmige Drähte (30), deren Schenkel durch Öffnungen (24, 26) in der Vertiefung im Rahmen reichen; mehrere Ansätze (22), die in der Vertiefung zwischen den Öffnungen (24, 26) vorgesehen sind und sJa Stütze für die U-förmigen Drähte dienen; mehrere drahtähnliche Elemente (38) zwischen den U-förmigen Drähten innerhalb der Vertiefung und in Längsrichtung derselben;

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Vorrichtungen, die eine Verbindung zwischen dem Rahmen und dem drahtähnlichen Element schaffen; Vorrichtungen, um eine Flüssigkeitsprobe auf die U-förmigen Drähte aufzubringen; und Vorrichtungen, um eine Flüssigkeitsprobe auf das drahtähnliche Element aufzubringen.

11. Gerät als Träger für ein Gel zur Verwendung in der Immunoelektrophorese,-gekennzeichnet durch einen Rahmen (10, 42) mit einer Vertiefung (12, 44) zur Aufnahme des Gels; mehrere im wesentlichen gerade drahtähnliche Elemente (56, 58, 60), die durch Öffnungen (46, 48 50) in der Vertiefung des Rahmens hindurchreichen; mehrere drahtähnliche Elemente (3&), die zwischen den im wesentlichen geraden drahtähnlichen Elementen vorgesehen sind und die Vertiefung in Längsrichtung durchqueren; Vorrichtungen, die eine Verbindung zwischen dem Rahmen und den drahtähnlichen Elementen schaffen; Vorrichtungen, um eine Flüssigkeitsprobe auf die im wesentlichen geraden drahtähnlichen Elemente aufzubringen; und Vorrichtungen, um eine Flüssigkeitsprobe auf die drahtähnlichen Elemente (38) aufzubringen.

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