DE7304459U - Vorrichtung zur elektrophorese - Google Patents
Vorrichtung zur elektrophoreseInfo
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Description
Vorrichtung zur Elektrophorese
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Elektrophorese.
Bisher wurden bei der Trennung von molekularen Bestandteilen einer Probe diese in einem ersten Medium durch
die Elektrophorese getrennt und einzeln durch Elektrophorese in ein zweites Medium bewegt, welches bessere Gesamtströrnungseigenschaften
(bulk flow characteristics) hat als da3 erste Medium. Die abgetrennten Teilchen werden dann aus dem zweiten
Medium entfernt.
Die bisherigen Vorrichtungen zur Elektrophorese hatten den Nachteil, daß es nicht immer bekannt wars wann die molekularen
Bestandteile im ersten Medium vollständig getrennt und in das zweite Medium bewegt worden waren. Somit konnte das zweite
Medium entfernt werden, bevor eine vollständige Trennung erreicht war.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Möglichkeit zu
schaffen, die Trennung der Bestandteile bzw. Probenelemente zu überwachen.
Dies wird mit einer Vorrichtung zur Durchführung einer Elektrophorese zur Abtrennung von Molekularproben bzw.
-bestandteilen, aus einem ersten Medium mit schlechten Gesamtströmungseigenschaften
und Überführung in eine zweites Medium mit besseren Gesamtströmungseigenschaften erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß ein Abtaster in Verbindung mit dem zweiten Medium steht, und daß eine reversible Pumpe zur Bewegung
des zweiten Mediums ohne nennenswerte Längsvermischung j entlang dem Abtaster vorgesehen ist*
Wenn der Abtaster eine unvollständige Elektrophorese anzeigt,
so kann die Arbeitsrichtung der reversiblen Pumpe umgekehrt werden, um das zweite Medium in seine ursprüngliche Lage zurückzubringen,·
in der eine weitere Trennung mittels Elektrophorese durchführbar ist.
In einem Ausführungsbeispiel werden eine -Mischung verschiedener
Molekularproben, ein festes oder halbfestes Trennungsmedium und ein gesamtströmendes (bulk flow) Sammlungsmedium, etwa eine
flüssige Dichtegradientensäule, in Reihe geschaltet, wobei die Mischung der verschiedenen Molekularproben sich an einem Ende
des Trennungsmediums und das Sammlungsmedium am anderen Ende
befindet, so daß die verschiedenen Molekularproben im Trennungsmedium in verschiedene Bereiche aufgeteilt und
diese Bereich3 zur weiteren Trennung und Sammlung nacheinander
in das Sammlungsmedium bewegt werden.
In einem anderen AusfUhrungsbeispiel läßt man verschiedene Bestandteile der Mischung aus Molekularproben mit unterschiedlichen
Geschwindigkeiten mittels eines sich vom ersten zum zweiten Ende über das Trennungsmedium erstreckenden
elektrischen Feldes vom ersten zum zweiten Ende wandern, um im allgemeinen ebene, getrennte Bereiche zu bilden, die
jeweils senkrecht zum Intensitätsvektor des elektrischen
Feldes verlaufen und unterschiedliche Molekularproben enthalten. Nach Bildung der Bereiche im Trennungsmediuni wird
dieses mit einer Seite in Berührung mit einem Sammlungsmedium
gebracht, so daß die Bereiche im wesentlichen senkrecht zur Grenzschicht zwischen dem Trennungs- und dem Sammlungsmedium
verlaufen, und über die beiden Medien wird in Reihe ein elektrisches Feld gelegt, so daß sich die Bereiche gleichzeitig
parallel vom Trennungsmedium in das Sammlungsmedium bewegen.
In jedem Ausführungsbeispiel wird eine Flüssigkeit mit höherer Dichte als das Sammlungsmedium von unten in einen Behälter eingebracht,
der das Sammlungsmedium enthält, um dieses durch einen
Konzentrationsmesser, etwa eine die Mediumskonzentration anzeigende
optische Zelle nach oben zu bewegen. In einer derartigen Vorrichtung wird das Medium bei einer Betriebsweise
während der Abtastung bzw. Messung in einen Behälter bewegt, und falls der Abtaster bzw. die Meßeinrichtung eine für die
vollständige Sammlung der verschiedenen Molekularproben nicht ausreichende Trennung der Bereiche anzeigt, erfolgt eine
Rückführung zur weiteren Elektrophorese.
Ist die vollständige Trennung erreicht, so wird jeder Bereich, bzw. jede Zone des Sammlungsmediums mittels eines üblichen
PraktionsSammlers in jeweils unterschiedliche Behälter gebracht.
Der Fraktionssammler1ermittelt die verschiedenen Bereiche oder
Zonen während des Fließens des Sammlungsmediums zu einem Abflußrohr aus den Unterschieden in der Absorption von ultraviolettem
Licht und bewegt verschiedene Behälter unter das-Abflußrohr,
die die verschiedenen ermittelten Bereiche oder Zonen aufnehmen.
Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß die Trennung der verschiedenen
Molekularproben oder - teilchen in einem Medium, etwa einem Gel, das keine guten Gesamtströmungseigenschaften,
jedoch besonders gute Trennungseigenschaften für einige Molekularproben oder -teilchen hat, überwacht werden kann. Wenn durch die
Überwachung festgestellt wird, daß die Trennung unzureichend ist,
if· ,—v
so kann unter überwachung eine weitere Elektrophorese
durchgeführt werden und eine weitere Elektrophorese folgt in einem Medium, das gute GesamtStrömungseigenschaften hat,
um sowohl die überwachung als auch die Sammlung nach Beendigung
der Trennung zu erleichtern.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert:
Fig. 1 zeigt in einer Blockdarstellung die Elektrophoreseschritte in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 zeigt in einem senkrechten Teilschnitt ein Ausführungsbeispiel einer Elektrophoresevorrichtung.
Fig. 3 zeigt in einem senkrechten Teilschnitt ein anderes
Ausführungsbeispiel einer Elektrophoresevorrichtung.
Fig. h zeigt in einer vereinfachten Teildarstellung einen
Teil einer erfindungsgemäßen Elektrophoresevorrichtung.
Figl. 5 zeigt schematisch in einer Teildarstellung einen Teil
einer anderen Elektrophoresevorrichtung gemäß der Erfindung der zusammen mit oder an Stelle des Teils gemäß
Figur 4 verwendbar ist.
Die in Figur 1 gezeigte Blockdarstellung läßt zwei erfindungsgemäße
Schrittfolgen erkeniaen, die beide zur Trennung verschiedener Molekularproben oder -teilchen oder der chemischen
Komponenten einer Mischung von Molekularproben oder chemischen
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Verbindungen führen. Eine dieser Schrittfolgen gestattet die einfache Beobachtung der getrennten Molekularproben
oder - teilchen nach der Trennung und die andere die einfache Sammlung der Molekularproben nach ihrer Trennung.
Der erste bei 6 dargestellte Schritt der Beobachtung und Sammlung verschiedener Molekularproben oder - teilchen dient
zur Trennung der Proben oder Teilchen durch Gel-Elektrophorese. Die Erfindung soll zur Trennung von Molekularproben oder teilchen
dienen, die sich besser durch Elektrophorese in einem festen oder halbfesten Medium als durch Elektrophorese in
einer flüssigen Dichtegradientesäule trennen lassen. Diese Eigenschaft haben viele verschiedene Molekularproben oder teilchen,
die Molekülen gleichen oder diesen stark ähneln, so daß sich Vorteile durch die höhere Auflösung bei Elektrophorese
in gewissen festen Medien ergeben.
Verschiedene feste und halbfeste Medien, die eine besonders gute Trennung von Molekularproben oder - teilchen ermöglichen,
sind bekannt, etwa Polyacrylamid-Gele, Dextranteilchen, Zellulose-
und Agarose-Gele. Ein Medium dieser Art wird für die folgende Beschreibung zur Durchführung des ersten, in Figur 1
dargestellten Schrittes zu Grunde gelegt. Die Erfindung ist von besonderer Brauchbarkeit, wenn das am besten geeignete
Trennungsmedium fest oder halbfest ist, wodurch die Sammlung der einzelnen Proben schwierig wird.
Ganz allgemein gesagt, haben die zur Durchführung des ersten, bei 6 dargestellten Schrittes vorteilhaftorweise verwendbaren
Trennungsmedien folgende Eigenschaften: (1) Sie können nicht als Ganzes fließen (incapable of bulk flow) oder haben schlecht-e
Gesamtstromungseigenschaften; (2) Widerstand gegen Konvektion; (3) physikalische und/oder chemische Wechselwirkung zwischen
den zu trennenden Proben, wobei die Wechselwirkung umkehrbar ist und unterschiedliche Wanderungsgeschwindigkeiten der verschiedenen
Proben bewirkt. Insbesondere sind die ^rennungsmedien typischerweise fest oder halbfest und haben spezielle Eigenschaften,
durch die sie eine hohe Auflösung von eng aneinander gelagerten Molekularproben während der Elektrophorese gestatten.
Eine typische Eigenschaft ist die Fähigkeit, durch Molekularsiebung die elektrophoretische Wanderung zu erschweren. Da viele
dieser speziellen Medien nicht als Ganzes fließen oder schlechte Gesamtstromungseigenschaften haben, ist es schwierig, die verschiedenen
Proben zu sammeln und sie nach der Trennung im Medium zu beobachten.
Wie in Figur 1 bei 7 angedeutet, besteht der zweite Schritt beim Beobachten und Sammeln der verschiedenen Molekularproben aus der
Mischung in der übertragung der getrennten Molekularproben mittels
Elektrophorese in Bereiche oder Zonen einer flüssigen Dichtegradientensäule : Obwohl in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Proben in eine flüssige Diclitegradientensäule übertragen
werden, umfaßt die Erfindung auch andere Möglichkeiten.
Das zweite Medium, das im Unterschied zum im ersten Schritt verwendeten Trennungsmedium als Sammlungsmedium bezeichnet
wird, wird im wesentlichen nach seiner Fähigkeit zur Aufnahme der £<? trenn ten MoI pkisi.fsyprob^n unc? Ξθΐηβη Ei~enschO.ftJS1 Ξ.ϋΞ~
gewählt, die die Beobachtung der getrennten Molekularproben und die Sammlung in verschiedenen Behältern gestatten.
Das Sammlungsmedium ist entweder flüssig oder körnig und widerstandsfähig gegen Konvektion. Typischerweise handelt
es sich um eine Dichtegradientensäule.
Eine wesentliche Eigenschaft des Sammlungsmediums besteht in seiner Fähigkeit als Gesaüitstrom (bulk flow) bewegt zu
werden. Um ausreichende Uesamtströmungseigenschaften zu haben,
sollte das Sammlungsmedium durch Einbringen einer dichteren
Flüssigkeit /on unten aufwärts bewegt werden können, ohne daß sich die die verschiedenen Molekularproben enthaltenden Bereiche
oder Zonen vermischen. Vorzugsweise ermöglicht das Sammlungsmedium die Bewegung durch ein Rohr von einem unteren
Behälter zu einem oberen Behälter, wobei der innere Durchmesser des Rohres geringer ist als der der Behälter, und es ermöglicht
außerdem die Rückführung in den unteren Behälter. Diese Verschiebung
erfolgt durch Einbringen und Absaugen der dichten Flüssigkeit in und vom Boden des unteren Behälters, ohne daß
der Dichtegradient in diesem wesentlich geändert wird.
Einige als Median für die Elektrophorese verwendete Materialien haben mehr als eine Form oder Phase, und die unterschiedlichen
Formen oder Phasen haben unterschiedliche Eigenschaften, durch die ihre Wahl als Trennungs- oder Sanffislur.gsir.eclittni beeinflußt
wird. So kann beispielsweise Polyacrylamid körnig sein, wae
in diesem Zusammenhang als halbfest angesehen wird, oder aber
fest. Im letzteren Fall sind unterschiedliche Steifegrade möglich.
wird. So kann beispielsweise Polyacrylamid körnig sein, wae
in diesem Zusammenhang als halbfest angesehen wird, oder aber
fest. Im letzteren Fall sind unterschiedliche Steifegrade möglich.
Außerdem können einige Materialien oder Formen von Materialien unter gewissen Umständen als Trennungsmedien und unter anderen
Umständen als Sammlungsmedien dienen. Einige körnige Materialien wie etwa Dextrangelteilehen sind von dieser Arx und haben im
halbfeaten Zustand Gesamtströmumgseigenschaften, durch die das Sammeln der Proben in Fraktionsammlern ermöglicht wird, bei
denen eine Gesamtströmung erforderlich ist. Sie sind jedoch
nicht so vorteilhaft bei der Sammlung, wie etwa flüssige Dichtegradientensäulen. Derartige Materialien können als Sammlungsmedien verwendet v/erden, wenn sie spezielle Vorteile ergeben,
die ihre Wahl gegenüber anderen Materialien rechtfertigen, die bessere Gesamtströmungseigenschaften haben, und sie können unter anderen Umständen zusammen mit einem bessere Gesamtströmungseigenschaft en aufweisenden Sammlungsmedium als Trennungsmedium benutzt werden.
halbfeaten Zustand Gesamtströmumgseigenschaften, durch die das Sammeln der Proben in Fraktionsammlern ermöglicht wird, bei
denen eine Gesamtströmung erforderlich ist. Sie sind jedoch
nicht so vorteilhaft bei der Sammlung, wie etwa flüssige Dichtegradientensäulen. Derartige Materialien können als Sammlungsmedien verwendet v/erden, wenn sie spezielle Vorteile ergeben,
die ihre Wahl gegenüber anderen Materialien rechtfertigen, die bessere Gesamtströmungseigenschaften haben, und sie können unter anderen Umständen zusammen mit einem bessere Gesamtströmungseigenschaft en aufweisenden Sammlungsmedium als Trennungsmedium benutzt werden.
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- 10 -
Um Säulen aus einigen körnigen Trennungsmedien entsprechende Gesamtströmungeigenschaften zu geben, wird ein spezielles
Verfahren angewendet. Nach diesem Verfahren werden die Körner nicht von der» Säule in der. Fraktionssammler bewegt, sondern
die die Körner umgebende Elektrolytflüssigkeit wird entfernt und zusammen mit den getrennten Zonen in den Fraktionssammler
geleitet. Dies erfolgt durch Abfließen des Elektolytens und der Zonen aus molekularen Proben durch den Boden oder durch
Einbringen einer dichteren Flüssigkeit vom Boden der Säule und Verschiebung nach oben.
Bei Durchführung des in Figur 1 bei 7 dargestellten Schrittes werden verschiedene Mölekuiarproben als getrennte Zonen von
dem Trennungsmedium in das Sammlungr-f-fciium bewegt, wobei die
Identität der Zonen beibehalten und die Molekularproben auch im Sammlungsmedium voneinander entfernt sind.
In einem Ausführungsbeispiel hat das Trennungsmedium die Form einer senkrechten Säule, die im folgenden als Trennungssäule
bezeichnet wird, und das Sammlungsmedium bildet eine andere
Säule, die sogenannte Sammlungssäule, die an die Trennungssäule
angrenzt und entweder oberhalb oder unterhalb dieser liegt. Die Zonen werden durch Elektrophorese von einem Ende der Trennungssäule durch diese hindurch und in die Sammlungssäule mittels
einer über beiden Säulen liegenden Potentials erzeugt, wobei
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11 -
die beiden Säulen elektrisch und physikalisch in Reihe liegen, so daß horizontale, jeweils Molekularproben enthaltende
Zonen im Trennungsmedium gebildet und nacheinander als getrennte horizontale Zonen im vertikalen Abstand
von-einander in die Dichtegradientensäule bewegt werden, wenn die verschiedenen Molekularproben von einem
Ende der Trennungssäule zu Bereichen in der Sammlungssäule wandern.
In einem anderen Ausführungsbei.spiel werden die horizontalen
Zonen im Trennungsmedium erzeugt und dann gleichzeitig parallel in Richtung einer Ebene parallel zu den Zonen in
das Sammlungsmedium bewegt. In diesem Ausführungsbeispiel
werden die verschiedene Proben enthaltenen Zonen zunächst durch Elektrophorese mit einer vom oberen Ende zum Boden der
Trennungssäule angelegten Spannung im Trennungsmedium gebildet und die Trennungssäule wird dann mit einer ihrer Seiten an
eine Seite einer Sammlungssäule gebracht, um für die Wanderung der verschiedenen Molekularproben eine neue Bewegungsbahn in
einer neuen Richtung senkrecht zur vorhergehenden Richtung zu erzeugen und die Proben mittels Elektrophorese durch ein
über beide in Reihe liegenden Säulen angelegtes elektrisches Feld in die Sammlungssäule zu bewegen.
In dem ersten Ausführungsbeispiel treten zwei Wirkungen auf.
1. Durch die weitere Elektrophorese beim Bewegen der Zonen in dem Sammlungsmedium erfolgt normalerweise eine weitere
Trennung zwischen den verschiedenen Proben.
2. Die Konzentration der einzelnen Proben und die Abstände zwischen den die verschiedenen Proben enthaltenden Zonen
ändert sich oder bleibt erhalten in Abhängigkeit vom Verhältnis der V.'anderungsgeschwindigkeiten der Proben in den
Trennungs- und Sammlungsmedien beim Bewegen der Zonen durch die Grenzschicht zwischen den Medien.
Zunächst ergibt sich eine weitere Trennung der verschiedenen
Molekularproben durch die Elektrophorese im Sammlungsmedium, während sich die Zonen in diesem befinden. Aus diesem Grund
kann das Sammlungsmedium so gewählt v/erden, daß durch seine
Gesamtströmungseigenschaften eine bessere Auflösung der verschiedenen
Proben erreicht wird. Das Trennungsmedium wird gewählt und verwendet, weil es eine Trennung gewissem Molekularproben
mit einer größeren Auflösung als das Sammlungsmedium gestattet. Unter gewissen Umständen ergibt sich durch sorgfältige
V/ahl des Sammlungsmediums eine derart große Auflösung anderer Proben, wie sie im Trennungsmedium nicht erreichbar ist.
Somit kann also das Trennungsmedium so ausgewählt werden, daß es eine gute Auflösung und Trennung von einigen Proben ermöglicht,
während das gewählte Sammlungsmedium eine gute Auflösung anderer Proben gestattet. Durch die Kombination der Medien ergibt sich
dann eine bessere Gesamtauflösung der verschiedenen Molekular-
proben als dies mit einem der Medien allein möglich wäre. j
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Weiterhin ermöglicht die Wahl der Wanderungsgeschwindigkeit der Molekularproben im Trennungsmedium und im Sammlungsmedium
die Änderung der Konzentration der Zonen und des Abstandes zwischen den Zonen an der Grenzschicht zwischen Trennungsmediurn
und Sammlungsmedium. Wenn das Sammlungsmedium eine größere Geschv.'indigkeit für die Zonen der Molekularproben gestattet,
so wird die Konzentration der Proben innerhalb jeder Zone verringert und der Abstand zwischen den Zonen an der Grenzfläche
zwischen den beiden Medien erhöht. Wenn die Wanderungsgeschwindigkeit der Proben im Sammlungsmedium geringer ist als
im Trennungsmedium, so wird die Probenkonzentration innerhalb einer Zone erhöht und der Abstand zwischen den Zonen verringert.
Ist die Wandei-ungsgeschwindigkeit in den beiden Medien gleich,
so bleiben die Konzentration innerhalb jeder Zone und der Abstand zwischen den Zonen an der Grenzfläche selbstverständlich
gleich.
Die Wanderungsgeschwindigkeit der Molekularproben in den Medien ist auf bekannte Weise steuerbar, etv/a durch Änderung der Leitfähigkeit
oder des pH-Wertes der Medien auf bekannte Weise. Ferner können zwischen das Trennungsmedium und das Sammlungsmedium ein
oder mehrere zusätzliche Medien gebracht werden, die eine sich von der Geschwindigkeit in dem Trennungsmedium und/oder dem
Sammlungsmedium unterscheidende Wanderungsgeschwindigkeit der Molekularproben bewirken. Es hat sich gezeigt, daß eine weitere
Auflösung der Proben dadurch erreicht werden kann, daß man der-
artige zusätzliche Medien mit sich von den Trennungsund
Sammlungsmedien unterscheidender Leitfähigkeit einfügt.
Im zweiten Ausführungsbeispiel besteht das Sammlungsmedium üblicherweise aus einem körnigen Material, etwa Dextranteilchen,
das geeignete Gesamtströmungseigenschaften hat. Verschiedene geeignete körnige Materialien wie Dextran- und
Giasteiichen sind bekannt. Selbstverständlich ist die Auswahl der Sammlungsmedien im ersten Ausführungsbeispiel größer
als im zweiten und umfaßt sowohl flüssig« als auch körnige Materialien.
Wenn der zweite in Figur 1 bei 7 dargestellte Schritt ausgeführt
ist und sich die Zonen der unterschiedlichen Molekularproben im Sammlungsmedium befinden, so kann einer von zwei
zusätzlichen Schritten durchgeführt oder es können beide zusätzlichen Schritte nach einander angewendet werden. Ein
Schritt, der in Figur 1 bei 8 dargestellt ist, besteht in der Beobachtung der verschiedenen Proben, während der andere
bei 9 gezeigte Schritt das Sammeln der verschiedenen Proben durch Trennung in unterschiedliche Behälter umfaßt.
Die Zonen werden beobachtet, um den Grad der Trennung zwischen den Zonen und die Anzahl der getrennten Proben zu bestimmen,
bevor die verschiedenen Proben in getrennten Behältern gesammelt werden. In einem Ausführungsbeispiel wird das die
Zonen enthaltende Sammlungs me d.i. um durch Gesamt strömung
(bulk flow) durch eine optische Zelle hindurchbewegt, dip
die Lichtabsorption oder andere Eigenschaften mißt, welche eine Änderung in den chemischen Bestandteilen anzeigt. Die
Bewegung des Sammlungsmediums kann in irgendeiner Richtung erfolgen, wobei jedoch Turbulenzen vermieden werden müssen,
die den Gesamtfluß des Mediums und die darin enthaltenen Molekularproben stören wurden. In einem anderen Ausführungsbeispiel werden die Zonen während ihrer Bewegung durch das
Sammlungsmedium mittels Exektrophorese abgetastet.
Um die verschiedenen Proben zu sammeln, wird das Sammlungsmedium
mittels Gesamtströmung mit jedem eine unterschiedliche
Zone oder gewisse Zonen oder Gruppen von Zonen, die zusammen in einem Behälter gesammelt werden sollen, enthaltenden Teil
durch eine Öffnung bewegt. Verschiedene Möglichkeiten für diese Art der Sammlung sind bekannt, und Beispiele hierfür
werden in den US-Patentschriften 3 l6l 639 und 3 ^53 200 beschrieben.
In Figur 2 ist ein Schnitt einer Elektrophoresevorrichtung 10 gezeigt, deren wesentliche Teile aus einem rohrförmigen
Rahmen 12, einem im oberen Teil des Rahmens 12 befestigten Trennungsabschnitt 14 und einem im unteren Teil des Rahmens
befestigten Sammlungsabschnitt l6 bestehen.
Zur Halterung des Trennungsabschnittes 1Ί und des Sammlungsabschnittes l6 der Elektrophoresevorrichtung 10 weist der
Rahmen 12 glatte zylindrische Außenflächen l8 auf, über die der Rahmen in senkrechter Stellung eingespannt werden
kann, und ein erster nach innen gerichteter Plansch 20 nahe dem oberen Ende des Rahmens bildet eine kreisförmige öffnung
zur Aufnahme eines Teils des Trennungsabschnittes 1^J, während
ein unterer, sich nach innen erstreckender Flansch 22 eine zweite kreisförmige öffnung zur Aufnahme eines Teils des
Sammlungsabschnittes l6 bildet. Die erste und die zweite kreisförmige
Öffnung liegen koaxial bezüglich des Rahmens, und der
Durchmesser der ersten öffnung ist größer als der der zweiten.
Zum Kühler, des Trcnnungsabschnittea I^ und des Sammlungsabschnittes
l6 bilden die Innenwände des Rahmens 12 einen Wassermantel
mit einem ersten, eben unterhalb des ersten Flansches 20
radial durch die Wand des Rahmens führenden Rohrstutzen 2k und einem zweiten(eben oberhalb des zweiten Flansches durch die
Wand führenden zweiten Rohrstutzen 26, so daß das Kühlmittel durch den zweiten Rohrstutzen 26, durch den Rahmen 12^ nach oben
um den Trennungsabschnitt Ik und den Sammlungsabschnitt l6
herum und aus dem ersten Rohrstutzen 2k herausgepumpt werden kann. Der Trennungsabschnitt l^i enthält eine zylindrische Trenn
säule 28, einen oberen Pufferlösungsabschnitt 30 und eine Spannungsquelle J52 negativer Polarität.
Die zylindrische Trennsäule 28 hat ein oberes zylindrisches Rohr 3^» das sich mit seinem oberen Ende durch die erste
kreisförmige öffnung erstreckt und am unteren Ende ein Innengewinde aufweist, das bed 36 in Eingriff mit dem Sair.mlungsabschnitt
kommt. Sie enthält eine Säule eines festen oder eines halbfesten Trennungsmediums 38, das im wesentlichen
das obere zylindrische Rohr V\ füllt, 'in Dichtungsring 40
dichtet die Außenflächen des zylindrischen Rohres 3'1 gegen
den ersten Plansch 20 ab und trägt die Trennsäule 28. In dieser Lage dst der untere Teil der Trennsäule 28 unterhalb des ersten
Flansches 20 vom Kühlmittel umgeben, und der obere Teil der Trenn säule erstreckt sich über den ersten Flansch 20 hinaus in den
Pufferabschnitt 30,
Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der Spannungsquelle enthält der Pufferabschnitt 30 eine Pufferlösung 42 und
eine Elektrode, die die Spannungsquelle 32 mit der Pufferlösung k2 verbindet. Die Pufferlösung wird in einer Kammer gehalten,
die von einem Teil der zylindrischen Wand des Rahmens 12, der oberen Fläche des ersten Flansches 2Ö, dem Dichtungsring
einem Teil des zylindrischen Rohres J>k und dem oberen Ende des
Trennungsmediums 38 gebildet wird. Eine Probe M, die eine
Mischung der zubrennenden Molekularteilchen bzw. ---proben enthält,
wird in einer Flüssigkeit suspendiert, die dichtar ist als die Pufferlösung und sich unmittelbar auf dem Trennungsmedium 38 befindet.
·■ · -ie- .
Der Sammlungsabschnitt l6 enthält eine zylindrische
Sammelsäule 46, einen unteren Pufferlösungsabschnitt 48,
einen Pluidsteuerabschnitt 50, eine positive Spannungsquelle 52 und einen Fluidaustrittsabschnitt: 5 4..
Die zylindrische Sammelsäule 46 weist ein unteres zylindrisches Rohr 58 auf, dessen Mittelöffnung mit der Mittelöffnung des
oberen zylindrischen Rohres der Trennsäule 28 fluchtet, und auf dem zylindrischen Rohr 58 und unterhalb des Trennungsmediums
38 ist ein poröses Gitter 6O angeordnet. Ein Sammlungsmedium 62 befindet sich innerhalb des zylindrischen Rohres 58 und unter
dem porösen Gitter 60. Das untere Ende des zylindrischen Rohres 58 ist mit einer semipermeabler. Membrane 64 verschlüssen.
Das untere zylindrische Rohr 58 hat am oberen Ende eine Außengewinde,
das bei 36 in Eingriff mit dem Innengewinde des zylindrischen Rohres 34 der Trennsäule 28 kommt, so daß entlang
der Längsachse des Rahmens 12 eine durchgehende öffnung zur Wanderung der Molekularteilchen aus der Probe 44 gebildet wird.
Das Rohr 58 wird mittels des zweiten Flansches 22 gehalten, in
dem ein Dichtungsring 68 vorgesehen ist, der außerdem den unteren Teil des Wassermantels abschließt um einen Austritt von Kühlmitteln
zu verhindern. Das poröse Gitter 70 trägt das Trennungsmedium
38 im zylindrischen Rohr 34 der Trennsäule 28 oberhalb
des Sammlungsmediums 62 im unteren zylindrischen Rohr 58 der Sammelsäule 46 und wird mit seinen Kanten zwischen den beiden
Rohren 3^ und 58 gehalten. Die semipermeable Membrane 64
trägt das Sammlungsmedium 62 und ist im Bereich ihrer Kanten mittels eines Dichtungsringes 66 an der Außenfläche des zylindrischen
Rohres 58 befestigt, so daß dessen unteres Ende geschlossen ist.
Zur Herstellung einer Berührung zwischen der positiven Spannungs quelle 52 und dem unteren Teil des Sammlungsmediums 62 weist der
untere Pufferabschnitt einen zylindrischen Behälter 70 nit kreisförmiger Eodenwand und einer sich zum unteren Teil der
Sammelsäule 46 erstreckenden, rohrförmigen Seitenwand auf. Eine
Pufferlösung 72 füllt den Behälter 70 soweit, daß sie die semipermeable Membrane berührt# und eine mit der positiven Spsnnun.frsquelle
52 verbundene Elektrode ist in die Pufferlösung einretaucht.
Um die getrennten Molekularproben zur Beobachtung ader Sammlung
in verschiedenen Behälter aus der Sarcmelsäule 46 zu entfernen,
weist der Fluidaustrittsabschnitt 54 einen mit dem oberen Ende
der Sammelsäule 62 verbundenen und sich senkrecht durch die Wand des zylindrischen Rohres 34 erstreckenden Kanal 74 auf.
Eine Röhre 76 ist am oberen Ende des zylindrischen Rohres 34
in den Kanal 74 eingesetzt, so daß das Sarcinlungsrcediuni aus dem
Sammlungsabschnitt l6 durch den Kanal 74 und die Röhre 76 zur
Beobachtung in einen anderen Behälter ader in andere Aufnahmegefäße gedrückt werden kann, wobei jede Molekularprobe in ein
anderes Gefäß einbringbar ist.
f t I I Il
Der Pluidsteuerabschnitt 50 des Sammlungsabschnittes 60
enthält einen flexiblen Schlauch 78, ein sich durch die
Wand des unteren zylindrischen Rohres 58 erstreckendes,
einerseits mit dem unteren Teil der Sammelsäule 62 und andererseits
mit dem Ende des flexiblen Schlauches 78 verbundenes Glasrohr 80, ein mit dem flexiblen Schlauch 78 in Verbindung
stehendes Dreiwegeventil 82 zur Steuerung des Fluiddurchflußes,
eine an den flexiblen Schlauch 78 angeschlossene Spritze 84; in der sich ein dichtes Fluid 86 befindet, so daß
mittels der Spritze 81J das dichte Fluid 86 in den unteren Teil
des zylindrischen Rohres 58 eingepreßt werden kann, um die Dichtegradientensäule durch den Fluidaustrittsabschnitt 51* zu
bewegen.
Das Dreiwegeventil 82 kann folgende Stellungen haben:
1. Verbindung eines Dichtegradientenbildners (nicht gezeigt)
über den flexiblen Schlauch 78 und das Glasrohr 80 mit dem unteren Teil der Sammelsäule 62, wodurch im zylindrischen Rohr
■ 58 ein Dichtegradient gebildet wird;
2. Verbinden der Spritze 84 mit dem unteren Teil des zylindrischen
Rohres 58, um eine dichte Flüssigkeit 86 unter das Sammlungsmedium
zu drücken und damit dieses durch den Austrittsabschnitt 51* herauszubewegen;
3. Abdichten oder Verschließen des flexiblen Schlauches 58.
ill· · ι
III I · · ■
In Figur 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Elektrophoresevarrichtung 38 gezeigt, die sich in gewisser
Weise von der Vorrichtung 10 unterscheidet, jedoch mit dieser auch Gemeinsamkeiten hat. Gleiche Teile wie in der Vorrichtung
10 sind in der Elektrophoresevorrichtung 88 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, während sich unterscheidende Teile
andere Bezugszeichen haben.
Die Elektrophoresevorrichtung 88 unterscheidet sich gegenüber der Elektrophoresevorrichtung 10 darin, daß sie keinen äußeren
rohrförmigen Rahiren hat und daß eine optische Zelle 90 einen
Teil des Sammlungsabschnittes l6 bildet. Ferner ist die Pufferlösung 42 in einem getrennten Behälter 92 und nicht in
einem oberen Teil eines rohrförmigen Rahmens enthalten.
Die optische Zelle 90 weist vier wesentliche Elemente auf, die
fluchtend in einer Lichtbahn durch das untere zylindrische Rohr 58 und das Sammlungsmedium 62 angeordnet sind. Hierbei
handelt es sich um eine UV-Lampe 9^>
ein erstes trasparentes Fenster 96 in der Wand des unteren zylindrischen Rohres 58,
ein diesem ersten Fenster gegenüberliegendes zweites transparentes Fenster 98 .in der Wand des Rohres 58 und eine UV-Photozelle
100. Mit dieser Anordnung lassen sich lichtabsorbierende Zonen im Sammlumgsmedium 62 überwachen, wenn sie das
Trennungsmedium 38 verlassen, so daß angezeigt wird, wenn die
gewünschte Zone oder gewünschte Zonen in das Sammlungsmedium gelangt sind. Bei der Elektrophoresevorrichtung 88 wird das
obere zylindrische Rohr 31I in einer Klammer (nicht gezeigt)
gehalten, um die gesamte Vorrichtung in eine senkrechte Stellung zu bringen, da in diesem Fall kein Rahmen vorhanden ist. Um
die Pufferlösung 42 in Berührung mit der mit der negativen Spannungsquelle 32 verbundenen Elektrode und mit der Trennsäule
28 zu halten, weist der Behälter 92 eine horizontale Bodenwand 102 mit einer sich nach oben erstreckenden zylindrischen
Wand 104 zur Aufnahme der Pufferlösung 42 und eine kreisförmige Mittelöffnung 1^6 auf, in die das obere zylindrische Rohr 31J
hineinragt und mittels eines Dichtungsringes 108 gehalten wird, der der: Behälter 92 gegenüber der Wand des Rohres 34 abdichtet.
Figur 4 zeigt einen Teil eines Fraktionsapparates 110, der entweder in Verbindung mit der Elektrophoresevorrichtung 10 oder
der Elektrophoresevorrichtung 88 benutzt W2rden kann, um die verschiedenen Molekularproben in unterschiedlichen Behältern,
etwa den Reagenzgläsern 112,114,116 und 118 (Fig.4) zu sammeln.
Es kann sich hierbei um einen Teil einer üblichen Fraktionsvorrichtung handeln, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften
3 151 639 und 3 453 200 beschrieben ist.
Um verschiedene Molekularproben in jeweils eines der Reagenzgläser
112 bis 118 zu bringen, weist die Fraktionsvorrichtung einen Konzentrationsmesser 120 und eine Glasröhre 76 (Fig.2 und 1I) auT
die einen Ausfluß 122 hat. Der Konzentrationsmesser 120, der von
-—
III »It *
derjenigen Art sein kann, wie in Zusammenhang mit der cptischen
Zelle in den vorstehend genannten US-Patenten beschrieben, wird um das Glasrohr 76 angeordnet, um die verschiedenen Zonen mit
den verschiedenen Molekularproben festzustellen, wenn sie durch das Rohr fS nach oben fließen, wodurch jede Molekularprobe in
ein anderes Reagenzglas gebracht werden kann, nachdem das vorher befüllte Glas bewegt wurde.
In Figur 5 ist eine zusätzliche Vorrichtung 124 dargestellt,
die an Stelle des Tei'.s 110 der Fraktionsvorrichtung gemäß Figur 4 in den Elektrophoresevorrichtungen 10 oder 88 oder auch
zusammen mit dem Teil 110 benutzt werden kann. Die zusätzliche Vorrichtung 124 eignet sich zur Beobachtung der verschiedene
Molekularproben enthaltenden, getrennten Zonen.
Die zusätzliche Vorrichtung 124 weist einen mit dem Glasrohr
76 oberhalb des Konzentrationsmessers 120 mittels eines Stopfens verbundenen Behälter 126 auf. Bei dieser Anordnung wird das
Saranlungsmedium 62 zur Beobachtung der Zonen in den Behälter
bewegt. Sind die die unterschiedlichen Molekularproben enthaltenden Zonen zur Sammlung nicht ausreichend getrennt, so wird das
Sammlungsmedium 62 (Fig. 2) durc,H Zurückziehen des Kolbens der
Spritze 84 und damit durch Entfernen eines Teils der dichten Flüssigkeit 86 aus der Sammelsäule 46 in diese zurückbewegt. Befindet
sich das Sammlungsmedium wieder in der Sammelsäule 46, so kann die Trennung der Molekularproben durch weitere Elektrophorese
in der Sammelsäule verstärkt v/erden.
730A45930.5.73
Der Stopfen 128 läßt sich zweckmäßigerweise auch verwenden, um den Ausfluß am Glasrohr 76 zu befestigen, so daß verschiedene
Zonen der Sammelsäule 62 in unterschiedliche Reagenzgläser 112 bis 118 (Fig. m) gebracht werden können, wie dies an Hand von
Figur 4 beschrieben wurde.
Vor Inbetriebnahme der Vorrichtungen 10 und 88 gemäß der Erfindung
werden diese mit einer in das obere zylindrische Rohr 3^ auf das Trennungsmedium 38 gebrachten Probe kk befüllt, und
über die Trennsäule 28 und die Sammelsäule 46 wird zur Trennung
der verschiedenen Molekularteilchen bzw. - proben der Gesairtprobe
eine elektrische Spannung gelegt.
Während des Betriebes v/andern die verschiedenen Molekularproben mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, so daß in dem Trennungsmedium Zonen gebildet v/erden, die jeweils unterschiedliche Molekularproben
enthalten und die durch Elektrophorese in das Sarrir.lungsmediurn bewegt werden. Nachdem die Zonen in das Sammlungsmedium gelangt sind, kann dieses irgendwelchen von verschiedenen
Schritten unterworfen werden, etwa 1. Einbringen jeder Zone in einen bestimmten Behälter; 2. Beobachtung der Zonen und bei ausreichender
Trennung Einbringen der Zonen in jeweils einen Behälter, oder 3· Beobachtung der Zonen und weitere Elektrophorese des
Sammlungsmediurns^ falls die Trennung nicht ausreicht.
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Bei der Vorbereitung der Elektrophoresevorrichtung 10 oder 88 für den Betrieb werden die Trennsäule 28 und die Sammelsäule
46 zusammengefügt und das untere Ende des oberen zylindrischen
Ronres ^h unter Zwischenschaltung des porösen
Gitters 60 auf das obere Ende des unteren zylindrischen Rohres 58 geschraubt. Die semipermeable Membrane 6*1 verschließt das
untere Ende des unteren zylindrischen Rohres 58 und wird an dessen Umfangswand umgefaltet mittels eines Dichtungsringes
66 gehalten. In der Vorrichtung 10 sind die Trennsäule 28 und die Sammelsäule 46 im Rahmen 12 befestigt, der den Pufferabschnitt
30 bildet. In der Vorrichtung 88 sind die Trennsäule 28 und die Sammelsäule 46 getrennt befestigt, so daß die optische
Einheit 94 nicht vom Rahmen beeinträchtigt wird.
Das Trennungsmedium 38 wird in das zylindrische Rohr 34 gebracht
und ruht auf der porösen Membrane 60. Das Medium kann aus, einer Anzahl unterschiedlicher Arten von Trennungsmedien gewählt werden.
Die Wahl erfolgt unter dem Gesichtspunkt, daß das Medium Eigenschaften aufweisen muß, die die Trennung mindestens einiger der
interessierenden Molekularproben gestatten. Handelt es sich um ein festes oder halbfestes Medium, so ergeben sich für die Erfindung
erhebliche Vorteile, da eine besonders wirksame Möglichkeit zur Sammlung der Proben nach der Trennung im Trennungsmedium
vorgeschlagen wird.
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Das Sammlungsmedium 62 wird durch das Dreiwegeventil 82,
den flexiblen Schlauch 78 und das Rohr 80 im allgemeinen mittels eines Dichtegradientenbildners in die Sammelsäule 46
eingebracht. Es kommt in enge Berühi'ung mit dem Trennungsinedium
38, wobei die in der Säule enthaltene Luft durch den Kanal 74
im oberer zylindrischen Rohr 1>k austritt. Ein Überschuß an
Sammlungsmaterial kann in den Kanal 7 4 gedrückt werden, um sicherzustellen, da/i eine enge Berührung von Sammlungsmedium
62 in der Sammelsäule 46 mit dem Trennungsmedium 38 gegeben ist.
Ein wichtiger Gesichtpunkt bei der Wahl des Sammlungsmediums besteht in dessen Fähigkeit zur Gesamtströmung (bulk flow). Diese
Eigenschaft ermöglicht eine wirksame Sammlung der Proben gemäß der Erfindung. Neben diesen Strömur.i .,eigenschaften soll das gewählte
Medium außerdem ein*:- bessere Trennung einiger Molekularproben
ermöglichen. Unter gewissen Umständen kann die "oeste Trennung einiger Molekularproben mittels Elektrophorese im
Trennungsmedium und die beste Trennung anderer Proben mittels Elektrophorese im Samrclungsmedium erfolgen.
Bei der Wahl von Trennungsmedium und Sammlungsmedium wird außerdem
die Änderung der Beweglichkeit der Molekularproben an der Grenzschicht zwischen den beiden Medien berücksichtigt. Verwendet
man ein Sammlungsmedium mit größerer Wanderungsgeschwindigkeit für die Molekularproben als das Trennungsmedium, so ergibt sich
eine weitere Trennung der Zone und eine Verringerung der Konzentration der Molekularproben innerhalb der Zonen, während bei einem
Sammlungsmedium mit geringerer Wanderungsgeschwindigkeit sich
der Abstand zwischen den Zonen verringert und die Konzentration innerhalb jeder Zone sich erhöht. Selbstverständlich können die
beiden Medien gleiche Wanderungsgescnwindißkeiten haben, so daß
sich an ihrer Grenzschicht keine Änderung ergibt. Ferner können drei oder mehr Medien mit jeweils unterschiedlicher Wanderungsgeschwindigkeit verwendet werden, um eine erhöhte Trennung zu
erreichen. Werden drei Medien benutzt, so hat das mittlere Medium ein verhältnismäßig geringes Volumen.
Vor Durchführung der Elektrophorese wird die die Mischung aus Molekularproben bzw. - teilchen enthaltende Probe 44 auf das
Trennungsmedium 38 aufgebracht und Pufferlösung in die Pufferabschnitte
30 und 48 gefüllt, so daß sie die Elektroden und die semipermeable Membran 64 berührt, um eine elektrische Spannung
über der Probe, der Trennsäule und der Sammlungssilule aufzubauen.
Die Molekularprobenmischung wird in einer dichten Flüssigkeit innerhalb der Probe 44 suspendiert, so daß sie nicht durch die
Pufferlösung 42 vom oberen Teil der Trennsäule 28 verdrängt wird.
Um sicherzustellen, daß sich das Sammlungsmedium 62 in enger Berührung
mit dem Trennungsinedium 38 befindet, kann der Kolben der
Spritze 84 betätigt werden, so daß eine dichte Flüssigkeit 86 in den unteren Bereich der Sammlungs säule 46 gedrückt wird, v/o durch
das Sammlungsmedium 62 sich nach oben bewegt, bis es in enger Berührung mit dem Boden des Trennungsmediums kommt und in den Kanal
"Jh eingetreten ist.
Nach Vorbereitung der Elektrophoresevorrichtung wird über die Trennsäule 2 8 und die Sammelsäule ^6 eine elektrische Spannung
gelegt, wodurch die Molekularproben bzw. - teilchen in der Probe durch das Trennungsmedium und das Sammlungsmedium v/andern. Wenn
sich die Molekularproben durch das Trennungsmedium bewegen, so wandern verschiedene Proben mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten
und bilden Zonen, von denen jede andere Molekularproben enthält. Stark vermischte Molekularproben v/erden durch einige
feste oder halbfeste Trennungsmedien, etwa gewisse Polyacrylamide mit hoher Auflösung getrennt.
Die im Trennungsmedium gebildeten, im Abstand voneinander befindlichen
Zonen wandern in das Sammlungsmedium, wobei sie als diskrete Zonen erhalten bleiben» An der Grenzschicht zwischen dem
Trennungsmedium und dem Sammlungsmedium kann sich die Wanderungsgeschwindigkeit
erhöhen, verringern oder gleich bleiben. Dieses hängt von den Eigenschaften der Medien, etwa ihren pH-Werten, dem
Grad ihrer Ionisierung, ihrer Leitfähigkeit, ihrer chemischen Zusammensetzung u.a.
Wird die Wanderungsgeschwindigkeit erhöht, so vergrößern die einzelnen wandernden Einheiten an der Grenzschicht ihren Abstand
voneinander, was zur Verringerung der Konzentration innerhalb einer Zone und zur Erhöhung des Abstandes zwischen den Zonen führt.
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Wird die Wanderungsgeschwindigkeit verringert, so rücken die einzelnen wandernden Einheiten an der Grenzschicht entsprechend
näher zusammen, so daß sich die Konzentration innerhalb einer Zone erhöht und der Abstand zwischen den Zonen verringert. Die
Trennung der Proben setzt sich im Sammlungsmedium fort und unter gewissen Umständen erhält man für einige interessierende Proben
im Sammlungsmedium eine bessere Auflösung als im Trennungsmedium.
Nach Eintritt der Zonen in das Sammlungsmedium werden sie normalerweise
abgetastet und gesammelt.
Zunächst werden die Zonen abgetastet, um die interessierenden Zonen festzustellen und zu bestimmen, ob die Trennung vollständig
ist. Ist dieses der Fall, so können die Zonen in Behälter gebracht v/erden. Anderenfalls wird die Elektrophorese fortgesetzt.
In der Elektrophoresevorrichtung 88 gemäß Figur 3 werden die verschiedenen
Zonen mittels einer optischen Zelle 90 abgetastet, während sie sich entlang der transparenten Fenster 96 und 98 bewegen,
wodurch festgestellt wird, wann die interessierende Zone bzw. interessierende'.Zonen in das Sammlungsmedium eingetreten sind.
Bei beiden Elektrophoresevorrichtungen 10 und 88 (Figuren 2 und 3) wird bei Verwendung der Vorrichtung gemäß Figur 5 der Kolben der
Spritze 50 (Figur 2) gedrückt, um dichte Flüssigkeit 86 in die
Sammelsäule ^6 zu pressen, das Sammlungsmedium 62 mit der interessierenden
Zone bzw. den interessierenden Zonen durch den Austritts-
abschnitt 51* und den Konzentrationsmesser 120 in den Behälter
126 zu drücken und dabei die interessierenden Zonen abzutasten und zu lokalisieren. Später kann das Sammlungsmedium
zur v/eiteren Elektrophorese zurückgeführt wer-den, falls die interessierende Zone nicht ausreichend getrennt
wurde. Mit allen diesen Abtastverfahren können die Zonen beobachtet werden, bevor die Elektrophorese vollständig
beendet ist, um zu verhindern, daß die Zonen zu früh in verschiedene
Behälter abgefüllt werden.
Nachdem die interessierenden Proben ausreichend getrennt wurden, kann jede Zone oder eine Gruppe von Zonen in entsprechende
Behälter abgefüllt werden, worauf die Molekularproben in der Zone oder den Zonen beispielsweise durch Dialyse
o.a. aus dem Sammlungsmedium entfernbar sind.
Ein Verfahren zur Lokalisierung und Einbringung der Zonen in verschiedene Behälter besteht im Entfernen der Trennsäule 28 und
der Sammelsäule A6 aus der Elektrophoresevorrichtung 10 oder
88, worauf diese Säulen dann durch Abschrauben voneinander getrennt werden. Das Sammlungsmedium 62 wird dann in einem
Fraktionssammler der in den US-Patentschriften 3 151 639 und
3 ^53 200 beschriebenen Art behandelt, um die Zonen oder
Gruppen von Zonen in verschiedene Behälter einzubringen. Vor dem Entfernen der Trennsäule 28 und der. Sammelsäule k6 aus der
Elektrophoresevorrichtung 10 wird das Wasser aus dem Wasser-
mantel im Rahmen 12 abgelassen.
Ein anderes Verfahren zum Lokalisieren und Einbringen der Zone oder der Zonen in einen Behälter oder in verschiedene
Behälter, das bei Einfügung der Vorrichtung gemäß Figur 'J
in die Ausführungsbeispiele gemäß Figuren 2 oder 3 anwendbar ist, besteht im Drücken des Kolbens der Spritze 50 (Fig. 2),
um die dichte Flüssigkeit ^6 in den Boden der Sammelaaule HS
einzupressen. Die dichte Flüssigkeit drückt das Sammlungsmedium 62 durch den Ausgangsabschnitt 51I als Gesamt strömung ohne Vermischung
der verschiedenen Zonen nach oben durch den optischen oder chemischen Konzentrationsmesser 120 und durch den Abfluß
122 in die Reagenzgläser 112 bis 118. Der Konzentrationsmesser 120 bewegt die Gläser derart, daß die interessierende Zone bzw.
die interessierenden Zonen in verschiedene: Gläser eingebracht und nicht miteinander vermischt werden.
Die Erfindung bietet verschiedene Vorteile. So ermöglicht sie die Trennung verschiedener Molekularproben in einem festen oder
halbfesten Medium durch Elektrophorese und deren Sammlung in verschiedenen Behältern ohne stärkere Verdünnung und ohne Zerstörung
des festen oder halbfesten Mediums. Ferner gestattet sie die Sammlung der durch Elektrophorese in einem festen oder
halbfesten Medium getrennten Molekularproben mittels eines üblichen Fraktionssammlers. Ferner ermöglicht sie die einfache Abtastung
und Beobachtung der durch Elektrophorese in einem festen
oder halbfesten Medium getrennten Zonen sowie die Möglichkeit der Portsetzung der Elektrophorese bei nicht vollständiger
Trennung, Außerdem verbindet die Erfindung die vorteilhaften
Ergebnisse der Trennung in einer Dichtegradientensäule mit den vorteilhaften Ergebnissen der Trennung in einem Gel. Weiterhin
gestattet die Erfindung eine größere Auflösung einiger Mischungen aus Molekularproben in die verschiedenen Proben mittels Elektrophorese
als dies durch Elektrophorese in einem einzelnen Gel oder einer Dichtegradientensäule möglich ist.
Obv.-ohl die Erfindung an Hand spezieller Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese beschränkt, sondern es sind v/eitere Abwandlungen möglich, die alle unter die Erfindung
fallen.
Claims (13)
1. Vorrichtung zur Durchführung einer Elektrophorese zur Abtrennung
von Molekularproben aus einem ersten Medium mit schlechten Gesamtströmungseigenschaften und Überführung in
ein zweites Medium mit besseren Gesamtströmungseigenschaften, daduroh gekennzeichnet, daß ein Abtaster (90;120) in Verbindung
mit dem zweiten Medium (62) steht, und daß eine reversible Pumpe (50) zur Bewegung des zweiten Mediums (62)
ohne nennenswerte Längsvermischung entlang dem Abtaster (90}
120) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaster (90) eine optische Zelle (94) enthält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaster (120) nahe einem sich nach oben erstreckenden
Durchlaß (76) zur Aufnahme des zweiten Mediums (62) unter dem Druck der Pumpe (50) befestigt ist.
H. Vorrichtung nach Anspruch 3>
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (76) mit einem Behälter (126) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe (50) ein verschiebbares Druckmedium (86) enthält und in Verbindung mit dem zweiten Medium steht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der das zweite Medium (62) aufnehmende Behälter (58) über eine Leitung (78) mit der Pumpe (50)
verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (58) mit einem Probensammler (110) zur Abtrennung
mindestens einer- der verschiedenen Molekularproben des zweiten Mediums (^2) in mindestens einen Behälter (z.B.
112) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Behälter (3*1) für das erste Medium (38) und der zweite Behälter (58) für das zweite Medium (62)
lösbar mit einander verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadruch gekennzeichnet, daß das
erste Medium (38) im ersten Behälter (3*0 durch ein poröses Gitter (60) und das zweite Medium (62) im zweiten Behälter
(58) durch eine semipermeable Membrane (6*1) gehalten ist, und daß der erste Behälter (3*1) über dem zweiten Behälter
(58) befestigt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß Elektroden (32,52) zur Anlegung einer elektrischen Spannung an die Reihenanordnung von einer verschiedene Molekularproben
enthaltenden Gesamtprobe (*)*)), erstem Medium (38) und
zweiten Medium (62) vorgesehen sind.
1*M*ä*»»älin6ii»isifc*tait»i<.i-«.i.,
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- 35 -
11. Vorrichtung nach einem derAnsprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Elektroden (32,52) zur Erzeugung
einer elektrischen Spannung vorgesehen sind, die in einer ersten Stellung einer verschiedene Molekularproben enthaltenden
Gesamtprobe (M), des ersten Mediums (38) und
des zweiten Mediums (62) eine Spannung über die Reihenanordnung von Gesamtprobe und erstem Medium in einer ersten
Richtung legen, während in einer zweiten Stellung die Spannung in einer senkrecht zur ersten Richtung verlaufenden
Richtung über dem ersten und dem zweiten Medium (38,62) liegt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Medium (38) ein festes oder ein haltfestes Material, ein Gel oder eine körnige Säule
und das zweite Medium (62) eine körnige Säule oder eine Dichtegradientensäule ist.
13. Vorrichtung nach einem derAnsprüche 1 bis 7 und 9 ^is 12,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Medium (38) und dem zweiten Medium (62) ein drittes Medium mit
größerer Wanderungsgeschwindigkeit für mindestens einige der Molekularproben während der Elektrophorese als die des
ersten Mediums vorgesehen ist.
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