АППАРАТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА Советский патент 1973 года по МПК G01N27/453 

1

Изобретение относится к аппаратурному оформлению метода анализа различных высокомолекулярных соединений по их подвижности в электрическом поле.

Известен аппарат для электрофореза в гелевом блоке. Электрофорез проводят в камере, с размещенными в ней электродами и электродными кюветами. Агаровый гель формируют на подложке-интеграторе для гелевого блока - стеклянной пластине, а стартовые желобки для исследуемого препарата выдавливают в геле при помощи гребенки. Электрический контакт геля с буферным раствором в электродных кюветах осуществляют с помощью бумажных фитилей.

Недостатками известного аппарата являются применение гелей, которые формируются на открытом воздухе и имеют однородную по пористости структуру, выдавливание стартовых желобков после образования геля, что может нарушить прочность геля и исказить его геометрические размеры, отсутствие охлаждающей системы для гелевого блока, не позволяющее исследовать термолабильные соединения.

С целью повышения разрешающей способности аппарата и точности анализа в предложенном аппарате камера выполнена герметичной, снабжена крыщкой и размещенными в ней электродами, электродными кюветами,

подложкой-интегратором для гелевого блока и гребенкой для формирования в гелевом блоке стартовых желобков. Гребенка размещена в поперечном пазу крышки. Камера снабжена поперечными перегородками, по всей ширине которых проходят вертикальные прямоугольные пазы со щелевидными прорезями для сообщения с электродными кюветами. Гелевый блок расположен в вертикальном П-образном канале. Металлический интегратор снабжен стеклоэмалевым покрытием для электроизоляции и холодильником на основе термоэлектробатарей.

Предложенный аппарат обеспечивает как горизонтальную, так и вертикальную заливку раствора гелеобразователя, что позволяет формировать гели с послойно изменяющейся пористостью и электропроводностью. Электрофоретическое перемещение исследуемого препарата от крупнопористого до мелкопористого слоя геля при одновременно изменяющейся электропроводности дает возможность получить дополнительные зоны разделенных компонентов, повыщает четкость разделения и тем самым увеличивает разрешающую способность прибора.

П-образная форма геля исключает все коммутационные дефекты, возникающие в электрической цепи при наложении одного проводника на другой. Электрическая цепь в аппарате от платиновых электродов через буферный раствор замыкается на концах геля, размеры и форма которого идентичны во всех опытах.

Предложенный аппарат позволяет использовать полиакриламидный гель. Электрофорез на полиакриламидном геле является быстрым и чувствительным методом и дает возможность получить, например, 25-30 фракций сывороточных белков из 0,1 мг смеси. В аппарате для электрофореза в полиакриламидном гелевом блоке, в отличие от аппарата для электрофореза в столбиках геля, достигается полная идентичность условий электрофореза на каждой дорожке, что повышает точность количественной обработки результатов анализа.

Использование в предложенном аппарате системы термоэлектрического охлаждения гелевого блока позволяет 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. Теплоизоляцией от внещней среды служат пластмассовые крышка и боковые стенки, которые в то же время предохраняют гель от пересыхания за счет испарения жидкости с поверхности при высоких градиентах напряжения.

На фиг. 1 показан предложенный аппарат; на фиг. 2- то же, разрез по А-А на фиг. 1.

Корпус камеры / аппарата разделен на три отделения двумя поперечными перегородками 2. Крайние отделения являются электродными кюветами 5. В них расположены платиновые электроды 4 и лабиринтные устройства 5.

В средней части смонтирована подложкаинтегратор 6 для геля, представляющая собой плоскую металлическую плиту, покрытую по поверхности соприкосновения с гелем стеклоэмалью 7 для электроизоляции. 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 соприкасаются с поверхностью интегратора, а горячие спаи - с проточным холодильником. Холодильник имеет пазы 11 для проточной водопроводной воды, i

В интеграторе вмонтирован термодатчик 12, управляющий работой термобатарей.

Поперечные перегородки 2 в корпусе камеры 1 имеют внутри по всей ширине камеры вертикальные прямоугольные пазы ,13, заканчивающиеся в нижней части щелевидными прорезями 14, в которые вставлены пробки 15. Глубина прямоугольного паза такова, что при заполнении электродных кювет 3 буферным раствором щелевидные прорези располагаются под уровнем буферного раствора.

Наружные стенки 16 вертикальных пазов 13 вместе с уступами 17 в корпусе камеры

приподняты на 2 лш над уровнем интегратора б и образуют прямоугольную рамку, к которой прижимным устройством 18 поджата крыщка 19.

Крышка представляет собой плоскую прямоугольную плиту, выполненную из прозрачной пластмассы для удобства наблюдения за процессом электрофоретического деления. Крыщка имеет по всей щирине щелевидньш

паз 20 и отверстия 21 для заливки геля. Спизу по всему периметру крышки имеется резиновая прокладка 22, которая обеспечивает герметизацию и теплоизоляцию от внешней среды гелевого пространства. В паз 20 вставлена гребенка 23 с металлическими выступами 24 внизу, размеры и количество которых соответствуют размерам стартовых желобков для исследуемого препарата и количеству одновременно анализируемых проб.

Всего в комплексе аппарата три вида гребенок с пятью, восемью и двенадцатью выступами. По всей боковой поверхности гребенка имеет резиновую прокладку 25 для герметизации гелевого пространства при заливке

раствора гелеобразователя.

Между крышкой 19 и интегратором 6 вместе с вертикальными пазами 13 в поперечных перегородках 2 образована П-образная шель, в которой при заливке раствора гелеобразователя формируется гелевый блок с фитилями 26.

Прижимное устройство для поджима крышки к корпусу камеры 1 может быть любой конструкции. В данном аппарате оно выполнено из четырех прижимных устройств 18 по углам прямоугольной металлической рамки 27. Заливка гелеобразователя и формирование геля в аппарате может проводиться в вертикальном и горизонтально.м положениях.

Работает аппарат следующим образом.

Вначале производится заливка раствора и формирование геля. При необходимости работы с однородным по пористости гелем заливка раствора гелеобразователя проводится

в горизонтальном положении корпуса камеры /. В этом случае при поджатой крышке 19 п при наличии в щелевидных прорезях 14 резиновых пробок 15 и гребенки 23 раствор гелеобразователя заливается пипеткой в отверстие

21 в крышке. После заполнения всего гелевого пространства раствором в отверстие наслаивается вода так, чтобы она закрыла гелевый раствор в отверстии и изолировала его от контакта с воздухом.

Для ускорения процесса формирования геля крышка освещается мощным источником света (500 вт).

При необходимости работы с гелем различной послойной пористости и электропроводности заливка раствора гелеобразователя проводится 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 заливку

раствора гелеобразователя проводят в верхнюю щелевидную прорезь 14 с наслоением дистиллированной воды на поверхность геля после заполнения раствором гелевого пространства. Гелеобразование проводят при освещении прозрачной крышки 19 источником света.

После обра зования геля 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 выпрямленное стабилизированное напряжение.

Пастеровской пипеткой заполняют стартовые желобки, образованные в геле от выступов гребенки 23, соответствующим объемом раствора исследуемых препаратов, в который для удобства наблюдения за ходом электрофоретического деления добавлено небольшое количество красителя.

Во время процесса электрофореза исследуемая смесь будет делиться в гелевом блоке в соответствии с подвижностью и молекулярным весом компонентов. Краситель в электрическом поле движется впереди самого быстрого компонента.

По достижении красителем конца интегратора 6 напряжение с электродов отключают,

снимают крышку 19 с прижимным устройством 18, гелевый блок вынимают и подвергают обработке по известной методике.

При делении термолабильных соединений перед подачей на электроды аппарата напряжения включают термоэлектрическое охлаждение и с помощью термодатчика поддерживают в геле заданную температуру.

Предмет изобретения

Аппарат для электрофореза в гелевом блоке, включающий камеру с размещенными в

ней электродами и электродными кюветами, подложку-интегратор для гелевого блока и гребенку для формирования в гелевом блоке стартовых желобков, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности аппарата и точности анализа, камера выполнена герметичной, снабжена крышкой и поперечными перегородками, по всей ширине которых проходят вертикальные прямоугольные пазы со щелевидными прорезями для

сообщения с электродными кюветами, гелевый блок расположен в вертикальном П-образном канале, к интегратору прикреплен холодильник из термоэлектроэлементов, а гребенка размещена в поперечном, пазу крышки.

,5«r.-if;f f7

0-1

9 1

Фиг 1

20