DE4139472C1 - - Google Patents

Info

Publication number
DE4139472C1
DE4139472C1 DE4139472A DE4139472A DE4139472C1 DE 4139472 C1 DE4139472 C1 DE 4139472C1 DE 4139472 A DE4139472 A DE 4139472A DE 4139472 A DE4139472 A DE 4139472A DE 4139472 C1 DE4139472 C1 DE 4139472C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
medium
separation
sample
separation chamber
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE4139472A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerhard Dr. 8011 Kirchheim De Weber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE4139472A priority Critical patent/DE4139472C1/de
Priority to US07/981,607 priority patent/US5275706A/en
Priority to JP31805992A priority patent/JP3242170B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of DE4139472C1 publication Critical patent/DE4139472C1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • G01N27/44756Apparatus specially adapted therefor
    • G01N27/44769Continuous electrophoresis, i.e. the sample being continuously introduced, e.g. free flow electrophoresis [FFE]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D57/00Separation, other than separation of solids, not fully covered by a single other group or subclass, e.g. B03C
    • B01D57/02Separation, other than separation of solids, not fully covered by a single other group or subclass, e.g. B03C by electrophoresis

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Vorrichtung zur kontinuierlichen, trägerfreien Ablenkungselektrophorese nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 7.
Die Grundlagen der kontinuierlichen Elektrophorese, welche mit einem flüssigen Träger arbeitet, sind seit langem bekannt und z. B. im Jahrbuch 1968 der Max-Planck-Gesellschaft, S. 117-137 mit weiteren Literaturangaben veröffentlicht. Als Abkürzung für diese Technik hat sich der Begriff FEE (free-flow electro­ phoresis) eingebürgert.
FFE-Trennverfahren dienen zur Trennung von Ionen beliebigen Molekulargewichts bis hin zu Biopartikeln, da die elektropho­ retische Wanderung im elektrischen Feld unabhängig davon ist, ob eine Ladung an einem Molekül oder einem Teilchen sitzt und durch Anlagerung oder Adsorption von Fremdionen entstanden ist. Das Verfahren wird sowohl zum präparativen wie auch zum analy­ tischen Trennen verwendet.
Im folgenden werden ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung anhand von Fig. 3 näher erläutert, wie sie z. B. aus der DE 37 42 292 C1, der EP 03 20 709 A1, der DE-OS 25 08 844 oder der US 28 78 178 bekannt sind.
In dieser Abbildung ist die Trennkammer mit der Bezugsziffer 10 schematisiert dargestellt. Am oberen Einlaßende 13 der Trenn­ kammer 10 befindet sich eine Einlaßöffnung 15, welche über eine Medienleitung 22 mit einem höher gelagerten Vorratsbe­ hälter 19 in Verbindung steht. Durch diese Einlaßöffnung 15 kann Trennmedium eingeführt werden. Weiterhin münden Leitungen 23 und 24 am oberen Ende 13 in die Trennkammer 10, die über eine gemeinsame Medienpumpe 25 (eine Schlauchpumpe) in weite­ re Medienbehälter 20 und 21 geführt sind.
Ein Probeneinlaß 16 in der Nähe des Einlaßendes 13 ist über eine Probenleitung 27 und eine Blasenfalle 28 mit einem Pro­ benbehälter 26 verbunden.
An den beiden Seiten der Trennkammer 10 sind Membranen 8 vor­ gesehen, welche Elektroden 11 und 12 vom eigentlichen Trenn­ raum abtrennen.
Am unteren Auslaßende 14 der Trennkammer 10 ist eine Viel­ zahl von Fraktionsauslässen 17a-17n vorgesehen, die über Fraktionsleitungen 30a-30n, welche über eine Fraktionspumpe 9 (eine Schlauchpumpe) geführt sind, mit einem Fraktionsbe­ hälter 29 in Verbindung stehen.
Die Funktionsprinzipien dieser Anordnung werden im folgenden erläutert.
Bei den bisher bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen werden die Medien, insbesondere das Trennmedium und die Probe in den Trennraum über einen längeren Zeitraum mit Hilfe von Schwer­ kraft eingeführt. Man kann hierbei nur sehr schwer konstante relative Förderraten erreichen, was die Genauigkeit des Trenn­ ergebnisses erheblich beeinflußt.
Zur simultanen Fraktionierung verwendet man bisher Pumpen, welche die Fraktionen absammeln. Dies bedeutet, daß man bei z. B. 90 gewünschten Fraktionen eine Pumpe verwenden muß, welche 90 voneinander vollständig getrennt arbeitende Kanäle hat. Hier muß nun sichergestellt werden, daß in allen Kanälen der gleiche Volumenstrom fließt. Hierfür verwendet man Schlauchpumpen, deren relative Förderraten in den einzelnen Kanälen durch die Einzelschläuche definiert sind. Dies bedeu­ tet aber, daß der Innendurchmesser der Einzelschläuche die Vo­ lumenströme bestimmt. Dieser Innendurchmesser ändert sich nun im Laufe der Zeit, was bei dem hier vorliegenden Langzeitbe­ trieb erheblich zum Tragen kommt. Bei der notwendigerweise hohen Anzahl von Schläuchen (bzw. Fraktionskanälen) entstehen auch bei der Verwendung von Silikonmaterial niedrigster Här­ te Kräfte an den Lagern und Wellen der Pumpe, welche deren Be­ triebsdauer erheblich verkürzen. Das hier als einziges ver­ wendbare Silikon als Schlauchmaterial darf nur eine geringe Wandstärke aufweisen, erlaubt aber dennoch nur eine geringe Betriebsstundenzahl. Dieses ständige Auswechseln der Schläu­ che ist arbeits- und kostenaufwendig.
Die "Trennschärfe" der Fraktionierung steht mit der Verweil­ dauer der Probe im elektrischen Feld bzw. mit der Strömungs­ geschwindigkeit in der Trennkammer in engem Zusammenhang. Bei einer vorgegebenen Trennkammer kann darum nur eine be­ grenzte Trennschärfe erzielt werden, da die Volumenströme in den einzelnen Kanälen der Fraktionierungspumpe nicht belie­ big klein gehalten werden können. Darüber hinaus nehmen bei sinkenden Volumenströmen auch die Schwankungen in den Volumen­ strömen zu, was zu oszillierenden Strömungsgeschwindigkeiten in der Trennkammer und damit wiederum zu Verlusten in der Trennschärfe führt.
Ein weiteres Problem bei der herkömmlichen FFE besteht darin, daß in der Trennkammer auf keinen Fall ein merklicher Unter­ druck entstehen darf, da sich sonst Gas- bzw. Luftblasen bil­ den, welche das Trennergebnis ebenfalls erheblich stören. Die­ ses Problem ist auch mit der Zuführung der Medien (bis auf eines) mittels volumetrisch fördernder Pumpen nicht vollstän­ dig lösbar, da auch hier die oben bereits erwähnten Restpul­ sationen das Trennergebnis verschlechtern.
Das Material der Schläuche für die Fraktionierungspumpe spielt eine weitere Rolle im Prozeß. Hier ist man auf ein hin­ reichend weiches Material, eben Silikonschläuche, angewiesen, während beständigeres Material wie beispielsweise PTFE zu hart und damit nicht verwendbar ist.
Ein weiteres Problem stellt bei dem hier vorliegenden Lang­ zeitprozeß die Veränderung an den Membranen dar, welche die Elektrodenräume vom eigentlichen Trennraum abgrenzen. Insbe­ sondere stören diese Effekte bei Anwendung eines Verfahrens der kontinuierlichen isoelektrischen Fokussierung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Trenn­ leistung auch im Langzeitbetrieb zu verbessern.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die im Anspruch 1 und vorrichtungsmäßig durch die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst.
Ein wesentlicher Gedanke bei der vorliegenden Erfindung be­ steht darin, daß die Strömungs- und Druckverhältnisse und damit die Abflußrate der Fraktionierungen aus der Trennkammer durch Zugabe eines Additivmediums mit definierter Flußrate eingestellt werden. Dieses Additivmedium wird im Gegenstrom zur Strömungsrichtung des Trenn- und des Probenmediums derart zugegeben, daß in der Trennkammer selbst lediglich dieselben Medien wie bisher, also das Trennmedium mit dem Probenmedium fließen, beim Absammeln der Fraktionen aber das Additivmedium mitabgesammelt wird. Dadurch kann eine im Prinzip beliebig niedrige Strömungsgeschwindigkeit in der Trennkammer (im Spalt) sichergestellt werden, obwohl ein ständiges Absammeln von "Fraktionen" (dann natürlich in geringerer Konzentration) erfolgt. Die Trennschärfe kann auf diese Weise erheblich ge­ steigert werden.
Als Additivmedium führt man vorteilhafterweise Trennmedium zu. Diesem kann man nun ein Reagenz hinzufügen, das mit (minde­ stens) einer der Fraktionen reagiert, um die Reaktion bzw. de­ ren Ergebnis festzustellen. Die Zugabe des Additivme­ diums und die damit verbundene höhere Strömungsgeschwindigkeit zwischen dem Fraktionsauslaß (also dem Absammelpunkt in der Trennkammer) und einem entsprechenden Detektor in der Fraktions­ leitung stellt eine erheblich verkürzte Verzögerungszeit si­ cher.
Die Zuführung aller Medien geschieht über volumetrisch för­ dernde Pumpen, z. B. Schlauchpumpen, während das Absammeln rein passiv, also ohne Fraktionierungspumpe geschieht. Da­ durch erübrigt sich die Vielkanal-Schlauchpumpe mit all ih­ ren eingangs genannten Problemen. Die Fraktionierungsleitungen bzw. -schläuche können bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus jedem Material gewählt werden und behalten ihre mechanischen Eigen­ schaften auch über sehr lange Verwendungszeiten hinweg, da sie in keiner Weise mechanisch beansprucht werden. Die Volu­ menströme der Fraktionen sind nicht nur durch absolut identi­ sche Strömungsquerschnitte in den Leitungen wie bisher ein­ stellbar, vielmehr kommt es bei Verwendung der vorliegenden Erfindung nur noch darauf an, daß die Strömungswiderstände identisch sind. Diese können bei verschieden großen lichten Weiten der verwendeten Schläuche durch entsprechende Längenun­ terschiede eingestellt werden. Hieraus ergibt sich auch gleichzeitig, daß in der Trennkammer niemals ein Unterdruck entstehen kann, vielmehr immer ein gewisser Überdruck herrscht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit denselben Vorteilen auch bei herkömmlichen FFE-Verfahren bzw. FFE-Vorrichtungen anwendbar ist, werden im wesentlichen konstante Volumenströme von Membranmedien derart randseitig in die Trennkammer eingeführt, daß sich die trennkammerseiti­ gen Flächen der Membranen innerhalb der Membranmedien befin­ den und durch diese vom übrigen Trennraum mit darin enthalte­ nem Trennmedium und Probenmedium abgetrennt werden. Die Grenz­ flächen zwischen den Flüssigkeiten, also den Membranmedien­ strömen und dem Trennmediumstrom (mit dem darin enthaltenen Probenstrom) bilden Membranen. Im anodalen und im kathodalen Bereich führt man hierbei unterschiedliche Trennmedien zu, welche jeweils eine Ionenanreicherung bzw. Verarmung an den Membranen verringern bzw. unterdrücken, also die Membraneigen­ schaften konstant halten. Dies ist insbesondere im Langzeit­ betrieb von erheblicher Bedeutung.
Vorzugsweise stellt man die Leitfähigkeiten der Membranmedien im wesentlichen auf dieselben Werte ein, wie die des die Elek­ troden herkömmlicherweise umgebenden Elektrodenpuffers. Auf diese Weise werden eine Erwärmung der Membranen und der um­ gebenden Bereiche und damit Veränderungen des elektrischen Feldes wirksam verhindert.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, zu deren Erläu­ terung die beiliegenden Abbildungen dienen. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 3 eine herkömmliche Vorrichtung.
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung mün­ det am unten gelegenen Einlaßende 13 eine Medienleitung 22 über eine Einlaßöffnung 15. Die Medienleitung 22 führt in einen Vorratsbehälter 19.
In der Nähe des Einlaßendes 13 befindet sich ein Probenein­ laß 16, der über eine Probenleitung 27 mit einem Probenbehäl­ ter 26 verbunden ist.
Von der Medienleitung 22 zweigt eine Additivleitung 33 ab, welche am obengelegenen Auslaßende 14 über einen Additivein­ laß 18 in die Trennkammer 10 mündet.
Die Probenleitung 27, die (Trenn-)Medienleitung 22 und die Additivleitung 33 sind über eine Medienpumpe 25 geführt, so daß diese drei Medien in exakt gleichem Flußverhältnis ge­ fördert werden.
Zur Einstellung des Additiv-Medienstroms ist bei der hier ge­ zeigten Ausführungsform eine Bypassleitung 31 mit einem Regel­ ventil 32 die Pumpe 25 überbrückend vorgesehen, so daß ein Teil des Förderstroms zurückgeführt werden kann.
In der Trennkammer befinden sich (wie bei den herkömmlichen Einrichtungen) Elektroden 11 und 12 hinter Membranen 8.
In der Nähe des oberen Auslaßendes 14 befinden sich Fraktions­ auslässe 17a-17n, die über Fraktionsleitungen 30a-30n in einen Fraktionsbehälter 29 geführt sind. In diesen Leitungen ist keine Pumpe vorgesehen.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist zusätzlich (mit unterbrochenen Linien) ein Reagenzbehälter 34 gezeigt, der über ein Regelventil 35 und eine Leitung 36 zur Additivleitung 33 geführt ist. Der nötige Zuführungsdruck kann durch Schwer­ kraft, durch eine zusätzliche volumetrische Pumpe oder durch Führung der Reagenzleitung 36 über die Pumpe 25 sichergestellt werden.
Im Betrieb werden bei der hier gezeigten Ausführungsform der Erfindung das Trennmedium über die Leitung 22 und die Probe über die Leitung 27 mittels der Pumpe 25 kontinuierlich der Trennkammer 10 zugeführt und strömen in Richtung auf das Aus­ laßende 14. Hierbei wird die Probe in dem durch die Elektroden 11 und 12 erzeugten elektrischen Feld entsprechend den un­ terschiedlichen Ladungen der Ionen oder Teilchen und ent­ sprechend den für sie charakteristischen Reibungswiderständen auf ihrem Weg zu den Fraktionsauslässen 17a-17n aufgetrennt.
Gleichzeitig wird über die Leitung 33 ein Additivmedium, im vorliegenden Fall ebenfalls Trennmedium durch die Leitung 33 und den Additiveinlaß 18 der Trennkammer 10 zugeführt. Nach­ dem die Fraktionsauslässe 17a-17n zwischen dem Additivein­ laß 18 und der Einlaßöffnung 15 bzw. dem Probeneinlaß 16 lie­ gen, strömt das Additivmedium im Gegenstrom zum Trennmedium mit der darin enthaltenen Probe. Diese beiden (bzw. drei) Volumenströme strömen nun gleichzeitig durch die Fraktions­ auslässe 17a-17n, wobei die Fraktionsleitungen 30a-30n derart hinsichtlich Durchmesser und Länge dimensioniert sind, daß die Strömungswiderstände an den Fraktionsauslässen 17a-17n im wesentlichen gleich sind. Auf diese Weise ist sicherge­ stellt, daß der zum Trennmedium mit darin enthaltener Probe bzw. deren Fraktion hinzutretende Additivstrom an allen Frak­ tionsauslässen 17a-17n im wesentlichen gleich ist. Dies be­ deutet nun, daß bei konstantem Volumenstrom (Volumen pro Zeiteinheit) durch die Fraktionsleitungen 30a-30n je nach Verhältnis des Additiv-Volumenstroms zur Summe der übrigen Volumenströme eine hohe Strömungsgeschwindigkeit durch die Trennkammer 10 zwischen den Elektroden 11/12 oder aber eine niedrige Strömungsgeschwindigkeit einstellbar ist. Dadurch kann die Verweildauer der "Proben-Elemente" im elektrischen Feld und damit die Trenngenauigkeit eingestellt werden. Dies wird insbesondere im Fall der kontinuierlichen isoelektri­ schen Fokussierung wichtig, bei der die Flußraten in etwa um den Faktor 5 niedriger als im Fall der bisher fast ausschließ­ lich genutzten FF-Zonenelektrophorese liegen.
Durch diese Zugabe von Additivmedium im Gegenstrom kann man zu enge Querschnitte oder Überlänge von Fraktionierungslei­ tungen 30a-30n vermeiden, so daß die Gefahr von verstopften Schläuchen mit zu geringen Innendurchmessern im Fall von Prä­ zipitation bzw. Aggregation der Probe bzw. ihrer Bestandteile nicht besteht. Auch ein hohes Totvolumen der Fraktionier­ vorrichtung kann so vermieden werden. Man kann im Gegenteil auch bei niedrigsten Flußraten im Trennraum eine Fraktionier­ vorrichtung mit günstigem Innenlumen und kurzen Schläuchen benutzen. Dadurch aber wird eine schnelle on-line Detektion verbunden mit einer Regelung des Trennprozesses auf ein "sta­ tionäres" Trennprofil im Langzeitversuch ermöglicht.
Durch die Zugabe eines Reagenz (über die Einrichtungen 34-36) ebenfalls im Gegenstrom zusammen mit dem Additivmedium, gelangt das Reagenz erst unmittelbar bei den Fraktionsaus­ lässen 17a-17n zur Probenfraktion, so daß die Fraktionie­ rung im elektrischen Feld nicht gestört wird, eine Reaktion bzw. das Reaktionsprodukt aber mittels Detektoren sehr schnell (bzw. nach) dem Fraktionsauslaß erfolgen kann.
Betrachtet man sich nun die erfindungsgemäße Vorrichtung ge­ mäß Fig. 1 und die herkömmliche Vorrichtung nach Fig. 3, so fällt als erster Unterschied sofort der Fortfall der Viel­ kanalpumpe 9 auf, was eine erhebliche Vereinfachung darstellt. Weiterhin wird als Unterschied sofort ersichtlich, daß inner­ halb der Trennkammer 10 nie ein Unterdruck auftreten kann.
Im folgenden wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Fig. 2 näher erläutert.
Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterschei­ det sich von derjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß im randsei­ tigen Bereich der Trennkammer 10 ein erster und ein zweiter Membranmedieneinlaß 42 bzw. 43 vorgesehen sind, die über Lei­ tungen 37 bzw. 38 mit Membranmedienbehältern 39 bzw. 40 ver­ bunden sind. Alle, in die Trennkammer 10 führenden Leitungen sind nach der Medienpumpe 25 über einen Pulsationsdämpfer 41 geführt.
Die Einlässe 42, 43 sind nun derart angeordnet, daß sich (in Fig. 2 mit Pfeilen bezeichnet) Membranmedienströme 44 ausbil­ den, welche entlang den Membranen 8 die Trennkammer durch­ fließen und die Membranen vom übrigen Trennraum "abtrennen".
Durch diese Membranmedieneinlässe 42, 43 werden nun Stabi­ lisierungsmedien eingeführt, welche je nach Polarität der hinter der jeweiligen Membran 8 liegenden Elektrode 11 bzw. 12 eine Ionen­ anreicherung bzw. eine Ionenverarmung verhindern bzw. kompen­ sieren, welche aus den bekannten Selektivitätseigenschaften von Membranen beim Ionentransport herrühren. Dadurch wird nun die ansonsten unvermeidbare Veränderung der Membraneigen­ schaften über längere Zeitdauer hinweg vermieden, so daß de­ ren Einfluß auf die Trennleistung des Verfahrens im wesent­ lichen ausgeschaltet wird.
Das eingeführte Stabilisierungs- bzw. Membranmedium bildet nun in seiner Grenzschicht zum übrigen Trennraum-Inhalt sozu­ sagen eine flüssige Membran und liefert über diese beiden Grenzflächen alle benötigten Ionen in der richtigen absoluten und relativen Konzentration. Vorzugsweise verwendet man ein Stabilisierungsmedium mit einer, dem verwendeten Elektroden­ puffer ähnlichen Leitfähigkeit, so daß über die Membran kein Widerstandssprung und damit keine Erwärmung auftritt.
Das so modifizierte Verfahren (die so modifizierte Vorrich­ tung) ist insbesondere bei Anwendung einer isoelektrischen Fokussierung besonders vorteilhaft, bei welcher der selekti­ ve Ionentransport an den herkömmlichen Membran-Abtrennungen sich äußerst störend auswirkte. Hierbei sei darauf hingewie­ sen, daß sich diese besondere Ausführungsform der Erfindung auch zur Anwendung auf eine Vorrichtung nach Fig. 1 eignet, da dort dasselbe Problem auftritt. Es handelt sich hiermit also um eine sowohl zusätzlich, als auch unabhängig einsetz­ bare (erfindungsgemäße) Lösung der eingangs gestellten Auf­ gabe.
Aus Obigem geht hervor, daß das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Vielzahl von Vor­ teilen dadurch mit sich bringen, daß die bisher notwendige Fraktionspumpe fortfällt. Unter anderem ist es dadurch mög­ lich, auf einfache Weise steril zu arbeiten, da Sterilfilter druckseitig vorgesehen werden können.
Bezugszeichenliste
 8 Membran
 9 Fraktionspumpe
10 Trennkammer
11 Elektroden
12 Elektroden
13 Einlaßende
14 Auslaßende
15 Einlaßöffnung
16 Probeneinlaß
17 a-n Fraktionsauslaß
18 Additiveinlaß
19-21 Vorratsbehälter
22-24 Medienleitung
25 Medienpumpe
26 Probenbehälter
27 Probenleitung
28 Blasenfalle
29 Fraktionsbehälter
30 a-n Fraktionsleitung
31 Bypass
32 Regelventil
33 Additivleitung
34 Reagenzbehälter
35 Regelventil
36 Reagenzleitung
37 erste Membranmedienleitung
38 zweite Membranmedienleitung
39 erster Membranmedienbehälter
40 zweiter Membranmedienbehälter
41 Pulsationsdämpfer
42 erster Membranmedieneinlaß
43 zweiter Membranmedieneinlaß
44 Membranmedienstrom

Claims (13)

1. Verfahren zur kontinuierlichen, trägerfreien Ablen­ kungselektrophorese, bei welcher mindestens ein Trennmedium als Träger und ein zu untersuchendes Probenmedium mit im wesentlichen konstanter Zufluß­ rate eine Trennkammer von einem Einlaßende zu einem Auslaßende durchströmen, wobei das Probenmedium durch ein mittels Elektroden erzeugtes elektrisches Feld räumlich in abzusammelnde Fraktionen aufge­ trennt wird, die mit im wesentlichen konstanter Ab­ flußrate abgesammelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Abflußrate der Trennkammer im Bereich ihres Auslaßendes ein Additivmedium mit einer definierten Flußrate im Gegenstrom zur Strö­ mungsrichtung des Trenn- und des Probenmediums zuge­ führt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Additivmedium Trennmedium zugeführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion oder deren Ergebnis detektiert wird durch Hinzufügen mindestens eines mit mindestens ei­ ner der Fraktionen reagierenden Reagenzes zum Addi­ tivmedium.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Medien über volumetrisch fördernde Pumpen zugeführt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen konstante Volumenströme von Mem­ branmedien derart randseitig in die Trennkammer ein­ geführt werden, daß sich die trennkammerseitigen Flächen der Membranen innerhalb der Membranmedien befinden und durch diese vom übrigen Trennmedium und der Probe abgetrennt werden, unter Ausbildung von Grenzflächen zwischen den Membranmedienströmen und dem Trennmedium- und Probenstrom, und daß im anoda­ len und im kathodalen Bereich unterschiedliche, je­ weils eine Ionenanreicherung oder -verarmung an den Membranen verringernde oder unterdrückende Membran­ medien zugeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfähigkeiten der Membranmedien im wesent­ lichen gleich der eines die Elektroden umgebenden Elektrodenpuffers eingestellt werden.
7. Vorrichtung zur kontinuierlichen, trägerfreien Ab­ lenkungselektrophorese nach mindestens einem der An­ sprüche 1-6, bestehend aus einer Trennkammer (10) mit Elektroden (11, 12) und Membranen (8), mit min­ destens einer Einlaßöffnung (15) an einem Einlaßende (13) der Trennkammer (10) für ein Trennmedium mit im wesentlichen konstanter Flußrate, mit mindestens ei­ nem Probeneinlaß (16) beim Einlaßende (13) für eine Probe mit im wesentlichen konstanter Flußrate, mit einer Vielzahl von Fraktionsauslässen (17a-17n) bei einem Auslaßende (14) der Trennkammer (10) zum Absammeln von Fraktionen des Probenmediums mit im wesentlichen konstanter Flußrate, dadurch gekennzeichnet, daß am Auslaßende (14) der Trennkammer (10) ein Ad­ ditiveinlaß (18) für ein im Gegenstrom zum Trenn- und Probenmedium führbares Additivmedium vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Additiveinlaß (18) über eine Leitung (33) mit einer zur Einlaßöffnung (15) für das Trennmedium führenden Leitung (22) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (34-36) zum Zuführen eines Reagenz zum Additiveinlaß (18).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Fraktionsauslässe (17a-17n) Schläuche (30a-30n) mit definierten Strömungsquerschnitten und über deren Längen eingestellten Strömungswider­ ständen angeschlossen sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch randseitig in die Trennkammer (10) mündende Membranmedieneinlässe (42, 43), und in den randseitigen Bereichen der Trennkammer (10) die Membranen (8) vom übrigen Trennmedium- und Proben­ strom abtrennende Membranmedienströme unter Ausbil­ dung von Grenzflächen zwischen den Membranme­ dienströmen und dem Trennmedium- und Probenstrom.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß den Einlaßöffnungen (15, 42, 43) und Einlässen (16, 18) Pumpeinrichtungen (25) vorgeschaltet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtungen (25) eine einzige Mehrka­ nalpumpe, vorzugsweise eine Vielfach-Schlauchpumpe umfassen.
DE4139472A 1991-11-29 1991-11-29 Expired - Lifetime DE4139472C1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4139472A DE4139472C1 (de) 1991-11-29 1991-11-29
US07/981,607 US5275706A (en) 1991-11-29 1992-11-25 Method and apparatus for continuous, carrier-free deflection electrophoresis
JP31805992A JP3242170B2 (ja) 1991-11-29 1992-11-27 連続キャリアフリー偏向電気泳動方法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4139472A DE4139472C1 (de) 1991-11-29 1991-11-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4139472C1 true DE4139472C1 (de) 1993-03-11

Family

ID=6445948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4139472A Expired - Lifetime DE4139472C1 (de) 1991-11-29 1991-11-29

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5275706A (de)
JP (1) JP3242170B2 (de)
DE (1) DE4139472C1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998043077A1 (de) * 1997-03-21 1998-10-01 Gerhard Weber Verfahren zur trägerfreien ablenkungselektrophorese
WO2003060504A1 (de) * 2002-01-21 2003-07-24 Tecan Trading Ag Verfahren sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens und trennmittel zum trennen von teilchen in der free-flow-elektrophorese
WO2003060503A1 (de) * 2002-01-21 2003-07-24 Tecan Trading Ag Vorrichtung, verwendung der vorrichtung und trennmittel zum trennen von teilchen in der free-flow-elektrophorese
DE102005044994A1 (de) * 2005-09-21 2007-04-05 Gesellschaft zur Förderung der Analytischen Wissenschaften e.V. Vorrichtung zur Trennung eines Analytgemisches und zur Detektion der Analytsubstanzen mittels elektrophoretischer Trennung
WO2008025806A1 (en) * 2006-08-29 2008-03-06 Becton, Dickinson & Company Method and apparatus for carrier-free deflection electrophoresis

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5562812A (en) * 1995-04-03 1996-10-08 The Penn State Research Foundation Free flow electrophoresis device for biomolecule purification and separation in zero and one G
US7169275B2 (en) * 2002-01-21 2007-01-30 Tecan Trading Ag Method for separating particles in free flow electrophoresis
US7169278B2 (en) * 2002-01-21 2007-01-30 Tecan Trading Ag Apparatus and separation media for separating particles in free-flow electrophoresis
JP2005334865A (ja) * 2004-01-19 2005-12-08 Hiroshima Univ 固体微粒子分級装置及びこれを利用した固体微粒子分級方法
DE102005020134A1 (de) * 2005-04-29 2006-11-02 Becton, Dickinson And Co. Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines parallelen und simultanen Mehrfachprozesses der trägerfreien isoelektrischen Fokussierung
DE102005020135A1 (de) * 2005-04-29 2006-11-02 Becton, Dickinson And Co. Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung der kontinuierlichen Ablenkungselektrophorese mit Hilfe von mehreren Gegenstrommedien
US20080237044A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-02 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Method and apparatus for concentrating molecules
WO2008130618A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-30 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Method and apparatus for separating particles, cells, molecules and particulates
PL2167951T3 (pl) * 2007-06-20 2013-03-29 Becton Dickinson Co Metoda FFE wykorzystująca medium rozdzielające zawierające lotny bufor
US7837379B2 (en) * 2007-08-13 2010-11-23 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Devices for producing a continuously flowing concentration gradient in laminar flow
EP2217916A1 (de) * 2007-11-12 2010-08-18 Becton, Dickinson and Company Ms-kompatible nichtionische oder zwitterionische tenside bei der free-flow-elektrophorese
FR2943561B1 (fr) * 2009-03-27 2011-05-20 Apr2 Procede de separation electrostatique d'un melange de granules de materiaux differents et dispositif de mise en oeuvre
EP2788746B1 (de) 2011-11-22 2018-10-24 Stephen G. Haralampu Mikrofluidische vorrichtung mit gestopptem fluss sowie verfahren zur ladungsbasierten trennung komplexer analytmischungen
EP2821781A1 (de) * 2013-07-04 2015-01-07 FFE Service GmbH Elektrophoreseverfahren mit freiem Fluss zur Trennung von Analyten
AU2017237187B2 (en) 2016-03-24 2022-12-08 Biological Dynamics, Inc. Disposable fluidic cartridge and components
EP3727693A4 (de) 2017-12-19 2021-08-25 Biological Dynamics, Inc. Verfahren und vorrichtungen zum nachweis mehrerer analyten aus einer biologischen probe
WO2019195196A1 (en) 2018-04-02 2019-10-10 Biological Dynamics, Inc. Dielectric materials

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2878178A (en) * 1955-04-15 1959-03-17 Bier Milan Continuous free-boundary flow electrophoresis
DE2508844A1 (de) * 1975-02-28 1976-09-09 Max Planck Gesellschaft Verfahren und einrichtung zur ablenkungselektrophorese
DE3742292C1 (de) * 1987-12-14 1989-06-01 Johann Prof Dr-Ing Stichlmair Verfahren und Vorrichtung zur Zweiphasen-Elektrophorese

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1442414B2 (de) * 1963-11-18 1971-02-11 Graßmann, Wolfgang, Prof. Dr., 8000 München Vorrichtung zur Durchfuhrung der trägerfreien, kontinuierlichen Elektrophore se in vertikaler Arbeitsweise
SE390766B (sv) * 1972-12-19 1977-01-17 Lkb Produkter Ab Forfarande vid motflodesisotachofores
US4309268A (en) * 1980-08-15 1982-01-05 Mcdonnell Douglas Corporation System for hydrodynamic compensation for electrophoresis crescent distortion

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2878178A (en) * 1955-04-15 1959-03-17 Bier Milan Continuous free-boundary flow electrophoresis
DE2508844A1 (de) * 1975-02-28 1976-09-09 Max Planck Gesellschaft Verfahren und einrichtung zur ablenkungselektrophorese
DE3742292C1 (de) * 1987-12-14 1989-06-01 Johann Prof Dr-Ing Stichlmair Verfahren und Vorrichtung zur Zweiphasen-Elektrophorese
EP0320709A1 (de) * 1987-12-14 1989-06-21 Stichlmair, Johann, Prof.Dr. Verfahren und Vorrichtung zur Stofftrennung mittels Elektrophorese

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jahrbuch 1968 der Max-Planck-Gesellschaft, S. 117-134 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998043077A1 (de) * 1997-03-21 1998-10-01 Gerhard Weber Verfahren zur trägerfreien ablenkungselektrophorese
WO2003060504A1 (de) * 2002-01-21 2003-07-24 Tecan Trading Ag Verfahren sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens und trennmittel zum trennen von teilchen in der free-flow-elektrophorese
WO2003060503A1 (de) * 2002-01-21 2003-07-24 Tecan Trading Ag Vorrichtung, verwendung der vorrichtung und trennmittel zum trennen von teilchen in der free-flow-elektrophorese
DE102005044994A1 (de) * 2005-09-21 2007-04-05 Gesellschaft zur Förderung der Analytischen Wissenschaften e.V. Vorrichtung zur Trennung eines Analytgemisches und zur Detektion der Analytsubstanzen mittels elektrophoretischer Trennung
WO2008025806A1 (en) * 2006-08-29 2008-03-06 Becton, Dickinson & Company Method and apparatus for carrier-free deflection electrophoresis
AU2007291260B2 (en) * 2006-08-29 2013-09-05 Becton, Dickinson And Company Method and apparatus for carrier-free deflection electrophoresis

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0663360A (ja) 1994-03-08
JP3242170B2 (ja) 2001-12-25
US5275706A (en) 1994-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4139472C1 (de)
DE2030617C3 (de) Schrägklärer
EP2619567B1 (de) Vorrichtung zur feldflussfraktionierung
EP1253977B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur abführung suspendierter mikropartikel aus einem fluidischen mikrosystem
EP1335198A1 (de) Mikrofluidisches Bauelement und Verfahren für die Sortierung von Partikeln in einem Fluid
DE2716095A1 (de) Gasgesteuertes verfahren zum sortieren von in einem elektrolyten suspendierten teilchen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE1909843A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Analyse fluessiger Proben auf einen gasfoermigen Bestandteil
DE112019000463T5 (de) Mikrofluid-chips zum reinigen und fraktionieren von partikeln
DE2810306C2 (de)
EP0968417B1 (de) Verfahren zur trägerfreien ablenkungselektrophorese
DE1947195A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Absonderung eines Trennmediums aus dem Strom eines segmentierten Hauptmediums
DE2129727C3 (de) Vorrichtung zum Entfernen von flüchtigen Bestandteilen aus einem fließfähigen Material
DE3411618C2 (de)
DE112012006422T5 (de) Reinigungsvorrichtung für eine elektroerosive Bearbeitungsflüssigkeit und Reinigungsverfahren für eine elektroerosive Bearbeitungsflüssigkeit
EP1067380A1 (de) Verfahren mit Vorrichtung zum Parallel-Analysieren von kolloidalen Teilchen mit Feldflussfraktionierung
DE1289825C2 (de) Elektrophoretische Vorrichtung
DE3438041C2 (de) Luftmesser-Beschichter
EP0928418B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur isoelektrischen teilchentrennung
EP2522983B1 (de) Düse zur Partikelausrichtung im Flüssigkeitsstrom
DE1517927A1 (de) Vorrichtung zur Dichtegradienten-Elektrophorse
DE3226398C2 (de) Flüssigkeitschromatograph
EP0641587B1 (de) Verfahren zum Auftrennen einer Dispersion von Partikeln in Flüssigkeiten in einen mit Partikeln angereicherten und einen an Partikeln verarmten Teilstrom
DE112018004857B4 (de) Mikrofluidisches system für krebszellen-separation, -erfassung und -medikamentscreening-analysen
DE10318864B3 (de) Mikrofluidische Einrichtung zur gesteuerten Einleitung eines Fluids in einen Kanal
DE102012108703A1 (de) Verfahren und Anlage zur Trennung eines Gemisches aus organischen Substanzen

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right
R071 Expiry of right