189303. lajstromszámú szabadalom • Irányított áramterű poliakrilamid gélelektroforetikus készülék
189.303 2 1 A találmány tárgya irányított áramterü poliakrilamid gélelektroforetikus készülék, amellyel a zónatorzítások gyakorlatilag megszüntelhetők, a rutin jellegű sorozatvizsgálatok pedig reprodukálhatóan, gyorsan, kis vegyszerigénnyel és a nedves közegek méréséhez használt elektromos feszültség miatt általában fennálló érintésvédelmi veszély megszüntetésével végezhetők el. A poliakrilamid gélelektroforézissel foglalkozó széles körű szakirodalomból ismeretes, hogy az az úgynevezett zóna elektroforézises eljárások egyik típusa, amely elektroforetíkus hordozóként szintetikus poliakrilamid gélt használ. A zóna elektroforézises eljárások nagy előnye a korábban alkalmazott elektroforetíkus eljárásokkal szemben a nagyobb felbontó képesség, és ez különösen jellemző a poliakrilamid gélelektroforézisre. Ebben az esetben ugyanis a töltéssel bíró makromolekulák (pl fehérjék, nukleinsavak) netto elektromos töltés szerinti elválasztása mellett fellép az ún. molekulaszűrő hatás is. Ennek lényege az ionok alak és méret szerinti elválasztása. A molekulaszűrő hatás jellemzője a poliakrilamid gélelektroforézisének, ahol az ionok alak, illetve méret szerinti elválasztása előtérbe kerül a töltések szerinti elválasztással szemben. A molekulaszürés leghatásosabban a 104-107 molekulasúly tartományban működik, és mértéke a gélek anyagkoncentrációjának, illetve ennek függvényében átlagos pórusnagyságuk változtatásával szabályozható. A módszer felbontóképessége tovább fokozható az ún. discontinuus pufferrendszerek alkalmazásával. Ebben az esetben a gél-puffer az elektropuffertől eltérő tulajdonságokkal rendelkezik, sőt ilyen rendszereknél általában maga a gél is több eltérő koncentrációjú és pH-jú rétegből áll. A discontinuus pufferrendszerek alkalmazásával létrejön egy elektrokémiai hatás, amely a mintaoldat komponenseinek nagyfokú betöményedésén és extrém vékonyságú startzónák keletkezésén keresztül érvényesül. Mindezek eredményeképpen, makromolekuláris elegyek komponenseinek rendkívül jó hatásfokú elválasztása jön létre. A módszer előnyös tulajdonságai révén - széles körben elterjedt. Fő alkalmazási lehetőségei a peptidek, fehérjék, nukleotidok, nukleinsavak, valamint különböző sejtfragmentumok (pl. membránok, riboszómák) komponenseinek elválasztása. A gyakorlati életben elsősorban a klinikai laboratóriumi diagnosztikában és az éleimiszervizsgálatoknál alkalmazzák. Nagy gyakorlati jelentősége miatt több készüléket ismertet a szakirodalom, és számos készüléktípus került kereskedelmi forgalomba is. Egyszerű gélelektroferetikus készüléket mutat be például az Ann. N. Y. Acad. Sei. 121, 404 (1964) és az Ann. N. Y. Acad. Sei. 121, 428 (1964) közlemény, továbbá a „Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology" sorozat (szerkesztők: T. S. Work és E. Work) „Electrophoresie of Proteins in Polyacrylamide and Starch Gels" című kötete a 48. lapon. (Kiadó: North-Holland, 1972). A Savants Instruments, Inc. által forgalmazott, plexiüvegből készült, vertikális elrendezésű, DEC típusú poliakrilamid gélelektroforetikus készülékcsalád tagjai 6 mm belső átmérőjű, 10-20 cm hosszú géltartó üvegcsövekkel működnek. A henger alakú puffertartályok belső átmérője 15 cm, magasságuk 18-25 cm, ennek megfelelően teljes pufferigényük kb. 3 3,4 liter. A készülékek önsúlya kb. 1,3 1,7 kg. A Phamacia Fine Chemicals által forgalmazott, polycarbonatból készült, vertikális elrendezésű, GE-4 típusú poliakrilamid gélelektroforetikus készülék 16 db 2,7 vagy 5 mm belső átmérőjű géltartó üvegcsővel működik. A szögletes puffertartályok térfogata: felső kb. 0,4 liter; alsó - kb. 2 liter. A Bio-Rad Laboratories Model 150A és Model 151 típusú gélelektroforetikus cellái 150mm-től 300 mm-ig terjedő csőhosszal dolgoznak, tehát nagy méretű, jelentős mennyiségű elektródpuffert igénylő készülékek. Ezek a készüléktípusok vagy túlzottan egyszerű voltuk miatt nem felelnek meg a biztonságos munkavégzés feltételeinek, illetve nem biztosítják a vizsgálatok megfelelő reprodukálhatóságát a rutin jellegű sorozatvizsgálatok esetén, vagy - éppen bonyolult voltuk miatt - használatuk nehézkes, méreteik nagyok, és feleslegesen sok vegyszert igényelnek egy-egy vizsgálatsorozat elvégzéséhez. Valamennyi ismert készüléktípusnál az elektródák vezetékei aszimmetrikussá teszik az elektródák elrendezését, ami fokozza a zónatorzulás mértékét, A zónatorzulás abban nyilvánul meg, hogy az elválasztandó komponensek egymásba mosódnak. Ez a jelenség különösen a vékony zónák felismerését és kiértékelését teszi nehézkessé, sok esetben lehetetlenné. A nedves közegeken végzett elektromos mérések, szétválasztások esetén fokozott figyelmet kell fordítani a szigorú érintésvédelmi előírásokra. Az ismert megoldások alapvető hátránya, hogy nem nyújtanak megfelelő védelmet áramütés ellen. Mind kül-, mind belföldön többen szenvedtek komoly sérülést gélelektroforetikus készülékek kezelése közben. A találmánnyal a felsorolt hátrányok kiküszöbölése a célunk. Olyan gélelektroforetikus készüléket kívánunk szerkeszteni, amellyel a vékony zónák egymásba mosódás nélkül felismerhetők és kiértékelhetők, továbbá amely kis méreteinél fogva könnyen kezelhető, az elválasztási gyorsaság növelhető, kevés vegyszert igényel egy-egy vizsgálatsorozat elvégzéséhez, ugyanakkor messzemenően eleget tesz az. érintésvédelmi követelményeknek. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy a gélelektroforézishez használt putTeroldatokban az ionmobílitást károsan befolyásoló áramkomponensek kiszűrésével és az áram megfelelő irányításával a zónatorzítások gyakorlatilag megsziintethetők. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
