SU1670563A1

SU1670563A1 - Аппарат дл разделени высокомолекул рных ДНК с помощью пульс-электрофореза

Info

Publication number: SU1670563A1
Application number: SU874286173A
Authority: SU
Inventors: Давид Ревазович Бериташвили; Андрей Игоревич Полетаев; Евгений Николаевич Твердохлебов
Original assignee: Институт молекулярной биологии АН СССР
Priority date: 1987-06-19
Filing date: 1987-06-19
Publication date: 1991-08-15
Also published as: US5028308A; SE8900559L; GB2219660B; JPH01503645A; CH677454A5; GB2219660A; GB8903811D0; SE8900559D0; WO1988010423A1; NL8820474A; PL273151A1

Abstract

Изобретение относитс к биотехнологии, касаетс разделени и анализа высокомолекул рных биополимеров методом электрофореза. Целью изобретени вл етс повышение эффективности разделени смесей ДНК с мол. массами более 1,5^.10⁷D в широком диапазоне молекул рных масс и повышение производительности процесса разделени . Аппарат дл разделени высокомолекул рных ДНК с помощью пульс-электрофореза содержит корпус, разделенный горизонтальной перегородкой на верхнюю /электрофоретическую/ и нижнюю камеры, систему создани скрещенных пульсирующих электрических полей, расположенную в верхней камере и включающую группу электродов, установленных компланарно блоку гел с помощью фиксаторов на держателе по сторонам четырехугольника и электрически соединенных с источником питани , систему охлаждени электрофоретической камеры, включающую циркул ционный контур, расположенный в нижней камере с приспособлени ми дл подключени к источнику хладагента, и систему контрол рабочих параметров процесса, причем держатель выполнен съемным, электроды установлены на держателе по лини м сторон ромба и продолжени м этих линий, с возможностью изменени угла при его вершине, число электродов на противоположных сторонах ромба и их продолжени х одинаково и установлены они напротив друг друга, причем длина линий, продолжающих стороны ромба, определ етс выражением L = HTGΑ, где H - рассто ние между противолежащими сторонами ромба

α - угол между смежными сторонами ромба

циркул ционный контур системы охлаждени образован горизонтальной перегородкой, днищем корпуса и дополнительными вертикальными перегородками, задающими направление потока хладагента. Устройство позвол ет раздел ть вещества с молекул рной массой более 1,5^.10⁷D за счет изменени угла при вершине ромба и повысить производительность процесса разделени молекул ДНК. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

1

(21)4286173/25

(22) 19.06.87

(46) 15.08.91. Бюл. №30

(71)Институт молекул рной биологии АН СССР

(72)Д.Р.Бериташвили, А.И.Полетаев и Е.Н.Твердохлебов

(53)537.363 (088.8)

(56)Остермэн Л.А. Методы исследовани белков и нуклеиновых кислот. Электрофорез и центрифугирование. М.: Наука, 1981, с. 96.

Авторское свидетельство СССР iSfe 1394117, кл. G 01 N 27/26, 14.04.86.

(54)АППАРАТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ДНК С ПОМОЩЬЮ ПУЛЬС-ЭЛЕКТРОФОРЕЗА

(57)Изобретение относитс к биотехнологии , касаетс разделени и анализа высокомолекул рных биополимеров методом электрофореза. Целью изобретени вл етс повышение эффективности разделени смесей ДНК с мол. массами более 1,5 107 D в широком диапазоне молекул рных масс и повышение производительности процесса разделени . Аппарат дл разделени высокомолекул рных ДНК с помощью пульс- электрофореза содержит корпус, разделенный горизонтальной перегородкой на верхнюю (электрофоретическую) и нижнюю камеры, систему создани скрещенных пульсирующих электрических полей, расположенную в верхней камере и включающую

группу электродов, установленных компланарно блоку гел с помощью фиксаторов на держателе по сторонам четырехугольника и электрически соединенных с источником питани , систему охлаждени электрофоре- тической камеры, включающую циркул ционный контур, расположенный в нижней камере с приспособлени ми дл подключени к источнику хладагента, и систему контрол рабочих параметров процесса, причем держатель выполнен съемным, электроды установлены на держателе по лини м сторон ром&а и продолжени м этих линий, с возможностью изменени угла при его вершине , число электродов на противоположных сторонах ромба и их продолжени х одинаково и установлены они напротив друг друга, причем длина линий, продолжающих стороны ромба, определ етс выражением а, где h - рассто ние между противолежащими сторонами ромба; а- угол между смежными сторонами ромба; циркул ционный контур системы охлаждени образован горизонтальной перегородкой, днищем корпуса и дополнительными вертикальными перегородками, задающими направление потока хладагента. Устройство позвол ет раздел ть вещества с молекул рной массой более 1,5 10 D за счет изменени угла при вершине ромба и повысить производительность процесса разделени молекул ДНК. 2 з п ф-лы. 4 ил

ё

О vj

О СЛ О

GO

Изобретение относитс к биотехнологии , в частности к области разделени и анализа высокомолекул рных биополимеров методом электрофореза, и может быть использовано в молекул рной биологии и

генетике, биохимии, биофизике, а также в медицине и сельском хоз йстве.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности разделени смесей ДНК с молекул рными весами более 1,5 10 D в

широком диапазоне молекул рных масс и повышение производительности процесса разделени .

На фиг. 1 показана блок-схема аппарата; на фиг. 2 - выполнение электродной ромбической системы; на фиг. 3 - устройство, вид сбоку; на фиг. 4 - то же, вид сверху.

Аппарат дл разделени смесей высокомолекул рных ДНК содержит корпус 1, разделенный горизонтальной сплошной перегородкой 2 на верхнюю электрофоретиче- скую камеру 3 и нижнюю камеру 4 циркул ционного контура хладагента, св занную с термостатом 5. Система создани скрещенных пульсирующих электрических полой расположена над электрофоретиче- скои камерой 3 и содержит съемный держатель 6 с закрепленной на нем группой, электродов, установленных компланарно блоку агарозного гел 7 с помощью фикса- TODOQ R, электрически соединенных через таймер-коммутатор 9 с источником питани 10.

Система охлаждени состоит из нижней камеры 4, соедин емой с насосом-термостатом 5 и содержащей циркул ционный контур синусоидальной формы, образованный вертикальными перегородками 11.

Системы контрол рабочих параметров процесса разделени (измерители и задат- чики премени переключени полей, рабочих ток,; /, напр жени ) наход тс в блоке тай- мера-коммутатора 9 (на чертежах не показаны ).

Электроды установлены в фиксаторах 8, закрепл емых на сьемном держателе 6, представл ющем собой, например, пластину с отверсти ми А дл фиксаторов, расположенными по лини м, образующим несколько ромбов с различными углами при вершинах, и продолжени ми этих линий за контур ромба на длину I - htgn (на фиг.2 представлена конфигураци отверстий, соответствующих ромбу с углом 120°). Така пластимка может быть изготовлена в виде платы печатного монтажа (с металлизацией сверху), в этом случае все электрические соединени между электродами выполн ютс непосредственно на верхней (внешней ) поверхности держател .

Держатель может быть выполнен в виде двух п р (. 3) направл ющих 12 и 13, имеюших отверсти А дл установки фиксаторов , причем эти направл ющие шарнирно св заны с другом, обеспечива изменение угла при вершине ромба а.

Третий вариант исполнени держател разделение держател на две не св занные друг с др;юм части (фиг. 4). На дне

электрофоретической камеры 3 установлены две параллельные направл ющие с фиксаторами 14 электродов, над камерой 3 имеетс съемный держатель 6 с группой отверстий дл фиксаторов 8, также наход щихс вдоль двух параллельных линий, причем съемный держатель 6 имеет возможность поворота вокруг центра электрофоретической камеры, а фиксаторы электродов 8,

0 введенные в ее отверсти , имеют заданную длину, что обеспечивает компланарность электродов, закрепленных в фиксаторах 14 и фиксаторах 8 съемного держател 6 и поверхности блока гел . Поворот съемного де5 ржател 6 обеспечивает заданное изменение угла ромба, образуемого нижними и верхними лини ми электродов.

Аппаоат оаботает следующим образом. Один или несколько блоков агарозного гел

0 7с внесенными на один из его концов порци ми раздел емой смеси высокомолекул рных ДНК (фиг. 1) устанавливают в камере 3 компланарно электродам, установленным в фиксаторах 8 на съемном держателе 6. Угол

5 при вершине ромба определ етс параметрами раздел емой смеси ДНК. и фиксаторы устанавливаютс на лини х, образующих ромб с требуемым углом при вершине. В камеру 3 заливают буферный раствор элек0 тролита до уровн , покрывающего верхнюю плоскость блока гел 7.

Затем включают систему охлаждени . Насос с холодильником прокачивают по циркул ционному контуру нижней камеры

5 4, хладагент охлаждает перегородку 2, на которой лежит блок гели 7.

Система охлаждени обеспечивает поддержание заданной температуры блока гел 7 и буферного раствора.

0 Электроды, установленные с помощью фиксаторов 8 (фиг. 1), подключают к выходам таймера-коммутатора 9, вход которого св зан с выходом источника питани 10. После включени источника питани 10 и тай5 мерз коммутатора 9 напр жение питани через заданный интервал времени переключаетс с одной пары параллельных линий электродов на другую, создава между соответствующими лини ми однородные элект0 рические пол , скрещенные под заданным углом а и заставл ющие молекулы ДНК двигатьс в геле, раздел сь на индивидуальные фракции вследствие различий во временах поворота при изменении направЬ лени электрического пол .

За счет неоднородности раздел ющих полей молекулы при каждой смене направлени пол оказываютс в пол х разной на- пр жзнности, что приводит к искривлению траекторий движени индивидуальных

фракций ДНК и их фронтов, выполнение держател электродов сьемным, расположение электродов по сторонам ромба и их продолжением с возможностью изменени угла при вершине ромба, а также установка одинакового числа электродов напротив друг друга при длине выступающих продолжений сторон ромба, равной I htg а, позвол ет проводить процесс разделени смесей высокомолекул рных ДНК в услови х, когда траектории движени индивидуальных фракций ДНК в геле пр молинейны, а их фронты, т.е. места группировани молекул одинакового мол. веса, также линейны. Это дает возможность использовать в одном эксперименте несколько блоков гел одинакового или разного размеров, или один блок с большим числом исходных порций раздел емой смеси, процесс в которых будет проходить в одинаковых услови х, что в прототипе принципиально невозможно. Крометого, при линейности движени фракций ДНК по вл етс возможность повышени точности определени мол. масс разделенных фракций путем введени маркера с известной мол. массой.

Все это приводит к повышению эффективности разделени ДНК с мол.мае. более 1,5 10 D в широком диапазоне мол.мае. за счет возможности изменени угла при вершине ромба, повышени производительности процесса разделени молекул ДНК размерами более 5 10 п.о.

Claims

1. Аппарат дл разделени высокомолекул рных ДНК с помощью пульс-электрофореза , содержащий камеру, источники питани , систему охлаждени и циркул ции буферного раствора, четыре идентичные группы электродов, установленные на направл ющих , образующих две пары пересе0 кающихс пр мых, расположенных одна напротив другой симметрично относительно центра камеры, от л и ч а ю щи и с тем, что, с целью повышени эффективности разделени смесей ДНК с молекул рными мас5 сами более 1,5 107 D в широком диапазоне молекул рных масс и повышени производительности процесса разделени , направл ющие установлены во внутренней полости камеры вдоль сторон ромба и их

0 продолжений с возможностью изменени углов ромба.

2. Аппарат по п. 1,отличающийс тем, что длина-продолжений сторон ромба

5 определ етс выражением а, где h - рассто ние между противолежащими сторонами ромба; I - длина продолжений сторон ромба; а - угол между смежными сторонами ромба.

03. Аппарат по пп.1 и 2, отличающийс тем, что обе пары направл ющих установлены с возможностью вращени .

Фиг.1

к-л

//J ,

ш т

гг