DE3814278A1 - Elektrophoresesystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrophoresesystem und insbe­ sondere ein Elektrophoresekassettensystem mit einem Detek­ tor zur Durchführung der automatischen Sequenzierung bio­ logischer Makromoleküle, wie etwa DNA (DNS) und RNA (RNS), durch Gelelektrophorese.

Proteine und andere große biologische Moleküle einschließ­ lich DNA können zur Analyse mit Elektrophoreseverfahren getrennt werden. Eine besonders wichtige Anwendung dieser Verfahren stellt die Sequenzierung von DNA- und RNA-Mole­ külen dar. Zur elektrophoretischen Trennung derartiger Moleküle wird die sog. Gelelektrophorese herangezogen, bei der ein Gel zwischen zwei nichtleitenden Platten, bei­ spielsweise Glasplatten, in Form einer dünnen Gelschicht zwischen den Glasflächen vorgesehen wird. Das Gel sollte dabei möglichst gleichmäßige Dicke und möglichst gleichmäßige andere Eigenschaften aufweisen. Die Ober­ flächen an beiden Enden der Gelschicht sind jeweils mit einem Pufferreservoir verbunden, das als Elektrode dient.

Zur Durchführung der Gelelektrophorese wird durch Verbindung der beiden Reservoirs mit den beiden Polen einer Spannungsquelle ein Potential an das Gel angelegt.

Die zu separierenden Moleküle werden an dem Ende des Gels, an dem sich die negative Elektrode befindet, aufgegeben, was üblicherweise in vorgebildeten Vertiefungen erfolgt. Die Moleküle sind negativ geladen; aufgrund ihrer Ladung bewegen sich die Moleküle im elektrischen Feld durch das Gel zur positiven Elektrode, da eine entsprechende Kraft im elektrischen Feld auf die Moleküle ausgeübt wird. Kleinere Moleküle wandern leichter durch das Gel als große Moleküle, was zu einer Trennung und Sortierung der Moleküle nach ihrer Größe bei ihrer Wanderung durch das Gel führt. Im einzelnen hängt die Wanderungsgeschwindigkeit der Moleküle von Form und Größe der Teilchen, ihrer Ladung, dem pH-Wert, der Temperatur, der Viskosität und der Feldstärke ab.

Die Synthese von enzymatisch erhaltenen Bruchstücken von DNA- oder RNA-Molekülen erlaubt eine Analyse der Gesamt­ moleküle aufgrund der Basensequenz, die dem Molekül zu­ grundeliegt. Die Techniken zur Durchführung solcher Analysen sind dem Fachmann geläufig (vgl. z. B. F. Sanger, S. Nicklen und A. R. Coulsen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74 (1977) 5463-5467; P.L. Deininger, Analytical Bio­ chemistry 135 (1983) 247-263; H. Garoff und W. Ansorge, Anal. Biochem. 115 (1981) 450-457, sowie M.D. Biggin, T.J. Gibson und A.F. Hong, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80 (1983) 3963-3965).

Ein derzeit angewandtes Verfahren zur Sichtbarmachung der elektrophoretischen Trennung von Makromolekülen in einem Gel besteht in der radioaktiven Markierung der Moleküle. Typischerweise wird hierbei das zur Elektrophorese heran­ gezogene Gel aus der Kassette entnommen und längs einem photographischem Medium angeordnet, das durch die emit­ tierte radioaktive Strahlung der radioaktiv markierten Moleküle exponiert wird. Nach dem Entwickeln der photo­ graphischen Emulsion liegt eine Reihe von Streifen vor, die für die Position jeder Gruppe von Makromolekülen repräsentativ sind; bei der Sequenzierung können ihre relativen Positionen durch die auswertende Person dazu verwendet werden, um hieraus direkt die basenbezogene Lokalisierungssequenz abzuleiten. Diese Art von Analyse erfordert einen hohen Ausbildungsgrad, ist zeitaufwendig und mühsam und im übrigen sehr anfällig für Transkrip­ tionsfehler.

Im Hinblick darauf wurden automatische Detektionsverfahren entwickelt, bei denen auf die radioaktive Strahlung an­ sprechende Detektoren zur automatischen Durchführung der DNA-Sequenzierung herangezogen werden. Aufgrund von Abwei­ chungen der Elektrophoresegelkassette vom idealen Be­ triebsverhalten arbeiten jedoch bisherige automatische Systeme nicht zufriedenstellend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektro­ phoresesystem anzugeben, das sich insbesondere zur elek­ trophoretischen Trennung von biologischen Makromolekülen eignet und das eine relativ einfache Detektoreinrichtung aufweist, mit der die Positionsbestimmung in zuverlässiger und genauer Weise durchgeführt werden kann. Das Elektro­ phoresesystem soll ferner eine Gelkassette aufweisen, die im Gegensatz zum Stand der Technik leicht zusammensetzbar ist und die Durchführung und Auswertung der Elektrophorese ohne besondere Erfahrung und ohne großen Zeitaufwand er­ laubt; die Elektrophoresekassette soll dabei auch von re­ lativ unerfahrenen Bedienungspersonen zusammengebaut und befüllt werden können, ohne daß hierdurch die Zuverlässig­ keit und Genauigkeit beeinträchtigt werden. Sie soll ferner ein gleichmäßigeres elektrisches Feld ergeben.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindungskonzeption.

Das erfindungsgemäße Elektrophoresesystem umfaßt eine Elektrophoresezelle in Form einer völlig neuartig konzi­ pierten Elektrophoresekassette sowie eine zugeordnete De­ tektoreinrichtung, die eine automatische Durchführung der Analyse radioaktiv markierter Moleküle erlaubt. Das erfin­ dungsgemäße Elektrophoresesystem eignet sich besonders günstig zur Analyse von DNA- und RNA-Molekülen, ist jedoch auch günstig zur elektrophoretischen Trennung und Analyse anderer Substanzen geeignet. Bei der erfindungsgemäßen Elektrophoresekassette wird das elektrische Feld erheblich gleichmäßiger gehalten, als dies bei herkömmlichen Elek­ trophoresezellen der Fall ist. Bei der erfindungsgemäßen Elektrophoresekassette lassen sich die Platten, zwischen denen das Gel vorgesehen ist, auf eine völlig neuartige Weise trennen. Die Erfindungskonzeption umfaßt ferner eine neuartige Anordnung der Vertiefungen am oberen Ende des Gels sowie eine neuartige Plattenklammer. Die Erfindungs­ konzeption führt zu einer wesentlich höheren Genauigkeit der Elektrophoresekassette sowie einer Verringerung von Variationen im elektrischen Feld am unteren Ende und an den Seiten der Zelle auf ein Niveau, bei dem keine Feld­ störung mehr vorliegt. Darüber hinaus umfaßt die Erfindung ein neuartiges Kassettenfüllsystem, das ein rascheres Füllen der Elektrophoresekassette mit Gelmaterial erlaubt, als dies beim Stand der Technik der Fall ist, wobei zugleich eine gleichmäßigere Gelschicht erzielbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 bis 4 den Aufbau einer typischen herkömmlichen Gelkassette;

Fig. 5 bis 7 die erfindungsgemäße Elektrophoresekassette;

Fig. 8 Veränderungen des elektrischen Felds bei einer herkömmlichen Elektrophoresekassette, die von einem Leck an der Grenzfläche zwi­ schen Gel und Elektrophoresezelle herrühren;

Fig. 9 Veränderungen des elektrischen Felds bei der erfindungsgemäßen Elektrophoresekassette, die von einem Leck an der Grenzfläche zwi­ schen Gel und Elektrophoresezelle herrühren;

Fig. 10 die laterale Krümmung der Laufspur bei einer typischen herkömmlichen Gelelektropho­ resezelle;

Fig. 11 die gekrümmten Äquipotentiallinien, die von der Bildung von Vertiefungen bei einer typi­ schen herkömmlichen Gelelektrophoresekasset­ te herrühren;

Fig. 12 eine schematische Darstellung zur Erläu­ terung der erfindungsgemäßen Herstellung von Vertiefungen und die daraus resultierenden Äquipotentiallinien;

Fig. 13 eine schematische Darstellung zur Erläute­ rung des Verfahrens, mit dem erfindungsgemä­ ße Monofilament-Abstandshalter an einer Glasplatte angebracht werden können;

Fig. 14 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Seitenklammer;

Fig. 15 den Aufbau des oberen Reservoirs für den Puffer bei der erfindungsgemäßen Elektro­ phoresekassette und seine Anbringung an den Glasplatten der Kassette;

Fig. 16 eine herkömmliche Fensterkonstruktion zur Verwendung mit Detektoren für radioaktiv markiertes Material;

Fig. 17 eine erfindungsgemäß verwendete Kollimator­ anordnung;

Fig. 18 eine schematische Darstellung zur Erläute­ rung der Erzeugung einer Vertiefung in einer Glasplatte zur Positionierung eines Kollimators;

Fig. 19 eine schematische Darstellung zur Erläute­ rung des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Füllen der Elektrophore­ sekassette gemäß der Erfindung;

Fig. 20 und 21 Details des Klemmechanismus;

Fig. 22 eine Detaildarstellung des Füllblocks und

Fig. 23 einen Kamm zur Erzeugung einer Zähnung im Gelmaterial zur Separierung der zu analysierenden Proben.

In den Fig. 1 bis 4 ist eine typische herkömmliche Gel­ elektrophoresezelle bzw. -kassette dargestellt, wie sie beispielsweise zur elektrophoretischen Trennung von DNA- und RNA-Molekülfragmenten verwendet wird. Die in Fig. 1 dargestellte Elektrophoresekassette weist zwei flache Platten 10 und 12 auf, die einander gegenüberliegen und durch seitliche Abstandshalter 4 und 16 voneinander beab­ standet sind. Die vordere und die hintere Platte bestehen dabei aus einem flachen, nichtporösen und elektrisch iso­ lierenden Material, das mit dem Gelmaterial und den zu analysierenden Molekülen nicht reagiert. Die Platten 10 und 12 bestehen typischerweise aus Glas. Ihre Abmessungen betragen üblicherweise großenordnungsmäßig 30×30 cm.

Die seitlichen Abstandshalter 14 und 16 werden beim Zusam­ menbau der Zelle zwischen der vorderen Platte 10 und der hinteren Platte 12 angeordnet, um so einen gleichmäßigen Zwischenraum zwischen den Platten vorzugeben, in dem das Gel vorgesehen wird. Die seitlichen Abstandshalter geben folglich die Dicke des Gels vor, die üblicherweise größen­ ordnungsmäßig 0,25 bis 0,5 mm beträgt. Die Abstandshal­ ter 14 und 16 sind größenordnungsmäßig etwa 1,3 cm breit und bestehen typischerweise aus einem Flachmaterial aus Mylar oder einem anderen geeigneten Material.

Zur Ausbildung einer Gelschicht werden die in Fig. 1 dar­ gestellten Bestandteile der Elektrophoresegelkassette zusammengebaut. Die vordere Glasplatte 10 und die hintere Glasplatte 12 werden dabei durch die seitlichen Abstands­ halter 14 bzw. 16 in entsprechendem Abstand gehalten. Die Seitenkanten der vorderen Platte 10 und der hinteren Plat­ te 12 werden zusammengeklemmt, so daß das dazwischen ein­ gebrachte Gelmaterial seitlich nicht austreten kann. Übli­ cherweise wird ein Klebestreifen längs der Unterseite der Gelelektrophoresekassette vorgesehen, mit dem sie abge­ dichtet wird. Das Gel wird anschließend in folgender Weise zwischen die beiden Glasplatten eingebracht.

Zum Füllen des Zwischenraumes zwischen den Platten 10 und 12 wird ein geeignetes Material, wie etwa ein Poly­ acrylamid- oder Agarosegel, herangezogen. Diese Materia­ lien sind flüssig, wenn sie zwischen die Platten eingegos­ sen oder eingespritzt werden; danach verfestigen sich die­ se Materialien unter Ausbildung eines Gels. Dabei ist es wesentlich für die Erzielung einer ordnungsgemäßen elek­ trophoretischen Trennung, daß das Gel absolut gleichmäßig vorliegt. jede Ungleichmäßigkeit im Gel beeinflußt die Ge­ schwindigkeit und die Richtung der Moleküldiffusion unter dem Einfluß des an das Gel angelegten elektrischen Felds. Solche Ungleichmäßigkeiten können beispielsweise durch Luftblasen oder Staub im Gel oder andere Faktoren hervor­ gerufen sein, wie im folgenden erläutert wird.

Konstruktion und Zusammenbau von Elektrophoresegelkasset­ ten zur Verwendung für Sequenzierungszwecke verlangen ein erhebliches Maß an Übung und praktischer Erfahrung. Den­ noch treten auch dann, wenn erfahrene Personen den Zusam­ menbau vorgenommen haben, in zahlreichen Fällen bei her­ kömmlichen Kassetten Fehler und andere Unregelmäßigkeiten auf, die dazu führen, daß die elektrophoretische Trennung in einer nicht vorhersehbaren Weise erfolgt.

In Fig. 2 ist ein typisches Elektrophoresesystem darge­ stellt, bei dem eine Gelkassette des oben in Verbindung mit Fig. 1 erläuterten Typs verwendet wird. Wie aus der in Fig. 2 dargestellten Vorderansicht der Elektrophoresekas­ sette hervorgeht, befindet sich das Gelmaterial 18 zwischen der vorderen Platte 10 und der hinteren Platte 12. Fig. 3 ist eine Querschnittsdarstellung der Elektro­ phoresekassette von Fig. 2 längs der durch die Linie 3-3 veranschaulichten senkrechten Ebene. Fig. 4 stellt ande­ rerseits eine Querschnittsansicht der Elektrophoresekas­ sette von Fig. 2 längs der Linie 4-4 dar.

Ein eine Pufferlösung 24 enthaltendes Reservoir 20 ist am oberen Ende der Kassette vorgesehen, mit der die elektri­ sche Verbindung zum oberen Ende der Gelschicht 18 erfolgt. Das Reservoir 20 ist typischerweise zwischen einer oberen Verlängerung 26 der vorderen Glasplatte 10 und einem Rückteil 22 ausgebildet, das Boden und Seitenwände der Rückseite des Reservoirs bildet. Zur Abdichtung ist eine schlauchförmige Dichtung 28 zwischen dem Rückteil 22 und der hinteren Platte 12 der Elektrophoresekassette vorgesehen, wobei die Abdichtung durch (nicht dargestellte) Klammern erfolgt.

Das untere Ende der Elektrophoresekassette taucht in ein unteres Reservoir 30 ein, das eine zweite Pufferlösung 32 enthält, die den elektrischen Kontakt mit dem unteren Ende der Gelschicht 18 vermittelt. Die Spannung der Spannungs­ quelle 34 beträgt typischerweise größenordnungsmäßig 1000 V. Das elektrische Potential zwischen der oberen und der unteren Pufferlösung induziert ein elektrisches Feld innerhalb der Gelschicht 18. Dabei ist angestrebt, inner­ halb der Gelschicht 18 ein vollkommen gleichmäßiges elek­ trisches Feld aufzubauen, dessen Äquipotentiallinien be­ zogen auf die horizontale Ausdehnung der Gelschicht 18 exakt parallel sind.

Normalerweise werden Elektrophoresen verschiedener Mole­ külkombinationen gleichzeitig im gleichen Gel vorgenommen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind am oberen Ende der Gel­ schicht 18 mehrere Vertiefungen 36 vorgesehen. Das Gemisch der zu trennenden Moleküle wird mit einer Injektionsnadel, die klein genug ist, um in die schmale Öffnung zwischen der vorderen Platte 10 und der hinteren Platte 12 der Elektrophoresekassette zu passen, in jede Vertiefung 36 eingebracht. Die Vertiefungen 36 können mit einem Stück des gleichen Materials, aus dem die seitlichen Abstands­ halter 14 und 16 bestehen, hergestellt werden; sie werden in geeigneter Weise so zugeschnitten, daß sie die Vertie­ fungsanordnung von Fig. 2 ergeben. Dieses Bauteil wird als Kamm bezeichnet. Der Kamm wird nach dem Einfüllen des flüssigen Gels und vor dem Erhärten des Gels eingesetzt. Nach dem Erhärten des Gels wird der Kamm entfernt, wodurch entsprechende Vertiefungen zurückbleiben, in welche die zu analysierenden Moleküle aufgegeben werden. Fig. 2a erläu­ tert die Form eines Kamms, mit dem die Vertiefungen 36 von Fig. 2 hergestellt werden können.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Elektrophoresekassette tritt entgegen der Erwartung in der Gelschicht 18 kein gleichmäßiges Feld auf. Es wurde festgestellt, daß her­ kömmliche Elektrophoresegelkassetten Fehlstellen aufwei­ sen, die zur Ausbildung eines ungleichmäßigen elektrischen Felds innerhalb der Gelschicht 18 führen.

Die beiden Hauptursachen für die Unregelmäßigkeiten des elektrischen Felds sind darin zu sehen, daß die seitlichen Grenzflächen der Gelschicht 18 nicht vollkommen geradlinig sind und die Dicke des Gels nicht gleichmäßig ist. Idea­ lerweise sollte eine Gelschicht 18 durch die seitlichen Abstandshalter 14 und 16 so eingeschlossen werden, daß die entsprechenden Grenzflächen geradlinig, parallel und vertikal sind, wie dies der schematischen Darstellung von Fig. 2 zu entnehmen ist. Die Flüssigkeit, aus der das Gel gebildet wird, weist allerdings eine hohe Oberflächenspan­ nung auf, weshalb sie in beliebig kleine Zwischenräume eindringt, mit denen sie in Kontakt kommt. Aufgrund klei­ ner Änderungen der Dicke der Abstandshalter 14, 16 und in der Planarität der vorderen Platte 10 und der hinteren Platte 12 ist entsprechend der Kontakt zwischen den seit­ lichen Abstandshaltern 14, 16 und den Platten 10, 12 nicht gleichmäßig. Als Folge davon kann das Gel in die kleinen Zwischenräume zwischen den seitlichen Abstandshaltern und den Glasplatten eindringen, wodurch eine unregelmäßige Seitenkante der Gelschicht 18 hervorgerufen wird. Außerdem können Staubpartikel in diesen Bereich gelangen, wodurch zusätzliche Räume entstehen, in die das Gel einfließen kann. Auf der anderen Seite führt der Versuch, eine der­ artige Leckbildung durch einen höheren Druck bei den ent­ sprechenden Klammern zurückzudrängen, zu einer Verwindung der Glasplatten, was wiederum zu einer ungleichmäßigen Geldicke und demzufolge zu einer Verzerrung des elektri­ schen Felds führt. Darüber hinaus ist die untere Fläche 38 der Gelschicht nicht vollkommen flach, nachdem das zur Ab­ dichtung dienende Band von der Unterseite der Gelkassette entfernt wurde. Diese Veränderungen tragen ebenfalls zur Ausbildung eines ungleichmäßigen elektrischen Feldes bei.

Die Abdichtung zwischen dem Rückteil 22, welches das Reservoir 20 bildet, und den Glasplatten 10 und 12 kann ebenfalls zur Unregelmäßigkeit des elektrischen Feldes beitragen. Wenn die schlauchförmige Dichtung 28 nicht vollständig abdichtet, tritt Pufferlösung in den Raum außerhalb der Dichtung aus. Auf der anderen Seite führt eine dichtere Verklammerung der Dichtung 28 zwischen dem Rückteil 22 und der entsprechenden Glasplatte 12 zu einer Verbiegung oder Verwerfung der Glasplatte, was wiederum zur Ungleichmäßigkeit des elektrischen Feldes beiträgt.

In den Fig. 5, 6 und 7 ist das erfindungsgemäße Elektro­ phoresesystem mit der neuartigen Elektrophoresekassette dargestellt, mit dem Unregelmäßigkeiten des elektrischen Feldes, wie sie für herkömmliche Elektrophoresekasseten typisch sind, verringert oder sogar vermieden werden können.

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Elektrophoresesystem. Fig. 6 stellt eine entsprechende Seitenansicht gemäß der Linie 6-6 von Fig. 5 dar; Fig. 7 ist eine Darstellung der erfindungsgemäßen Elektrophorese­ kassette von oben entsprechend der Linie 7-7 von Fig. 5.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Elektrophoresekassette be­ findet sich eine Gelschicht 18 zwischen der vorderen Plat­ te 10 und der hinteren Platte 12, die mit Abstandshal­ tern 40 voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei zwischen den Abstandshaltern 40 und den Platten 10 bzw. 12 ein linienartiger Kontakt besteht. Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform bestehen die Abstands­ halter 40 aus einem Polyamid-Monofilament. Aus den oben erläuterten Gründen sind dabei auf beiden Seiten der Gel­ schicht 18 jeweils zwei Abstandshalter 40 vorgesehen.

Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, daß die Ver­ wendung von Abstandshaltern in Form von Monofilen (Monofilaments) gegenüber der Verwendung flacher Abstandshalter 14 bzw. 16, wie sie im Zusammenhang mit dem Stand der Technik erläutert wurden, zahlreiche Vorteile mit sich bringt. Zunächst sind Monofilaments leicht, billig und in unbegrenzter Menge in einer Vielzahl von Durchmessern erhältlich. Der Durchmesser solcher Monofilaments liegt typischerweise innerhalb einer Toleranz, die der von Mylar oder anderen Kunststoff-Flachmaterialien entspricht, die üblicherweise für die seitlichen Abstandshalter herkömmlicher Elektro­ phoresekassetten verwendet werden. Es wurde festgestellt, daß die Gleichmäßigkeit eines Monofilaments von 0,25 mm Durchmesser typischerweise innerhalb von 2,5 10^-3 mm liegt.

Andererseits führen Abstandshalter aus Monofilaments zu einem sehr schmalen, linienförmigen Kontakt mit der vorde­ ren Platte 10 und der hinteren Platte 12, also im wesent­ lichen zu einer sehr scharfen Auflage. Dies führt zu einer Reihe von Vorteilen. Zunächst besteht keine Tendenz zum Einschluß von Staubpartikeln zwischen den Abstandshaltern und den Glasplatten. Der sehr kleine Flächenbereich, über den die Abstandshalter mit der Glasoberfläche in Kontakt stehen, verringert entsprechend die Fläche, auf der Staubpartikel entsprechende Lecks hervorrufen könnten. Darüber hinaus führt der kreisförmige Querschnitt von Monofilaments dazu, daß etwa eingedrungene Staubpartikel keine unerwünschten Hohlräume zwischen Monofilament und entsprechender Platte erzeugen, da Staubpartikel beim Zu­ sammenbau der Elektrophoresekassette zur Seite geschoben werden.

Dabei ist offensichtlich, daß erfindungsgemäß auch Mono­ filaments aus anderen Materialien als Polyamid (Nylon) zur Herstellung der Abstandshalter verwendet werden können. Obgleich ihre Herstellung nicht ganz einfach ist, führen auch Abstandshalter mit elliptischem Querschnitt zu einer guten Abdichtung unter Punktkontakt bzw. linienförmigem Kontakt. Auch Abstandshalter mit polygonalem Querschnitt, beispielsweise achteckigem Querschnitt, führen zu einer Verteilung der Klemmkraft in einem sehr schmalen Flächenbereich und ergeben eine Abdichtung, die im wesent­ lichen der angestrebten Abdichtung mit Linienkontakt entspricht. Die Hauptanforderungen an Abstandshalter für Elektrophoresekassetten sind eine leichte Elastizität, Flexibilität sowie sehr kleine Dimensionstoleranz des Abstandshalterquerschnitts.

Die Kraft, mit der die vordere Platte 10 und die hintere Platte 12 zusammengeklammert werden, wird im erfindungsge­ mäßen Fall durch die aus Monofilaments aufgebauten Ab­ standshalter 40 auf eine erheblich kleinere Fläche ver­ teilt, was zu einem erheblich besseren Ausgleich von Oberflächenunregelmäßigkeiten der Glasplatten durch die Abstandshalter führt. Dementsprechend sind kleinere Kräfte erforderlich, um eine mit dem Stand der Technik vergleich­ bare Abdichtung zwischen den Glasplatten und den Abstands­ haltern 40 zu erzielen. Wie im folgenden im einzelnen näher erläutert ist, wird durch die Verwendung von zwei aus Monofilaments aufgebauten Abstandshaltern auf jeder Seite der Gelschicht 18 die Veränderung des elektrischen Felds durch Lecks nach diesen Abstandshaltern erheblich verringert oder sogar unterdrückt.

Die Gleichmäßigkeit der Abdichtung mit den Monofilament- Abstandshaltern 40 wird ferner durch neuartige Seiten­ klammern 48 (in den Fig. 5 und 6 nicht dargestellt) er­ höht, mit denen die vordere Platte 10 und die hintere Platte 12 mit den Abstandshaltern 40 in Kontakt gehalten werden. Diese Seitenklammern erstrecken sich über die ge­ samte Länge der Gelschicht 18 vom unteren zum oberen Ende der Platten 10 bzw. 12. Die Anbringung der Seitenklammern 48 geht aus Fig. 7 hervor. Der Aufbau der Seitenklammern ist in detaillierter Form in Fig. 14 dargestellt.

Die in Fig. 14 dargestellte Seitenklammer 48 umfaßt ein Trägerteil 50 aus einem U-förmig profilierten Material, typischerweise einem gefrästen Acrylprofil, das sich über die ganze Länge der Elektrophoresekassette erstreckt. Die Oberseite 58 des Profils liegt vermittels eines Haltestreifens 136 aus Kunststoff an der Vorderseite der Glasplatte 10 an. Ein Haltestück 52 aus Kautschuk liegt an der gegenüberliegenden Oberfläche der Elektrophoresekassette an der Glasplatte 12 an. Das Haltestück 52 aus Kautschuk besitzt etwa quadratischen Querschnitt und erstreckt sich ebenfalls über die gesamte Länge der Elektrophoresekassette. Das Haltestück 52 wird durch die zweite Seitenwand 60 des U-förmigen Trägerteils 50 an die Hinterfläche der Kassette angedrückt.

Eine ovale Öffnung 54 befindet sich in dem aus Kautschuk bestehenden Haltestück 52 und geht durch dessen gesamte Länge hindurch. Die Öffnung 54 verläuft in ihrer Längs­ richtung parallel zur Rückseite des Trägerteils 50. Zum Zusammenklammern der Elektrophoresekassette wird ein fester Spannstab mit ovalem Querschnitt über die ganze Länge des Haltestücks 52 in das Loch 54 eingeschoben. Der Spannstab wird anschließend um 90° gedreht, bis er die Stellung aufweist, die bei der Querschnittsdarstellung von Fig. 14 gestrichelt angedeutet ist. In dieser Weise kann rasch und leicht ein gleichmäßiger Druck auf die vordere Platte 10 und die hintere Platte 12 und die dazwischen liegenden Monofilament-Abstandshalter 40 ausgeübt werden.

Das in Fig. 14 dargestellte Klemmsystem ergibt eine gleichmäßige Kraft über die gesamte Länge der Abstandshal­ ter 40, wobei zugleich durch ausreichenden Druck Abdich­ tung gewährleistet ist. Da die Verteilung der Kraft und ihr Gesamtbetrag allein von der Konstruktion der Klemm­ vorrichtung und nicht von einer Bedienungsperson abhängig sind, ist erfindungsgemäß eine Verwerfung der Glasplatten durch zu starkes Anziehen der Klammern oder ungleichmäßige Klemmkraft ausgeschlossen. Das elastische Haltestück 52 kann dabei auch aus anderen Materialien als Kautschuk be­ stehen. Ferner können die Öffnung 54 und der Spannstab auch Querschnittsprofile aufweisen, die von der in Fig. 14 dargestellten ovalen Form abweichen.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal, das zur Gleich­ mäßigkeit des elektrischen Feldes beiträgt, ist in Fig. 6 dargestellt; die Elektrophoresekassette von Fig. 6 weist am unteren Rand von einer oder beiden Glasplatten 10, 12 eine Abschrägung 42 bzw. 44 auf, so daß für das Gel zwi­ schen den Platten 10, 12 ein sich zum Ende hin trichterförmig erweiternder Raum zur Verfügung steht, in dem die Gel­ schicht einen erheblich kleineren elektrischen Widerstand aufweist als in der übrigen Schicht zwischen den Platten 10, 12. Im Querschnitt liegt entsprechend eine trichter­ förmige Erweiterung 46 des Gels vor. Aufgrund des erheb­ lich geringeren elektrischen Widerstands des Gels in der trichterförmigen Erweiterung 46 beeinflußt eine Ungleich­ mäßigkeit des Gels in der Bodenfläche das resultierende elektrische Feld in erheblich geringerem Maße.

Eine typische Gelschicht ist beispielsweise 0,25 mm dick, während die Glasplatten 10, 12 typischerweise größenord­ nungsmäßig 2,5 mm dick sind. Die Leitfähigkeit der Gel­ schicht ist direkt proportional zu ihrer Dicke, und die Verringerung des elektrischen Widerstands am unteren Ende der Gelschicht 18 in der trichterförmigen Erweiterung 46 ist proportional dem Verhältnis T/t, wobei T die Dicke des Gels am Boden der trichterförmigen Vertiefung 46 und t die Dicke der eigentlichen Gelschicht 18 zwischen den Platten 10, 12 bedeuten. Auf diese Weise ist der elektrische Wi­ derstand der Bodenschicht der trichterförmigen Erweiterung 46 größenordnungsmäßig etwa zwanzigmal kleiner als in der übrigen Gelschicht 18. Als Ergebnis davon ist entsprechend der Einfluß von Anderungen der Glattheit der Bodenfläche der Gelschicht auf das elektrische Feld um etwa den Faktor 20 verringert.

Wie oben erläutert, besitzt die Anordnung der in Fig. 5 dargestellten Abstandshalter signifikant bessere Eigen­ schaften, als sie bei herkömmlichen Elektrophoresekasset­ ten vorliegen, bei denen flache Abstandshalter verwendet werden. Der Grund hierfür ist aus den Fig. 8 und 9 er­ sichtlich. In Fig. 8 ist ein Teil der Seite einer herkömm­ lichen Gelelektrophoresekassette dargestellt, die einen Abstandshalter 16 in Form eines Streifens aus einem Kunst­ stoffmaterial aufweist. In Fig. 8A ist eine Störung 62 der Abdichtung zwischen dem Abstandshalter 16 und den Glas­ platten 10, 12 in der Draufsicht schematisch dargestellt; als Ergebnis davon fließt Gelmaterial aus der Gelschicht 18 in den Bereich, in dem die Abdichtung nicht vollständig ist, wie in Fig. 8A dargestellt ist.

In Fig. 8B ist das elektrische Ersatzschaltbild des Gel­ zustands von Fig. 8A dargestellt. Ein durch die Wider­ stände 64 dargestellter Shuntwiderstand liegt längs eines Abschnitts der Gelkassette vor, in dem sich die Störung der Abdichtung befindet. Wenn ein solches Leck in der Ab­ dichtung vorliegt, fließt Strom durch das zusätzliche Gel­ material, das sich seitlich außerhalb der normalen Gel­ grenzfläche befindet. Dieser Strom stört das elektrische Feld im Gel in dem an den Bereich mit der Abdichtungs­ störung angrenzenden Gebiet, was wiederum die Wande­ rungsrichtung der Moleküle stört, die unter dem Einfluß des angelegten elektrischen Potentials durch das Gel hindurchdiffundieren.

Diese Situation ist in Fig. 9C dargestellt, in der Äqui­ potentiallinien 66 eingezeichnet sind, die durch eine leckartige Störung 62 im seitlichen Abstandshalter 16 her­ vorgerufen werden. Der genaue Verlauf der Äquipotential­ linien hängt von Größe und Form der Störung der Abdichtung ab. Indessen führt jede leckartige Störung der Abdichtung zu einem signifikanten Einfluß auf das elektrische Feld in seiner Nachbarschaft.

Die in Fig. 5 dargestellte erfindungsgemäße Abdichtung mit jeweils zwei Monofilament-Abstandshaltern 40 führt zu einer signifikanten Verringerung der im Zusammenhang mit Fig. 8 dargestellten und erläuterten Probleme aus folgen­ den zwei Gründen:

Zunächst ist, wie oben erläutert, die durch Abstandshalter 40 aus Monofilaments erzielte Abdichtung erheblich besser als bei dem Stand der Technik entsprechenden Abstandshal­ tern 14, 16 aus flachen Kunststoffdichtungen. Zum anderen wird durch die Verwendung von zwei aus einem Monofilament be­ stehenden Abstandshaltern 40 auf jeder Seite der Elektro­ phoresekassette beiderseitig eine Pufferzone 68 erzeugt, durch die wiederum die Wirkungen etwaiger Spalte oder Störungen in der Abdichtung erheblich verringert werden. Dies ist aus Fig. 9 ersichtlich.

In Fig. 9A ist ein Ausschnitt der Seitenabdichtung einer erfindungsgemäßen Elektrophoresekassette dargestellt. Der äußere Abstandshalter 40 a und der innere Abstandshalter 40 b, die beide aus Monofilament bestehen, ergeben eine perfekte Abdichtung. Die im Gel resultierenden Äquipoten­ tiallinien im Kassettenkörper in der Gelschicht 18 sowie in der Pufferzone 68 sind geradlinig und verlaufen senk­ recht zur senkrechten Richtung der Elektrophoresekassette.

In Fig. 9B ist ein ähnlicher Schnitt durch eine erfin­ dungsgemäße Elektrophoresekassette dargestellt, bei der zwei Störungen in der Abdichtung durch die Monofilament- Abstandshalter 40 vorliegen. Bei der Abdichtung des äußeren Abstandshalters 40 a ist ein Spalt 72 dargestellt, während sich ein zweiter Spalt 74 in der Abdichtung des inneren Abstandshalters 40 b befindet. Obgleich zuweilen durchaus derartige Unterbrechungen in der Abdichtung mit Monofilament-Abstandshaltern vorkommen, ist jedoch die Wahrscheinlichkeit außerordentlich gering, daß sich eine derartige Störung beim inneren Abstandshalter 40 b in der Nähe einer entsprechenden Störung des äußeren Abstandshal­ ters 40 a befindet.

Wenn sich ein Spalt oder eine Unterbrechung in der Abdich­ tung durch den äußeren Abstandshalter 40 a befindet, baucht sich das Gelmaterial aus der Pufferzone 68 etwas nach au­ ßen aus, wie in Fig. 9B dargestellt ist. Hierdurch wird das elektrische Feld im Gel in der Pufferzone beeinflußt. Wenn jedoch die innere Abdichtung, die dem Spalt 72 gegen­ überliegt, intakt ist, ist die Abweichung des elektrischen Felds im Hauptkörper der Gelschicht 18 vernachlässigbar gering, wie aus den in Fig. 9B dargestellten Äquipoten­ tiallinien 78 ersichtlich ist.

In Fig. 9B ist ferner ein Spalt 74 eingezeichnet, der in der Abdichtung durch den inneren Abstandshalter 40 b vor­ liegt. In diesem Fall tritt dann keine Beeinträchtigung des elektrischen Felds im Hauptkörper der Gelschicht 18 der Elektrophoresekassette auf, wenn die äußere Abdichtung mit dem äußeren Abstandshalter 40 a in der Nähe des Spalts 74 intakt ist; diese Situation ist durch die ent­ sprechenden Äquipotentiallinien 78 in Fig. 9B veran­ schaulicht.

Selbst in dem außerordentlich unwahrscheinlichen Fall, daß Unterbrechungen in der inneren und in der äußeren Abdich­ tung in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander vorliegen, schwächt die Pufferzone 68, die zwischen den beiden Ab­ standshaltern 40 a und 40 b vorliegt und aus einem Monofila­ ment besteht, die Wirkung auf das elektrische Feld inner­ halb der eigentlichen Gelschicht 18 der Elektrophorese­ kassette ab, die von derartigen Lecks hervorgerufen wird. Die effektive Beeinträchtigung des elektrischen Felds im Hauptkörper der Gelschicht 18 durch einander benachbarte Unterbrechungen in der inneren und der äußeren Abdichtung ist entsprechend signifikant geringer als die Beeinträch­ tigung des elektrischen Felds durch eine vergleichbare Un­ terbrechung bei einem herkömmlichen Abstandshalter aus einem streifenförmigen Material.

Die Verringerung der Beeinflussung des elektrischen Felds durch leckartige Unterbrechungen in den Abstandshaltern durch das Vorsehen der Pufferzone 68 beruht auf dem im Querschnitt punktförmigen Kontakt der Monofilaments der Abstandshalter 40 und der dadurch hervorgerufenen guten Abdichtung. Eine funktionell vergleichbare Pufferzone könnte folglich bei herkömmlichen Elektrophoresekassetten mit flachen Abstandshaltern nicht realisiert werden. Eine Störung der Abdichtung führt bei Verwendung eines flachen Abstandshalters 16, wie Fig. 8A veranschaulicht, allgemein zu einem Bereich einer Störung 62, der Gelmaterial ent­ hält. Aufgrund des elektrischen Feldes im Gel fließt ein Strom in diesem unregelmäßigen Bereich. Damit dieser Strom seitwärts in diesen Bereich hineinfließt, müssen die Feld­ linien von der angestrebten senkrechten Orientierung ab­ weichen. Selbst wenn sich das Leck im streifenförmigen Abstandshalter ganz durch diesen hindurch erstreckt, müssen nichtvertikale Komponenten im elektrischen Feld existieren, damit der Strom in den gestörten Bereich hinein- und aus ihm herausfließen kann. Erfindungsgemäß besitzt die Abdichtung vernachlässigbare Breite; daher werden Abweichungen vom angestrebten elektrischen Feld, die durch Stromfluß im Bereich um eine Abdichtungsstörung herum hervorgerufen werden, in hohem Maße verringert oder sogar gänzlich unterdrückt.

Die aus Monofilaments bestehenden Abstandshalter 40 können in folgender Weise angebracht und in ihrer Lage gehalten werden. In Fig. 13 ist ein Ausschnitt der vorderen Platte 10 dargestellt, auf welche die Monofilament-Abstandshalter 40 aufgespannt sind. Ein steifer Haltestreifen 136 aus einem elastischen Material, dessen Länge der Höhe der Glasplatte 10 entspricht, ist längs der Vorderfläche der Platte 10 vorgesehen. Der Haltestreifen 136 endet am oberen und unteren Ende jeweils in einer Abwinkelung 138, die unter einem Winkel aus der Vorderfläche der Glasplatte 10 heraussteht. Die Anordnung des Haltestreifens 136 ist in Fig. 15B detaillierter dargestellt. Der Haltestreifen 136 und die Abwinkelungen 138 bestehen nach einer bevor­ zugten Ausführungsform aus PVC. Erforderlichenfalls kann der Haltestreifen 136 mit einem Kleber an der Glasplatte 10 angeklebt werden. Dies erleichtert und beschleunigt den Ersatz der Monofilament-Abstandshalter beim Wiederzusam­ menbau und beim Füllen einer neuen Elektrophoresekassette mit Gel. Die Breite des Haltestreifens 136 ist vorzugswei­ se groß genug, daß er den Druck vom Trägerteil 50, wie im folgenden noch erläutert wird, über den Bereich der vor­ deren Platte 10 verteilt, der den Raum zwischen den Mono­ filament-Abstandshaltern 40 überbrückt, wie Fig. 14 zeigt.

Eine geschlossene Schleife aus einem Monofilament wird durch Zusammencrimpen eines Stücks eines Monofilaments hergestellt. Diese Schleife wird dann über eine der Ab­ winkelungen 138 gelegt, um die Rückseite (Innenseite) der Platte 10 gezogen und schließlich über die Abwinkelung 138 am anderen Ende des Haltestreifens gelegt. Das Monofila­ mentmaterial ist elastisch genug, so daß diese Montage sehr leicht durchführbar ist, wobei zugleich ausreichende Spannung erzielt wird, aufgrund deren die Monofilament- Abstandshalter sicher auf ihrem Platz gehalten werden.

Die Crimpstelle, an der durch Zusammencrimpen der Mono­ filamentenden die Schleife erzeugt wurde, wird an einer Stelle außerhalb der Innenfläche der Platte 10 vorgesehen, da durch das Crimpen eine Veränderung des Monofilament­ durchmessers erfolgt. Erforderlichenfalls können am oberen und am unteren Rand der Platte 10 Vertiefungen vorgesehen sein, um die Abstandshalter noch besser zu positionieren und zu sichern. Darüber hinaus wird die Anbringung der Abstandshalter 40 durch Anbringen von Streifen aus Poly­ amid (Nylon) an der Schleife in den Punkten erleichtert, wo sie über die Abwinkelungen der Haltestreifen 136 gelegt wird. Auf diese Weise können die Monofilament-Abstands­ halter beim Zusammenbau sicher positioniert werden. Diese Konzeption hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Mono­ filamentschleife entfernt und durch eine neue Schleife ersetzt werden kann, wenn die Elektrophoresekassette wieder verwendet wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfin­ dungskonzeption, das zur Aufrechterhaltung eines konstan­ ten elektrischen Feldes innerhalb der Gelschicht der Elektrophoresekassette beiträgt, ist die Anordnung der Vertiefungen 36 am oberen Rand des Gelmaterials. Die herkömmliche Art der Ausbildung der Vertiefungen 36 am oberen Rand der Gelschicht ist in den Fig. 2 und 2A dar­ gestellt.

Die Elektrophoresekassette von Fig. 2 weist mehrere Ver­ tiefungen 36 auf, die in das Gelmaterial der Gelschicht 18 hineinragen. Die daraus resultierenden Bahnen von Materia­ lien, die in derartige Vertiefungen 36 eingebracht wurden, sind in Fig. 10 dargestellt. Bei der in Fig. 10 schema­ tisch gezeigten Gelschicht 18 sind mehrere Vertiefungen 36 am oberen Rand vorgesehen; diese Anordnung entspricht dem Stand der Technik. Die Moleküle diffundieren von jeder der Vertiefungen 36 unter dem Einfluß des elektrischen Feldes nach unten. Die Wege, auf denen sich die Moleküle bewegen, werden als Bahnen bezeichnet. Bei der Anordnung von Fig. 10 folgen Stoffe, die längs den einzelnen Spuren im Gel hin­ unterdiffundieren, den durch die gestrichelten Linien 80 bis 84 bezeichneten Bahnen. Die horizontalen Linien 86 veranschaulichen schematisch die Endpositionen der Mole­ külbruchstücke nach Durchführung eines Elektrophorese­ laufs. Wie aus Fig. 10 hervorgeht, sind die äußeren Bahnen 80 und 84 nach auswärts gebogen und weisen eine ausgepräg­ te Krümmung auf. Dieser Effekt ist zwar bei den weiter innen liegenden Bahnen in der Gelkassette weniger ausge­ prägt, tritt aber gleichwohl auf, wie aus den Bahnen 81 und 83 von Fig. 10 ersichtlich ist.

Diese Verzerrung der Bahnen wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 11 erläutert. Der elektrische Anschluß der Gel­ schicht 18 erfolgt am oberen Ende der Elektrophoresekas­ sette über die flüssige Pufferlösung 24 im oberen Reser­ voir 20. Der Widerstand der Pufferlösung ist dabei er­ heblich kleiner als der Widerstand des Gels der Gelschicht 18. Dementsprechend kann das Reservoir näherungsweise als Äquipotentialbereich angesehen werden, der sich längs des oberen Randes des Gelmaterials erstreckt. Die Ausbildung der Vertiefungen 36 am oberen Rand des Gelmaterials erfolgt typischerweise so, daß die Höhe des Gels, das an die seit­ lichen Grenzflächen 88, 90 angrenzt, gleich dem oberen Rand der Vertiefungen 36 ist.

Da das Reservoir im wesentlichen eine Elektrode konstanten Potentials darstellt, ist die Spannung an den Stellen 92 am oberen Rand des Gels, das an die seitlichen Grenzflä­ chen angrenzt, gleich groß wie die Spannung an den Unter­ kanten 94 der Vertiefungen 36. Im Ergebnis sind die Äqui­ potentiallinien 96 unterhalb der Vertiefungen gekrümmt, wie aus Fig. 11 hervorgeht. Die Moleküle diffundieren längs der Feldlinien, die senkrecht zu den Äquipotential­ linien verlaufen. Auf diese Weise folgen Moleküle, die von den betreffenden Vertiefungen 36 ausgehen, den gestrichelt dargestellten Bahnen 80 bis 84 in Fig. 11, was zu der oben beschriebenen Bahnverzerrung führt.

In Fig. 12 ist ebenfalls eine alternierende Konfiguration am oberen Rand der Gelschicht 18 dargestellt, in der mehrere Vertiefungen 36 ähnlich der Ausbildung von Fig. 11 vorgesehen sind. Im Gegensatz dazu sind jedoch im Bereich des Gels, das an die beiden seitlichen Grenzflächen 88 bzw. 90 angrenzt, zwei zusätzliche seitliche Vertiefungen 98 vorgesehen, die ähnlich wie die Vertiefungen 36 ausge­ bildet sind; in diese seitlichen Vertiefungen werden je­ doch keine Moleküle zur Diffusion eingebracht. Der Boden dieser seitlichen Vertiefungen 98 befindet sich auf dem gleichen elektrischen Potential wie der Boden der Ver­ tiefungen 36. Da die Böden der seitlichen Vertiefungen 98 und der Vertiefungen 36 sämtlich in der gleichen Ebene liegen, sind die resultierenden Äquipotentiallinien 100 erheblich gerader wie aus Fig. 12 unmittelbar ersichtlich ist.

Zu den Fig. 11 und 12 ist zu bemerken, daß die darin dar­ gestellten Äquipotentiallinien selbstverständlich nur grobe Näherungen für das tatsächlich bestehende elektri­ sche Feld darstellen. Im einzelnen besitzen die Streu­ felder in den Bereichen zwischen den Vertiefungen 36 sehr komplizierte Konfiguration. Gleichwohl verringert sich der Einfluß dieser Streufelder rasch mit wachsendem Abstand von den Vertiefungen; die in den Fig. 10 und 11 darge­ stellten Äquipotentiallinien erläutern dabei die Kräfte des elektrischen Feldes, die zu einer Verzerrung der Bahnen bei herkömmlichen Elektrophoresesystemen führen. Die genaue Tiefe der seitlichen Vertiefungen 98 zur Er­ zielung optimaler Eigenschaften hängt von der jeweiligen Konfiguration der Vertiefungen 36 ab, die am oberen Rand der Gelschicht 18 vorgesehen sind. Dabei wurde festge­ stellt, daß die zusätzliche Anordnung von seitlichen Ver­ tiefungen 98 die besten Ergebnisse ergibt, wenn diese 50 bis 100% der Tiefe der Vertiefungen 36 besitzen. Diese seitlichen Vertiefungen 98 können gleichzeitig mit der Ausbildung der für die Aufgabe der Moleküle vorgesehenen Vertiefungen 36 mit Hilfe eines Kamms mit ähnlicher Aus­ bildung wie gemäß Fig. 2A hergestellt werden, der jedoch so modifiziert ist, daß damit auch die seitlichen Ver­ tiefungen 98 entstehen.

Als Ergebnis der erfindungsgemäßen Verbesserung des elektrischen Feldes, wie oben erläutert, diffundieren die Moleküle in Bahnen, die sehr nahe am angestrebten gerad­ linig-senkrechten Verlauf liegen. Dementsprechend kann das erfindungsgemäße Elektrophoresesystem auch zusammen mit Einrichtungen zur automatischen Erfassung von durch das Gel diffundierenden Molekülen verwendet werden. So können im einzelnen Detektoren, die auf die Strahlung von radio­ aktiv markierten Molekülsegmenten ansprechen, zur automa­ tischen Erfassung des Durchtritts derartiger Molekülseg­ mente herangezogen werden.

Eine alternative Methode zur Isolierung der Proben wird wie folgt durchgeführt. Eine Gelelektrophoresekassette wird, wie oben beschrieben, zusammengebaut und mit Gel­ material befüllt mit dem Unterschied, daß das Gel mit einer flachen oberen Oberfläche vorgesehen wird, also ohne Ausbildung von Vertiefungen 36. Anschließend wird eine Reihe kleiner zahnförmiger Vertiefungen in der flachen oberen Oberfläche des Gels erzeugt. In Fig. 23 ist ein Kamm 240 dargestellt, mit dem sich diese Vertiefungen herstellen lassen. Eine Reihe von Zinken 246 ist bei diesem Kamm in regelmäßigen Abständen mit Zwischenräumen 244 zwischen jeder Gruppe von Zinken vorgesehen. Der Kamm 240 wird in das obere Ende der Gelkassette so eingesetzt, daß die Zinken 246 gerade mit der oberen Oberfläche des Gels in Kontakt kommen und zahnförmige Vertiefungen einer Dicke von wenigen Hundertstel mm (wenigen Tausendstel inch) Dicke erzeugen. Proben des zu analysierenden Ma­ terials werden dann in die Bereiche eingetropft, die den Zwischenräumen 244 zwischen den jeweiligen Zinken 246 entsprechen. Die Anordnung von zwei Zinken 246 zwischen jedem Probenbereich erhöht die Isolation zwischen den Proben und erleichtert einer Bedienungsperson die Unter­ scheidung benachbarter Vertiefungen.

Zur Herstellung des Kamms 240 werden die Zinken 246 durch Stanzen oder anderweitiges Ausschneiden aus einer dünnen Platte 248 aus Kunststoff hergestellt, deren Dicke gleich dem Abstand zwischen der vorderen Platte 10 und der hin­ teren Platte 12 ist und deren Länge dem Abstand zwischen den inneren Monofilament-Abstandshaltern 40 entspricht. Ein zweites Kunststoffteil 250 ist auf einer Seite der Platte 248 befestigt. Die Dickenvergrößerung durch das Kunststoffteil 250 ermöglicht eine senkrechte Justierung des Kamms innerhalb der Elektrophoresekassette durch An­ legen der oberen oder unteren Kante des Kunststoffteils 250 an der Oberkante der hinteren Platte 12. Der Abstand a zwischen der Oberkante des Kunststoffteils 250 und der Oberkante der Platte 248 ist, wie aus Fig. 23 hervorgeht, geringfügig kleiner als der Abstand b zwischen der Unter­ kante des Kunststoffteils 250 und der Unterkante der Zinken 246. Dies ermöglicht eine Ausbildung der oberen Oberfläche des Gels durch Einsetzen des Kamms 240 in die Elektrophoresekassette in einer Orientierung, die umge­ kehrt ist wie bei der Darstellung von Fig. 23 (auf den Kopf gestellt). Der flache obere Rand des Kamms 240 bildet dann am oberen Ende des Gelmaterials eine flache Oberflä­ che aus. Nach der Verfestigung bzw. Polymerisation des Gels wird der Kamm 240 umgedreht und so wieder eingesetzt, daß die Zinken 246 zur Oberseite der Geloberfläche hin gerichtet sind. Der Kamm wird dabei eingeführt, bis er mit dem Kunststoffteil 250 zum Anschlag kommt; in dieser Stel­ lung dringen die Zinken 246 gerade in die obere Oberfläche der Gelschicht ein. Auf diese Weise können mit großer Ge­ nauigkeit zahnförmige Vertiefungen in der oberen Ober­ fläche des Gelmaterials erzeugt werden.

Die Konfiguration eines erfindungsgemäßen Elektrophorese­ systems ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Das Elektro­ phoresesystem der Fig. 5 und 6 weist mehrere Detektoren 110 auf, die hinter dem unteren Teil der Gelzelle ange­ ordnet sind. Die Detektoren empfangen jeweils Strahlung, die durch einen zugeordneten Kollimator 112 austritt. Die Kollimatoren 112 sind vorzugsweise einstückig mit der hinteren Glasplatte 12 integriert, wie weiter unten im einzelnen erläutert wird. Wenn die radioaktiv markierten Molekülfragmente von den jeweiligen Vertiefungen 36 unter dem Einfluß des elektrischen Feldes nach unten wandern, passieren sie den entsprechenden Kollimator 112 und den zugehörigen Detektor 110 zu einem Zeitpunkt, der von der Molekülgröße und der resultierenden Diffusionsgeschwin­ digkeit abhängt. Durch elektronische Erfassung der Passage dieser Molekülfragmente kann eine automatische Analyse dieser Materialien durchgeführt werden. Obgleich schon früher automatische Detektionssysteme zur Analyse der elektrophoretischen Diffusion angegeben worden sind, war ihre Wirksamkeit aufgrund der Veränderungen der Diffu­ sionsbahnen und Änderungen der Diffusionsgeschwindigkeit, die für herkömmliche Gelelektrophoresesysteme typisch sind, in außerordentlichem Maße eingeschränkt. Die Ge­ nauigkeit der Diffusionswege beim erfindungsgemäßen Elektrophoresesystem erlaubt andererseits die Konzeption wesentlich praktikablerer automatischer Detektionssysteme.

Darüber hinaus können erfindungsgemäß Kollimator- und De­ tektorsysteme vorgesehen werden, die gegenüber dem Stand der Technik sehr vorteilhaft sind und zu einer weiteren Erhöhung der Analysengenauigkeit führen.

Bei der elektrophoretischen Analyse von Nucleinsäuren werden häufig radioaktiv markierte Molekülsegmente ein­ gesetzt. ³²P wird dabei für diese Zwecke am meisten herangezogen, jedoch können auch andere Isotope verwendet werden. Diese Isotope emittieren typischerweise eine Strahlung geringerer Energie als die von ³² P, weshalb die nachstehenden Erörterungen im Rahmen der Erfindung von besonderer Bedeutung sind.

³²P ist ein β-Strahler mit einer Energieverteilung, die um 600 keV zentriert ist. Die Energie der meisten dieser Quanten ist so niedrig, daß sie von den Materialien, aus denen die vordere Platte 10 und die hintere Platte 12 hergestellt sind, absorbiert werden. So absorbiert bei­ spielsweise Glas einer Dicke von 1,25 mm die Hälfte der Emission ³²P-markierter Moleküle. Demzufolge kann die emittierte Strahlung durch die Dicke der Platten der Elektrophoresezelle hindurch nicht in wirksamer Weise erfaßt werden.

Bei herkömmlichen Systemen, bei denen eine automatische Erfassung radioaktiv markierter Moleküle angestrebt war, wurde ein Einschnitt vorgesehen, der vollständig durch die Glasplatte hindurchgeht, um eine Erfassung von β-Strahlung zu ermöglichen. In Fig. 16 ist dieser Stand der Technik dargestellt; in der hinteren Platte 12 (oder der vorderen Platte 10) ist eine Öffnung 114 vorgesehen, die ganz durch die entsprechende Platte hindurchgeht. Diese Öffnung wird dann mit einem Streifen aus einem Film aus PETP (Mylar) oder PET abgedichtet, der über die Öffnung 114 der Glasplatte geklebt wird. Obgleich diese Anordnung den Durchtritt der von radioaktiv markierten Molekülen stammenden emittierten Strahlung erlaubt, werden hierdurch unerwünschte Verzerrungen des elektrischen Feldes hervorgerufen. Die Dicke des Films 116 beträgt ungefähr 0,05 mm oder mehr. Die Dicke der Gelschicht 18 beträgt größenordnungsmäßig 0,25 bis 0,5 mm. Das Hineinragen des nichtleitenden Films 116 in die Gelschicht 18 führt entsprechend zu einer außerordentlich starken Verzerrung und Störung des elektrischen Feldes in der Nähe der schlitzartigen Öffnung 114.

Erfindungsgemäß ist für jeden Kollimator 112 in die hintere Glasplatte 12 eine Vertiefung eingeschliffen, die sich im Querschnitt über den größten Teil der Dicke der Glasplatte erstreckt. Die Vertiefung wird dabei im we­ sentlichen einem Kreissegment entsprechend oder mit einer ähnlichen Querschnittsform vorgesehen, um Punkte mit hoher mechanischer Spannung zu vermeiden. Die Vertiefung wird dabei so tief in das Glas eingeschliffen, daß die verblei­ bende Glasdicke 118 am Boden der Vertiefung etwa 0,13 mm beträgt; dieser Sachverhalt ist in Fig. 17A schematisch dargestellt.

Anschließend wird ein metallischer Kollimator in die Vertiefung eingeklebt. Der Kollimator 112 hat zwei Funk­ tionen. Zunächst dient er zur Kollimierung der Strahlung von den radioaktiv markierten Molekülen zur Erzielung einer besseren Auflösung des Detektors. Zum anderen ver­ stärkt er das Glas durch Einbringen zusätzlicher Festig­ keit in dem Bereich, in dem das Glas zur Strahlungs­ erfassung sehr dünn geschliffen wurde. Wie aus Fig. 17A ersichtlich ist, weist der Kollimator 112 einen Quer­ schnitt auf, der etwa einem Kreissegment entspricht. Fig. 17B ist eine Rückansicht des Kollimators 112 und zeigt, daß er länglich ausgebildet ist und halbkreisförmig gerun­ dete Enden aufweist. Ein Schlitz 120 erstreckt sich durch den Kollimator 112, durch den die emittierte radioaktive Strahlung nach außen dringen kann. Die genaue Form des Schlitzes 120 kann in Abhängigkeit von der Empfindlichkeit des Detektors, der angestrebten Auflösung und anderen Fak­ toren verändert werden. Im Stand der Technik sind zahl­ reiche verschiedene Kollimatorkonfigurationen bekannt, so daß die Konfiguration für den Schlitz 120 aus diesen vorbekannten Kollimatorkonfigurationen ausgewählt werden kann. Gemäß einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform besteht der Kollimator 112 aus Kovar oder Wolfram, die beide einen thermischen Ausdehnungs­ koeffizienten aufweisen, der sehr nahe bei dem des Glas­ materials liegt, aus dem die Glasplatte 12 besteht. Blei, Messing oder Kupfer können ebenfalls verwendet werden.

Die Vertiefung für den Kollimator kann in folgender Weise in der hinteren Glasplatte 12 vorgesehen werden. In Fig. 18 ist die Glasplatte 12 dargestellt, wobei die herzu­ stellende Vertiefung 122 gestrichelt eingetragen ist. Ein Kugelschleifer 124, der an einer Welle 126 angebracht ist, wird um die Drehachse 130 rotieren gelassen. Der Kugel­ schleifer 124 ist typischerweise mit einem harten Schleif­ material, wie etwa Diamantstaub, bedeckt. Dabei ist wesentlich, daß die Drehachse des Kugelschleifers 124 unter dem Winkel 128 zur Glasoberfläche gehalten wird.

Die Mittelzone 132 am Ende des Kugelschleifers 124, wo die Drehachse 130 die Kugeloberfläche des Kugelschleifers 124 schneidet, stellt gewissermaßen eine tote Zone dar, da Drehung und Schleifwirkung des Kugelschleifers 124 in diesem Bereich nur sehr klein sind. Es ist daher günstig, zu vermeiden, daß diese Mittelzone 132 einen relevanten Druck auf die Glasplatte 12 ausübt, da in der Mittelzone 132 und in ihrer Nachbarschaft nur geringe Drehung und minimale Schleifwirkung vorliegen. Es ist daher wesent­ lich, den Kugelschleifer 124 in einer solchen Orientierung zu halten, daß die Mittelzone 132 nur geringe oder keine Schleifwirkung auf die Glasoberfläche bei der Herstellung der Vertiefung 122 ausübt, um ein Brechen des Glases zu vermeiden. Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Aus­ führungsform hat der Kugelschleifer 124 einen Durchmesser von 9,5 mm, wobei der Winkel 128 im Bereich von 45 bis 60° liegen sollte. Zur Ausbildung der Vertiefung 122 wird der Kugelschleifer 124 zunächst bis zur vollen Tiefe in das Glas eingeschliffen und dann in einem Zug horizontal bewegt. Zur Unterstützung der Kühlung und Abriebentfernung wird eine Befestigungsvorrichtung an der Glasoberfläche angebracht, um den Kugelschleifer und den bearbeiteten Bereich der Glasplatte in Öl eingetaucht zu halten. Bei dieser Bearbeitung entsteht eine ovale Vertiefung mit halbkreisförmigen Enden, in die der in Fig. 17B darge­ stellte Kollimator eingesetzt und eingeklebt werden kann.

Der in Fig. 6 dargestellte Detektor 110 sollte so nah wie möglich am Kollimator 112 vorgesehen sein. Hierdurch können in der Gelschicht 18 unerwünschte Temperatur­ gradienten hervorgerufen werden, wenn der Detektor 110 so montiert ist, daß er als Wärmeableiter wirkt. Solche Temperaturgradienten beeinträchtigen die Diffusion der radioaktiv markierten Moleküle.

Die Elektrophoresekassette wird typischerweise aufgrund der Erwärmung des Gels durch den hindurchfließenden Strom als Ergebnis des an das Gel angelegten elektrischen Poten­ tials bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 60°C betrieben. Ein Detektor oder eine andere Vorrichtung, die mit der hinteren Glasplatte 12 oder dem Kollimator 112 in Kontakt steht, können Wärme zum Glas zuführen oder von ihm abführen und so zur Ausbildung unerwünschter Temperatur­ gradienten führen. So können beispielsweise Vorrichtungen zur Montage und Positionierung der Elektrophoresekassette das thermische Gleichgewicht des Gels in erheblichem Maße stören. Bei herkömmlichen Kassettensystem werden daher Wassermäntel vorgesehen, um das ganze Gel auf einer gleichmäßigen Temperatur zu halten.

Im Rahmen der Erfindung wurde diesbezüglich festgestellt, daß das thermische Gleichgewicht der Elektrophorese­ kassette mit dem Gel dadurch am besten aufrechterhalten werden kann, daß der Detektor 110 in einer thermisch lei­ tenden Platte eingebettet wird, die sich im wesentlichen über die gesamte Fläche der hinteren Platte 12 der Elektrophoresekassette erstreckt. In Fig. 6 ist eine der­ artige Platte 134 dargestellt, die sich vom oberen Rand der Elektrophoresekassette bis zu einer Höhe gut unterhalb des Punktes erstreckt, an dem der Kollimator 112 in die hintere Platte 12 eingesetzt ist. Die Platte 134 erstreckt sich seitwärts über die gesamte Breite der Elektro­ phoresekassette. Die Hauptforderung besteht bei der Platte 134 darin, daß sie eine hohe thermische Leitfähigkeit besitzt; sie ist dementsprechend bevorzugt aus Aluminium hergestellt. Die erfindungsgemäße Elektrophoresekassette ist bei dieser Ausführungsform entsprechend so aufgebaut, daß die Platte 134 über einen möglichst großen Bereich mit der Rückseite der hinteren Glasplatte 12 in Kontakt steht. Hierdurch wird die Aufrechterhaltung eines thermischen Gleichgewichts im Gel gewährleistet. Die Platte 134 ist größenordnungsmäßig etwa 2,5 cm dick und sollte von sämt­ lichen Teilen des Elektrophoresesystems mit Ausnahme der Gelkassette thermisch isoliert sein. Der Boden des Reservoirs 140 wird vom oberen Rand der Platte 134 abgestützt, wobei ein Stützteil 135 am unteren Ende der hinteren Platte 12 vorgesehen sein kann, um die Positionierung der Gelkassette zu erleichtern.

Die Art und Weise der Anbringung des oberen Reservoirs 20 an die Gelkassette kann ihre Eigenschaften beeinflussen. Bei herkömmlichen Elektrophoresekassetten, etwa der in Fig. 2 dargestellten, wird das Rückteil 22, das Rückwand und Seitenwände des oberen Reservoirs 20 bildet, typi­ scherweise an die Rückseite der Gelkassette angeklemmt.

Die Abdichtung zwischen dem Rückteil 22 und den Platten der Gelkassette geschieht dabei mittels einer schlauchför­ migen Dichtung 28. Zur Erzielung einer ausreichenden Abdichtung mit dieser Dichtung 28 ist es erforderlich, senkrecht zu den Oberflächen der Glasplatten nicht nur längs ihrer Seiten, sondern auch in der Mitte ihres oberen Randes Druck auszuüben. In zahlreichen Fällen wird durch diesen Druck eine Verbiegung oder Verwerfung der Glas­ platte hervorgerufen, was wiederum zu einer Verzerrung des elektrischen Feldes innerhalb der Gelschicht 18 führt.

Im Rahmen der Erfindung ist eine neuartige Anbringung des oberen Reservoirs an der Gelkassette vorgesehen. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, weist die dort dargestellte Elektrophoresekassette ein Rückteil 140 auf, das Rückwand und Seitenwände des oberen Reservoirs bildet. Seine Anbringung an der Gelkassette und das Material, aus dem das Rückteil hergestellt ist, sind allerdings erheblich von entsprechenden Rückteilen gemäß dem Stand der Technik verschieden. In Fig. 15A ist das Rückteil 140 und seine Anbringung gemäß der Erfindung detaillierter dargestellt. Die Ansicht von Fig. 15 entspricht daher der gleichen Schnittlinie in Fig. 5 wie bei Fig. 6. Das in Fig. 15A dargestellte Rückteil 140, welches das obere Reservoir bildet, besteht aus einem elastischen Material, wie etwa aus Kautschuk, und ist als entsprechendes Formteil herge­ stellt. An der Außenfläche der hinteren Glasplatte 12 ist längs des oberen Randes ein Stab 142 angebracht, wie Fig. 15A zeigt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Stab 142 aus Glas und weist auf einer Seite eine Abflachung auf, mit der er mit der Glasplatte 12 verklebt ist. Das Rückteil 140 besitzt andererseits eine einge­ formte Öffnung, in die der Stab 142 hineinpaßt. Das Rückteil 140 wird über diesen Stab 142 gepreßt, um so eine entsprechende Positionierung zu erzielen. Längs des oberen Endes des Rückteils, das dem Reservoirboden entspricht, kann ferner eine Dichtlippe 143 vorgesehen sein, um eine elektrolytdichte Abdichtung zu gewährleisten. Darüber hinaus kann an der Oberseite des Stabs 142 eine kleine rechtwinklige Kerbe 145 vorgesehen sein, um so eine wei­ tere Abdichtung und Flüssigkeitssperre zu erzielen. Da das Rückteil 140 aus einem elastischen Material besteht, dichtet es selbst über die gesamte hintere Oberfläche der hinteren Platte 12 ab, ohne daß hierfür Dichtungen und Klemmen erforderlich wären. Der Stab 142 wird ferner zu­ sätzlich zu einer Versteifung der Gelkassette in hori­ zontaler Richtung, die zur Verwerfungsfestigkeit beiträgt.

Die seitliche Abdichtung der durch das Rückteil 140 gebil­ deten Reservoirstruktur ist in Fig. 15B dargestellt, die einem Querschnitt längs der Linie 15 B-15 B von Fig. 5 entspricht. Fig. 15C ist eine Ansicht des Reservoirs von oben, die den in Fig. 15B gezeigten Querschnitt ein­ schließt. Eine Seitenwand 148 des Reservoirs erstreckt sich über die Seitenfläche der hinteren Platte 12 und steht mit der vorderen Platte 10 beiderseits des äußeren Abstandshalters 40 a in Kontakt.

Die erfindungsgemäße Elektrophoresekassette läß sich be­ sonders vorteilhaft verwenden, wenn die Füllung mit dem Gelmaterial in der nachstehend beschriebenen Weise er­ folgt. Wie oben erläutert, erfordern die bisher üblichen Verfahren zur Füllung von Elektrophoresekassetten mit Gel beträchtliche Erfahrung und Sorgfalt zur Erzielung einer brauchbaren Gelschicht mit gleichmäßiger Dicke und ohne Diskontinuitäten, wie sie etwa von Blasen oder Staub­ partikeln in der Gelschicht herrühren. In diesem Zusam­ menhang wurde festgestellt, daß die Einspritzung des Gels in die Elektrophoresekassette im Vergleich zu herkömm­ lichen Verfahren zu einer gleichmäßigeren Gelschichtdicke führt, was wiederum Funktion und Genauigkeit verbessert.

In Fig. 19 ist eine Vorrichtung perspektivisch darge­ stellt, die zur Einspritzung von Gel in die erfindungs­ gemäße Elektrophoresekassette vorgesehen ist. In diesem Zusammenhang ist festzuhalten, daß das nachstehend be­ schriebene Verfahren und die im folgenden erläuterte Vorrichtung zum Füllen von Elektrophoresekassetten mit Gel auch für herkömmliche Elektrophoresekassetten anwendbar sind, wie sie etwa im Zusammenhang mit den Fig. 1-4 oben erläutert wurden. Fig. 20 stellt eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 19 dar, wobei bestimmte Bereiche herausgeschnitten dargestellt sind.

Die Füllvorrichtung der Fig. 19 und 20 umfaßt eine Grund­ platte 200, welche als Träger für die waagrecht aufzuset­ zende Kassette dient, wie im folgenden näher erläutert wird. Ein Klemmechanismus 202 dient zur Positionierung und zum Anklemmen eines Füllverteilers 204 an den Boden der Gelkassette, in die ein elastischer Abdichtstreifen 205 aus Kautschuk eingesetzt ist. Der Füllverteiler 204 dient zur Abdichtung des Bodens der Kassette während der Füllung mit dem Gel und stellt ein Zwischenstück dar, durch wel­ ches das Gel zwischen die vordere und die hintere Glas­ platte der Kassette eingespritzt wird.

Die Grundplatte 200 kann ein Formteil, beispielsweise ein Spritzgußteil, aus Kunststoff oder einem anderen geeigne­ ten Material sein. Der Klemmechanismus 202 ist an der Grundplatte 200 mit Schraubbolzen 208 befestigt, die durch entsprechende Löcher in den Grundplatten 206 des Klemm­ mechanismus hindurchgehen und in entsprechende Gewindelöcher in der Grundplatte 200 eingeschraubt sind. Umgekehrt können die Schraubbolzen auch in der Grundplatte 200 vorgesehen sein. Die Löcher in den Grundplatten 206 besitzen leichtes Übermaß, so daß der Klemmechanismus etwas justiert werden kann.

Eine flache Platte 210 ist auf der Oberseite der Grund­ platte 200 befestigt. Bei der beschriebenen Ausführungs­ form besteht diese Platte 210 aus Aluminium. Sie besitzt vorzugsweise die gleiche Größe wie die Platte 134 von Fig. 6. Das seitliche Stützteil 135 kann am unteren Ende der hinteren Platte 12 angebracht werden, um so einen Anschlag zu erzielen, der an der Vorderkante der Platte 210 an­ liegt. In der in den Fig. 19 und 29 dargestellten Füll­ position liegt die hintere Platte 12 auf der Platte 210 auf. Dabei ist wichtig, daß die obere Fläche der Platte 210, wie im folgenden begründet wird, flach und waagrecht ist.

Der Klemmechanismus 202 umfaßt ein linkes und ein rechtes Tragteil 214, die am Füllverteiler 204 mit Schrauben 216 oder anderen geeigneten Befestigungsmitteln befestigt sind. Die Tragteile 214 und der Füllverteiler 204 können, wie aus Fig. 21 ersichtlich ist, weggeklappt werden, um das Einsetzen der Gelkassette und ihre Positionierung gemäß Fig. 20 zu ermöglichen. Im Anschluß daran wird der Füllverteiler 204 zurückgeklappt und gegen das Ende der Gelkassette bewegt und daran angedrückt; die Fixierung und Verriegelung erfolgt mit den Sperrhebeln 217. Die Dimen­ sionierung des Klemmechanismus 202, der den Füllverteiler 204 trägt, ist so ausgelegt, daß eine ausreichende Kraft über den Klemmechanismus 202 und den Füllverteiler 204 auf die Elektrophoresekassette ausgeübt werden kann, um eine geldichte Abdichtung zwischen dem Abdichtstreifen 205 im Füllverteiler 204 und dem unteren Ende der vorderen und der hinteren Platte der Elektrophoresekassette sicher­ zustellen. Dabei sollte zur Vermeidung einer Deformation der Kassette und insbesondere der vorderen Platte 10 und der hinteren Platte 12 nur die notwendige Kraft ausgeübt werden.

Der Füllverteiler 204 weist eine weite Öffnung 218 an der von der Elektrophoresekassette abliegenden Seite auf. Diese Öffnung 218 ist so ausgebildet, daß eine Ein­ spritzvorrichtung zum Einspritzen von Gel zwischen die beiden Platten der Elektrophoresekassette dicht eingesetzt werden kann. Bei der vorliegenden bevorzugten Ausfüh­ rungsform stellt die Einspritzvorrichtung eine Injek­ tionsspritze dar, die in die Öffnung 218 eingesetzt und darin befestigt werden kann. Durch den eingesetzten Abdichtstreifen 205 (vgl. Fig. 22) geht ein kleines Loch 220 hindurch, das mit einem entsprechenden Loch im Füll­ verteiler 204 fluchtet. Das mit der Spritze oder einer anderen Einspritzvorrichtung eingespritze Gelmedium fließt durch das Loch 220 und in die Öffnung 19 zwischen der vor­ deren Platte 10 und der hinteren Platte 12. Die Oberfläche des Abdichtstreifens 205 im Füllverteiler 204, die zur Elektrophoresekassette hin liegt, sollte mit Ausnahme einer Vertiefung 222 flach sein, die sich über die Breite der Elektrophoresekassette erstrecken kann, um das Füllen der Pufferzonen 68 der Kassette zu erleichtern.

Der Abdichtstreifen 205 des Füllverteilers 204 sollte genügend Steifheit besitzen, um zu gewährleisten, daß ein sicherer Kontakt zwischen dem Abdichtstreifen und dem unteren Rand der Elektrophoresekassette über ihre ganze Länge gewährleistet ist, jedoch gleichzeitig elastisch genug sein, um eine Abdichtung zu erzielen, aufgrund deren kein Gelmaterial oder Luft hindurchdringen kann. In der vorliegenden Ausführungsform besteht der Abdichtstreifen 205 aus Silikonkautschuk. Ein positiver Befestigungs­ mechanismus zwischen der Einspritzvorrichtung und dem Füllverteiler 204 ist dabei besonders günstig. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform, bei der eine herkömmliche Injektionsspritze zum Einspritzen des Gelmediums dient, ist am Ende der Öffnung 218 ein Luer-Anschluß vorgesehen, in den der entsprechende Anschluß der Spritze hineinpaßt.

Die Verwendung dieses Systems zum Füllen von Elektro­ phoresekassetten mit Gel bringt gegenüber dem Stand der Technik zahlreiche Vorteile mit sich. Zunächst ist es damit leichter, eine glattere Unterseite des Gels zu erzielen und aufrechtzuerhalten als beim Füllen einer Kassette von oben unter Verschließen des Kassettenbodens mit einem Verschlußband, wie dies herkömmlicherweise durchgeführt wird. Ferner kann die Bedienungsperson das Füllen der Kassette mit Gelmaterial beim Einspritzen sorgfältig überwachen. Luftblasen, Staubpartikel und andere Ursachen für Störungen im Gel können dabei beobachtet werden. Wenn solche Störungen eintreten, kann das Gel­ material durch Zurückziehen des Kolbens in die Spritze zurückgezogen werden, worauf der gestörte Bereich neu gefüllt werden kann. Dies ist besonders günstig bei der Bildung von Luftblasen, da diese sehr leicht entfernt werden können, wenn der entsprechende Bereich nochmals gefüllt wird.

Darüber hinaus liefert das oben erläuterte Verfahren, das sich insbesondere mit der beschriebenen Vorrichtung durch­ führen läßt, eine Gelschicht 18 zwischen der vorderen Platte 10 und der hinteren Platte 12, deren Dicke erheb­ lich gleichmäßiger ist, als dies bei den meisten her­ kömmlichen Methoden der Fall ist. Typischerweise werden herkömmliche Gelelektrophoresekassetten des in Fig. 1 dar­ gestellten Typs durch Abdichten des Bodens der zusammengebauten Elektrophoresekassette und Eingießen des Gelmaterials von oben hergestellt, wobei sich die Kassette in einer senkrechten oder nahezu senkrechten Position befindet. Bei dieser Verfahrensweise besteht ein erheblich größeres Risiko des Einbringens von Luftblasen und Staub­ partikeln in die Gelschicht. Wenn derartige Störungen beim Eingießen des Gels festgestellt werden, muß das Gel­ material durch Umkippen der gesamten Elektropho­ resekassette bewegt werden, bis die Störung entfernt ist. Im Gegensatz dazu können erfindungsgemäß derartige Störun­ gen der Gelschicht 18 in den meisten Fällen durch teil­ weises oder vollständiges Zurücksaugen der Gelflüssigkeit in die Füllspritze und Wiedereinspritzen des Gels elimi­ niert werden.

Das herkömmliche Verfahren zum Füllen senkrechter Elektro­ phoresekassetten führt ferner zu einer leichten Ausbeulung der vorderen Platte 10 und der hinteren Platte 12 nach außen aufgrund des von der Masse des Gelmaterials herrüh­ renden hydrostatischen Drucks. Dieser Effekt ist am Boden der Gelkassette stärker, wo der hydrostatische Druck am größten ist. Bei Anwendung des oben beschriebenen Verfah­ rens gemäß der Erfindung wirkt kein derartiger hydro­ statischer Druck auf die Platten ein, da die Kassette in waagrechter Stellung gefüllt wird, wobei im wesentlichen die gesamte Rückfläche der hinteren Platte 12 von der aus Aluminium bestehenden Platte 210 abgestützt wird.

Aus der obigen Erläuterung folgt, daß im wesentlichen keine Biegekräfte auf die hintere Platte 12 einwirken. Die einzigen auf die hintere Platte 12 während des Befüllens der Elektrophoresekassette wirkenden Kräfte sind Druckkräfte aufgrund der Gewichtskraft des Gels der Gelschicht 18, welche die hintere Glasplatte 12 zwischen der Gelschicht 18 und der Platte 210 gewissermaßen unter Druck setzen. Diese Kräfte führen zu keiner merklichen Deformation der hinteren Platte 12.

Da die Gelschicht 18 nach dem Befüllen der Elektro­ phoresekassette vom flüssigen in einen festen Zustand übergeht, wirkt nur ein geringer oder kein hydrostatischer Druck auf die vordere Platte 10 und die hintere Platte 12 durch das verfestigte Gelmaterial ein, wenn die Elektro­ phoresekassette dann in vertikale Position gebracht wird. Deshalb kann die hintere Platte 12 extrem dünn gemacht werden, sogar dünner als die vordere Platte 10, die dick genug sein muß, um ihre eigene Masse zu tragen, ohne sich während der Fülloperation zu verbiegen. Eine dünnere hintere Platte 12 führt zu einer entsprechend kleineren Trennschicht zwischen den radioaktiv markierten Molekülen und den Detektoren 110. Dies führt zu einem größeren Erfassungswinkel der von den radioaktiv markierten Mole­ külen emittierten Strahlung und damit zu einer deutlichen Erhöhung der Empfindlichkeit der Detektoren 110. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist bei einer Kassette mit den Abmessungen von größenordnungsmäßig etwa 200×300 mm die vordere Platte 4,5 mm dick, während die Dicke der hinteren Platte 12 1,6 mm beträgt; dabei verbiegt sich die 4,8 mm dicke vordere Platte 10 unter der Einwirkung der Schwer­ kraft nur in einem völlig vernachlässigbaren Maße. Die 1,6 mm dicke hintere Platte 12 würde sich unter dem hydro­ statischen Druck, wie er beim herkömmlichen Füllverfahren beim Befüllen der Kassette in senkrechter Stellung auf­ tritt, um etwa 0,025 mm nach außen biegen.

In Fig. 22 ist die Stirnfläche des Füllverteilers 204 mit dem Abdichtstreifen 205 dargestellt, die zur Elektro­ phoresekassette hin liegen. Die große Öffnung 218, in die eine Füllvorrichtung eingesetzt werden kann, befindet sich am Boden des Füllverteilers 204 und ist entsprechend in Fig. 22 nicht dargestellt. Die Spritze dichtet gegen die Rückseite des aus Kautschuk bestehenden Abdichtstreifens, so daß ihre Mündung direkt mit der kleinen Öffnung 220 im Abdichtstreifen 205 verbunden ist, die sich in die läng­ liche Vertiefung 222 öffnet. Die Enden der Vertiefung 222 sind mit entsprechenden Seitenwänden verschlossen, die einstückig zusammen mit dem Abdichtstreifen 205 ausgeformt sind. Die Vertiefung 222 sollte sich über etwa den halben Abstand zwischen den doppelten Monofilament-Abstands­ haltern auf jeder Seite der Kassette erstrecken. Es erwies sich, daß die Vertiefung 222 ein besseres Einströmen des Gelmaterials erlaubt, was zu einer gleichmäßigeren Boden­ fläche der Gelschicht führt, wobei hinzukommt, daß das Füllen der Pufferzonen 68 zwischen den Monofilament- Abstandshaltern erleichtert wird. Bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform beträgt die Breite der Vertie­ fung 222 etwa 1,56 mm, also etwa das Sechsfache des Plattenabstands.

Beim Zusammenbau und Befüllen einer Elektrophoresekassette gemäß der Erfindung sollten folgende Schritte durchgeführt werden. Zunächst sollten die vordere und die hintere Platte gereinigt und gründlich silanisiert werden. Das Monofilamentmaterial für die Abstandshalter wird anschlie­ ßend gereinigt und in der beschriebenen Weise an der vor­ deren Platte 10 angebracht und befestigt. Danach wird die Bodenplattenanordnung mit dem daran befestigten Reservoir auf der Füllvorrichtung positioniert, wobei sie auf der aus Aluminium bestehenden Platte 210 aufliegt und entspre­ chend ausgerichtet wird. Im Anschluß daran sollte Staub von der oberen Platte und der Bodenplatte entfernt werden, worauf die obere Platte unmittelbar mit der Bodenplatte zusammengebaut werden sollte, wobei sich der untere Rand der oberen Platte etwas über den unteren Rand der unteren (hinteren) Platte erstreckt. Die Seitenklammern 48 werden dann eingesetzt, ohne die zur Verriegelung dienenden Stäbe anzuziehen bzw. zu verdrehen.

Anschließend wird der am Boden der Elektrophoresekassette liegende Füllverteiler 204 gegen die hintere Platte 12 bewegt und mit dem Sperrhebel 217 in dieser Position ver­ riegelt. Erforderlichenfalls kann eine kleine Menge Fett auf die Vorderfläche des Füllverteilers 204 aufgebracht werden, um eine noch sicherere Abdichtung zu erzielen. Diese Maßnahme ist typischerweise nur längs der Außen­ kanten der Abdichtung erforderlich. Die vordere Platte 10 wird dann langsam nach unten bewegt, bis sie den Abdicht­ streifen 205 des Füllverteilers 204, der zur entspre­ chenden Abdichtung vorgesehen ist, gerade berührt; danach werden die Verriegelungsstäbe der Seitenklammern 48 in die Verriegelungsstellung gedreht.

Danach wird eine Spritze mit dem flüssigen Gel gefüllt, wobei sorgfältig sämtliche Luftblasen aus der Spritze entfernt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine 30-ml-Spritze verwendet. Die Spritze wird dann in die entsprechend ausgebildete Öffnung 218 im Füllverteiler 204 eingesetzt. Anschließend wird der Kolben der Spritze zum Befüllen der Elektrophoresekassette langsam vorgeschoben, bis das flüssige Gel am oberen Ende der Kassette über­ fließt. Das Gelmaterial besitzt, obgleich es flüssig ist, ausreichende Grenzflächenspannung, um den gesamten Raum zwischen der vorderen und der hinteren Platte ohne Hohl­ räume zu füllen, wenn der Spritzenkolben vorwärts gescho­ ben wird. Nach vollständiger Füllung der Elektrophorese­ kassette wird ein Kamm mit der erwünschten Anordnung der Vertiefungen in das obere Ende des Gels eingesetzt. Erforderlichenfalls wird der Kolben der Spritze weiter vorgeschoben, bis die Kanäle an beiden Seiten der Elektro­ phoresekassette zwischen den Monofilament-Abstandshaltern vollständig gefüllt sind. Nach vollständiger Füllung der Elektrophoresekassette wird der Füllverteiler 204 wegge­ klappt, so daß kein Druck mehr auf die Platten ausgeübt wird. Das Gel wird dann verfestigen gelassen, bevor die Elektrophoresekassette aus der Füllvorrichtung entnommen wird, und insbesondere, bevor die Kassette aus ihrer horizontalen Position bewegt wird.

Die Erfindungskonzeption des Elektrophoresesystems ein­ schließlich der Zusatzeinrichtungen erlaubt die Erzielung von Gelschichten, mit denen eine automatische Gelelektro­ phorese unter optimalen Betriebsbedingungen möglich ist, wie sie im Stand der Technik bisher nicht erreicht werden konnten. Die damit verbundenen zahlreichen Vorteile sind oben erläutert.

Claims (24)

1. Elektrophoresesystem mit

• - einer Elektrophoresekassette mit
  • - einer flachen vorderen Platte (10) und einer flachen hinteren Platte (12), die jeweils im wesentlichen zueinander parallele Seiten aufweisen und aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen,
  • - zwei seitlichen Abstandshaltern, die längs der bei­ den Seitenkanten der Platten (10, 12) zwischen ihnen vorgesehen sind und die Platten (10, 12) unter Druck durch eine Klemmvorrichtung seitlich gegeneinander abdichten und in einem vorgegebenen Abstand vonein­ ander halten, wobei die Seiten, unteren Enden und oberen Enden der Platten (10, 12) den Seiten, dem unteren Ende bzw. dem oberen Ende der Elektropho­ resekassette entsprechen und der zwischen den Plat­ ten (10, 12) vorliegende Raum zur Füllung mit einem Gel unter Ausbildung einer Gelschicht (18) vorge­ sehen ist,
  • - einem am oberen Ende der im Betrieb senkrecht stehenden Elektrophoresekassette vorgesehenen oberen Reservoir (20) für eine Elektrolytlösung, die mit dem oberen Ende der Gelschicht (18) in elektrischem Kontakt steht, und
  • - einem am unteren Ende der Elektrophoresekassette vorgesehenen unteren Reservoir (30) für eine zweite Elektrolytlösung, die mit dem unteren Ende der Gel­ schicht (18) in elektrischem Kontakt steht,
• - einer Einrichtung (34) zum Anlegen eines elektrischen Potentials zwischen dem Elektrolyten im oberen Reser­ voir (210) und dem zweiten Elektrolyten im unteren Reservoir (30) sowie
• - einer Detektoreinrichtung (110), dadurch gekennzeichnet, daß
• - die seitlichen Abstandshalter (40) so ausgebildet sind, daß sie einen Linienkontakt mit den daran anlie­ genden Platten (10, 12) längs deren Seiten ergeben, und
• - die Klemmvorrichtung (48) sich längs der Seiten der Platten (10, 12) erstreckt (Fig. 5, 7, 9A, 13, 14).

2. Elektrophoresesystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die seitlichen Abstandshalter (40) aus Monofilen mit dem angestrebten Plattenabstand etwa entsprechendem Durchmesser und mit im wesentlichen über ihre Länge konstantem Querschnitt bestehen und im wesentlichen parallel zu den Seitenkanten der Platten (10, 12) angeordnet sind.

3. Elektrophoresesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite der Platten (10, 12) zwei voneinander beanstandete Abstandshalter (40 a, 40 b) aus Monofilen mit im wesentlichen rundem Querschnitt vorgesehen sind, die im wesentlichen parallel zueinander und zu den Seitenkanten der Platten (10, 12) angeordnet sind, wobei auf jeder der beiden Seiten zwischen dem äußeren Abstandshalter (40 a) und dem inneren Abstands­ halter (40 b) eine Pufferzone (68) vorliegt, die mit dem Gel der Gelschicht (18) gefüllt ist (Fig. 5, 7, 9A, 13, 14).

4. Elektrophoresesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Monofile (40; 40 a, 40 b) aus Polyamid.

5. Elektrophoresesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Platten (10, 12) aus Glas.

6. Elektrophoresesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegende Unter­ kante mindestens einer der Platten (10, 12) eine Ab­ schrägung (42, 44) aufweist, die im Querschnitt eine sich nach außen bzw. unten erweiternde, trichterförmige Erweiterung (46) bildet und ebenfalls mit dem Gel der Gelschicht (18) füllbar ist (Fig. 6).

7. Elektrophoresesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Elektrophoresekassette mit einer Klemmvorrichtung mit einer auf jeder Seite der Platten (10, 12) vorgesehenen Seitenklammer (48), die so ausgebildet ist, daß sie einen im wesentlichen konti­ nuierlichen und konstanten Druck längs der Länge des Linienkontakts der Abstandshalter (40; 40 a, 40 b) auszu­ üben erlaubt (Fig. 14).

8. Elektrophoresesystem nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klemmvorrichtung aus jeweils einer auf jeder Seite der Elektrophoresekassette vorgesehenen und sich über deren ganze Länge erstreckenden Seitenklammer (48) besteht, die aufweist:

• - Ein Tragteil (50) mit U-förmigem Querschnittsprofil, das die Platten (10, 12) mit den dazwischen verlau­ fenden Abstandshaltern (40; 40 a, 40 b) von außen um­ greift und sich über die gesamte Länge der Seiten­ klammern (48) erstreckt,
• - ein Haltestück (52) aus einem elastischen Material, das zwischen der hinten liegenden Seitenwand (60) des Tragteils (50) und einer der Platten (10, 12) ange­ ordnet ist, auf der Seite, mit der es an der Platte (10, 12) anliegt, eine flache Oberfläche besitzt, sich über die ganze Länge der Seitenklammer (48) erstreckt und eine durch seine ganze Länge durchgehende Öffnung (54) mit einem im Querschnitt ovalartigen Profil mit einer längeren und einer kürzeren Achse aufweist, wobei die längere Achse etwa parallel zur Oberfläche der Platte (10, 12) liegt, sowie
• - einen sich über die ganze Länge der Seitenklammer (48) erstreckenden Spannstab mit dem Querschnittsprofil der Öffnung (54) entsprechendem Querschnittsprofil mit einer längeren und einer kürzeren Achse, der in die durchgehende Öffnung (54) einsteckbar ist, wenn seine längere Achse im Querschnitt etwa parallel zur länge­ ren Achse der Öffnung (54) liegt,

wobei das Tragteil (50) und das Haltestück (52) im Quer­ schnitt so dimensioniert sind, daß die Einheit aus den beiden Platten (10, 12) mit den dazwischen angeordneten Abstandshaltern (40; 40 a, 40 b) in die Seitenklammer (48) eingeschoben werden kann und bei in die Öffnung (54) eingestecktem und so gedrehtem Spannstab, daß dessen längere Achse im Querschnitt etwa senkrecht auf der län­ geren Achse der Öffnung (54) steht, auf die Seitenbe­ reiche der Platten (10, 12) ein zur Abdichtung ausreichender Preßdruck ausübbar ist (Fig. 13, 14).

9. Elektrophoresesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein oberes Reservoir (20) für Elektrolytlösung, das aus einem Rückteil (140) besteht, das Rückwand, Boden und Seitenwände (148) des oberen Reservoirs (20) bildet und auf einem auf der Rückseite einer der Platten (10, 12) vorgesehenen und parallel zu ihrer Oberkante verlaufenden erhabenen Profil über eine im Rückteil (140) vorgesehene entsprechende Quernut, die sich in einem elastischen Bereich des Rückteils (140) befindet, dichtend so aufklemmbar ist, daß keine Defor­ mation der Platten (10, 12) eintritt (Fig. 6, 15A).

10. Elektrophoresesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

• - an der Außenfläche der hinteren Platte (12) längs des oberen Randes und parallel dazu ein Stab (142) ange­ bracht ist, der eine sich über seine Länge erstrek­ kende Abflachung aufweist, über die er an der Platte (12) befestigt ist, und
• - das Rückteil (140) an der an der hinteren Platte (12) anliegenden Seite eine eingeformte, dem Profil des Stabes (142) formangepaßte Quernut aufweist, in die der Stab (142) hineinpaßt, auf den das Rückteil (140) dichtend und ohne Deformation der Platten (10, 12) aufklemmbar ist (Fig. 15A).

11. Elektrophoresesystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Quernut eine etwa parallel dazu verlaufende Dichtlippe (143) vorge­ sehen ist, die an der Außenseite der entsprechenden Platte (10, 12) dichtend anliegt (Fig. 15A).

12. Elektrophoresesystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückteil (14) aus einem elastischen Kautschuk besteht.

13. Elektrophoresesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß

• - auf der Außenseite einer der Platten (10, 12) mehrere Vertiefungen (122) vorgesehen sind, die sich in die betreffende Platte (10, 12) hineinerstrecken, jedoch nicht durch diese hindurchgehen, und
• - in den Vertiefungen (122) jeweils ein Kollimator (112) vorgesehen ist (Fig. 17A).

14. Elektrophoresesystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollimatoren (112) aus Kovar, Wolfram, Blei, Messing oder Kupfer bestehen.

15. Elektrophoresesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (40; 40 a, 40 b) einen im wesentlichen über ihre Länge konstan­ ten, kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt besit­ zen.

16. Elektrophoresesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch

• - eine im Raum zwischen den Platten (10, 12) angeordnete Gelschicht (18),
• - mehrere am oberen Rand der Gelschicht (18) vorgesehene Vertiefungen (36) zur Aufnahme der elektrophoretisch zu trennenden Proben, die zwischen den innersten seit­ lichen Abstandshaltern (40; 40 b) angeordnet sind und sich jeweils bis zu gleicher Tiefe von der Oberfläche der Gelschicht (18) erstrecken, und
• - jeweils eine zusätzliche seitliche zahnförmige Ver­ tiefung (98) auf jeder Seite der Gruppe der Vertie­ fungen (36) zwischen der jeweils seitlich äußersten Vertiefung (36) und dem benachbarten innenliegenden Abstandshalter (40; 40 b), wobei sich der Boden der zusätzlichen Vertiefungen (98) bis zum angrenzenden Abstandshalter (40; 40 b) erstreckt und die Tiefe der Vertiefungen (98) 50 bis 100% der Tiefe der Vertie­ fungen (36) beträgt (Fig. 5, 12).

17. Elektrophoresesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch

• - eine Platte (134) mit hoher thermischer Leitfähigkeit und mindestens einer flachen Oberfläche sowie
• - eine Vorrichtung zur Anbringung der zusammengefügten Elektrophoresekassette an der Platte (134) in der Weise, daß im wesentlichen die gesamte Außenfläche einer der Platten (10, 12) der Elektrophoresekassette im Kontakt mit der flachen Oberfläche der Platte (134) steht und der untere Rand der Elektrophoresekassette sich in das untere Reservoir (30) erstreckt (Fig. 6).

18. Elektrophoresesystem nach Anspruch 17, gekenn­ zeichnet durch mehrere Detektoren (110) zur Erfassung radioaktiver Strahlung, die in der Platte (134) so ange­ ordnet sind, daß sie mit deren flacher Oberfläche fluch­ ten und den Kollimatoren (112) gegenüberliegen.

19. Elektrophoresesystem nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (134) aus Aluminium besteht.

20. Elektrophoresesystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Einbringen von Gel in die am oberen und am unteren Rand offene Elektrophoresekassette, die aufweist:

• - eine Grundplatte (200) mit flacher, im wesentlichen waagrechter Oberfläche,
• - eine Befestigungseinrichtung zur Halterung der Elektrophoresekassette in der Weise, daß die Außen­ oberfläche einer der Platten (10, 12) waagrecht auf der flachen Oberfläche der Grundplatte (200) aufliegt, sowie
• - eine Einrichtung zum Einspritzen von Gel in die Elektrophoresekassette mit
  • - einer Einspritzvorrichtung mit einem Austritts­ stutzen, die das einzubringende Gel enthält, das durch den Austrittsstutzen hindurch herausdrückbar ist,
  • - einem Füllverteiler (204), der an die untere Öffnung der Elektrophoresekassette anpreßbar ist und eine Öffnung (218) zur Aufnahme der Einspritzvorrichtung aufweist und das eingespritzte Gel vom Austritts­ stutzen der Einspritzvorrichtung zur Bodenöffnung der Elektrophoresekassette weiterleitet, und
  • - einem Klemmechanismus (202), mit dem der Füllvertei­ ler (204) in zwei Positionen gebracht und darin ge­ halten werden kann, wobei der Füllverteiler (204) in der ersten Position mit ausreichender Kraft unter geldichter Abdichtung an das untere Ende der Elektrophoresekassette andrückbar ist und in der zweiten Position so vom unteren Ende der Elektropho­ resekassette abklappbar ist, daß diese frei von der Grundplatte (200) abnehmbar bzw. auf diese auflegbar ist (Fig. 19, 20).

21. Elektrophoresesystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzvorrichtung eine Injektionsspritze mit Kolben ist.

22. Elektrophoresesystem nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllverteiler (204) einen Abdichtstreifen (205) aus elastischem Material mit flacher Oberfläche aufweist, mit dem der Füllverteiler (204) gegenüber dem unteren Ende der Elektrophorese­ kassette abdichtbar ist (Fig. 22).

23. Elektrophoresesystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtstreifen (205) eine Ver­ tiefung (222) in seiner flachen Oberfläche aufweist, die breiter ist als der Abstand der beiden Platten (10, 12) der Elektrophoresekassette und im wesentlichen parallel zur unteren Öffnung der Elektrophoresekassette liegt und danach ausgerichtet ist, wenn sich der Klemmechanismus (202) bzw. der Füllverteiler (204) in der ersten Posi­ tion befinden (Fig. 22).