Аминокислоты, пептиды и белки - Дэвени Т., Гергей Я. 1976

Методы средне- и высоковольтного электрофореза
Метод высоковольтного электрофореза

При высоковольтном электрофорезе градиент напряжения равен 50—100 В/см. Сила используемого тока также увеличивается, а следовательно, возрастает теплообразование и повышается температура бумаги. Для рассеяния образующегося тепла необходимо более эффективное охлаждение.

В горизонтальных аппаратах для высоковольтного электрофореза одного типа охлаждение обеспечивается циркуляцией водопроводной воды в охлаждающей плите, изготовленной из металла. Металлическую плиту, разумеется, необходимо отделить от фильтровальной бумаги полиэтиленовой пленкой с соответствующими изоляционными свойствами. В аппаратах для высоковольтного электрофореза с водяным охлаждением фильтровальная бумага охлаждается и сверху и снизу двумя плитами, которые прижимаются друг к другу надувным резиновым кольцом. Если в ходе эксперимента применяли пришивание, то, для того чтобы обеспечить равномерное давление на бумагу, ее приходится покрывать слоем пенопласта, но в этом случае теряется охлаждающий эффект одной из плит. Те части бумажного листа, которые выступают за пределы охлаждающей плиты, вовсе не охлаждаются. Поэтому, например, фитиль из фильтровальной бумаги, погруженный в электродный отсек, должен быть двухслойным, чтобы быстро компенсировать потерю буферного раствора при нагревании и не допускать высыхания бумаги.

Аппараты для высоковольтного электрофореза, относящиеся к другой группе, устроены таким образом, что фильтровальная бумага погружена в охлаждающую жидкость, не смешивающуюся с водой; тепло, воспринятое этой жидкостью, поглощается затем в системе водяным охлаждением. В таких аппаратах бумага помещается вертикально между двумя ваннами, содержащими буферный раствор. В связи с вертикальной укладкой бумаги важно правильно выбрать полярность электродов. Из-за электроэндоосмоса происходит перемещение буферного раствора от анода к катоду. Если, например, отрицательный полюс источника тока соединить с верхней ванной, то специфическое образование “хвостов” при электрофорезе, вызванное электроэндоосмотическим потоком снизу вверх, будет полностью компенсировано неспецифическим образованием “хвостов”, обусловленным движением буферного раствора сверху вниз под влиянием силы тяжести.

Хорошая охлаждающая жидкость не должна смешиваться с водой, должна иметь высокую теплоемкость и высокую температуру вспышки. Высыхание бумаги во время электрофореза вызывает увеличение электрического сопротивления в цепи, что в свою очередь может привести к искровому разряду. Если охлаждающая жидкость имеет низкую температуру вспышки, создается опасность пожара, так как электрофоретическая камера наполнена 50—80 л легковоспламеняющейся жидкости. Обычно используют в качестве охлаждающей жидкости толуол, который имеет вполне подходящую теплопроводность, но слишком низкую температуру вспышки и поэтому легко воспламеняется. В отличие от толуола фракция нефти, известная под коммерческим названием “уайт-спирит”, имеет довольно высокую температуру вспышки. Кроме нее, можно использовать также четыреххлористый углерод, который не воспламеняется, но плохо проводит тепло.

Существенное преимущество аппаратов для высоковольтного электрофореза заключается в том, что они позволяют значительно сократить продолжительность электрофореза, а следовательно, уменьшить диффузию и сделать границы зон более четкими.

Все методы, описанные для средневольтного электрофореза, без каких-либо изменений можно воспроизвести на аппаратах для высоковольтного электрофореза. Исключение составляет двухбуферная система. Как известно, в аппаратах с непосредственным жидкостным охлаждением буферный раствор, находящийся в ваннах, насыщает охлаждающую жидкость, а между буферным раствором и бумагой во время электрофореза устанавливается равновесие. В связи с этим стабилизация двух буферных систем на одном листе бумаги становится недостижимой.

В электрофоретических аппаратах с непосредственным жидкостным охлаждением для данного буферного раствора необходимо использовать один и тот же резервуар; буферный раствор достаточно менять раз в неделю. Буферный раствор с другим pH можно использовать только с новой порцией охлаждающей жидкости.

Цитированная литература

1. Brown J. R., Hartley В. S., Biochem. J., 101, 214 (1966).

2. Butler R. J. G., Harris J. I., Hartley B. S., Leberman R., Biochem. J., 103, 78P (1967).

3. D ev enyi T., Magy. Kein. Folyóirat, 69, 538 (1963).

4. Dixon H. B. F., Perham R. N., Biochem. J., 109, 312 (1968).

5. Goldberger R. F., Anfinseó С. B., Biochemistry, 1, 401 (1962).

6. Ingram V. М, Nature, 180, 326 (1957).

7. Mühlrad A., Hegyi Gy., Toth G., Acta Biochim. Biophys. Acad. Sсi. Hung 2, 19 (1967).

8. Naughton M., Hagopian H., Anal. Biochem., 3, 276 (1962).

9. Ovädi J., Libor S., Elödi P., Acta Biochim. Biophys. Acad. Sсi. Hung., 2, 455 (1967).

10. Perham R. N., Jones G. M. T., Eur. J. Biochem., 2, 87 (1967).

11. Tang J., Hartley B. S., Biochem., J. 102, 593 (1967).

Рекомендуемая литература

Bailey L. J., Techniques in Protein Chemistry, Elsevier Publ. Co., Amsterdam, London, New York, 1967.

Hartley R. J., Biochem., J., 119, 805 (1970).

Leach S. J. ed., Physical Principles and Techniques of Protein Chemistry, Part. A, Academic Press, New York, London, 1969.

Smith I., Chromatographic and Electrophoretic Techniques II, Zone electrophoresis, Heinemann Medical Books Ltd., London, 1960.

Zweig G., Whitaker J. R., Paper Chromatography and Electrophoresis, Vol. I, Academic Press, New York, London, 1967.