DE69221795T2

DE69221795T2 - Vorrichtung zum Aufstreichen von einer/oder mehreren Reagenzien auf ein Gel

Info

Publication number: DE69221795T2
Application number: DE69221795T
Authority: DE
Inventors: Franck Bellon
Original assignee: Sebia SA
Current assignee: Sebia SA
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1992-06-24
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: EP0526271B1; GR3025399T3; ES2108737T3; JPH05249079A; US5403456A; US5464521A; EP0526271A1; DE69221795D1; FR2678380B1; JP3165510B2; DK0526271T3; FR2678380A1; ATE157451T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die das Verteilen eines oder mehrerer Reagenzien auf ein Gel ermöglicht, insbesondere ein Gel für die Elektrophorese oder die Immunfixierung.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen ein Verfahren, das die oben genannte Vorrichtung anwendet.
Die Techniken der Elektrophorese oder der Immunfixierung sind gewöhnlich gefolgt, nach der Migration, von einer Stufe der Inkubation des Gels mit einem Reagens, um die bei der Elektrophorese aufgetrennten Proteinfraktionen sichtbar zu machen und gegebenenfalls quantitativ zu bestimmen.
Der ganz klassische Fall ist die Anfärbung der Anordnung von Proteinfraktionen, die durch Elektrophorese aufgetrennt sind, mittels eines Färbemittels, das sich spezifisch auf ihnen fixiert. In diesem Fall ist das verwendete Reagens (der Farbstoff) ein im allgemeinen kostengünstiges Produkt, aus dem man eine Lösung in ausreichender Menge herstellen kann, um das Gel ganz darin einzutauchen.
Indessen ist diese Methode nicht in Betracht zu ziehen, wenn es notwendig ist, geringe Mengen an Reagens zu verwenden, wenn es sich um ein teures Reagens handelt oder wenn man auf demselben Gel auf bestimmten Zonen Inkubationen mit verschiedenen Reagenzien durchführen möchte.
Diese Gelegenheiten betreffen beispielsweise die Dosierung von Isoenzymen, die in einem Serum enthalten sind (isoLDH, isoCK, Isophosphatase) oder Inkubieren des Gels mit einem Substrat (teures Produkt) dieserenzyme, was zur Bildung eines farbigen oder fluoreszierenden Produkts führt, das die quantitative Bestimmung durch Densitometrie erlaubt.
Der Fall, wo es notwendig ist, auf einem gleichen Gel Inkubationen mit verschiedenen Reagenzien durchzuführen, umfaßt beispielsweise Immunfixierung, wo verschiedene bestimmte Zonen des Gels mit verschiedenen Antiseren mit unterschiedlicher Spezifität (teure Reagenzien) und einem Proteinfixierungsmittel inkubiert werden müssen.
In allen diesen Fällen versucht man, eine minimale Menge an Reagenz zu verwenden.
Bei der Ausführung der oben genannten Verfahren wird ein auf die Abmessungen des Gels zugeschnittenes Filterpapierblatt mit einer gerade notwendigen Menge des Reagens imprägniert, damit es ganz angefeuchtet ist, und dann wird es auf die Oberfläche des Gels aufgebracht.
Im Falle, wo verschiedene Reagenzien gegebenenfalls auf bestimmten Zonen desselben Gels angewendet werden, schneidet man soviele Streifen von Filterpapier, wie es Zonen mit den verschiedenen Reagenzien zu bedecken gilt, die verschiedenen Streifen werden mit den verschiedenen Reagenzien imprägniert, bevor sie auf die verschiedenen Zonen, wo die Inkubation stattfinden soll, aufgebracht werden.
Dieses Verfahren zeigt ein Reihe von Nachteilen. Man muß vermeiden, daß Luftblasen zwischen dem Gel und dem mit Reagens imprägnierten Filterpapier eingeschlossen werden, weil auf Höhe der Luftblasen, die Reaktion nicht stattfindet, weil kein Reagens auf dem Gel ist. Weil das Papier undurchsichtig ist, ist es manchmal schwierig, das Vorhandensein von Luftblasen zu erkennen.
Außerdem können während der Inkubierungsreaktion ein Teil der Proteine, die man entwickeln möchte, auf dem Papier adsorbiert werden, oder sich einfach durch Ansaugen auf diesen absorbieren.
Wenn eine längere Inkubationszeit notwendig ist (30 min bis 1 Stunde), verstärkt sich dieses Phänomen, weil im Verlaufe der Inkubation, eine Verdampfung von der freien Oberfläche des Papiers entsteht. Diese hat eine Tendenz, wegen der Kapillarität, einen konstanten Feuchtigkeitsgehalt zu erhalten, es bildet sich ein Flüssigkeitsstrom vom Gel zum Papier, wobei zu bestimmende Proteinfraktionen, die ursprünglich im Gel enthalten waren, mitgeschleppt werden. Dies führt zu einem Verlust an Nachweisempfindlichkeit auf dem Gel und weil diese Absorption nicht besonders homogen ist, zeigt die quantitative Bestimung durch Densitometrie der nachgewiesenen Fraktionen Fehlerrisiken.
Außerdem und überhaupt ist dieses Verfahren in Handarbeit und sehr arbeitsintensiv und daher in der klinischen Routineanalyse schwierig durchzuführen und wurde in der derzeitigen Praxis aufgegeben.
Ein anderes gleichermaßen angewendetes Verfahren umfaßt die Verwendung einer Maske aus einer weichen Kunststoffolie, bevorzugt mit hydrophoben Eigenschaften, die ungefähr dieselben äußeren Umrisse wie das Gel aufweistund eine oder mehrere unabhängige Öffnung(en) von rechteckiger Form aufweist. Wenn diese Maske einmal auf das Gel aufgebracht ist, begrenzt sie die eine oder mehreren bestimmten Zonen, die das oder die Reagenzien erhalten sollen.
Die Verwendung einer solchen Maske zeigt gleichermaßen eine Reihe von Nachteilen.
Nach elektrophoretischer Migration kommt es häufig vor, daß ein Teil der Flüssigkeit auf der Oberfläche des Gels austritt. Dieser Austritt entsteht im Prinzip durch den elektroendosmotischen Fluß.
Wenn die Maske auf das Gel aufgebracht ist, ist es notwendig, diese überschüssige Flüssigkeit durch Absaugen mit einem feinen Filterpapier zu entfernen, weil, wenn noch Flüssigkeit auf dem Gel vorhanden ist, sie eine gute Haftung der Maske auf dem Gel sowie eine gute Abdichtung am Rand der einen oder mehreren abgegrenzten Zone(n) verhindert.
Außer der zusätzlichen Tätigkeit des Absaugens, besteht ein Risiko, daß das Filterpapier einen Teil der Proteine vom Gel abzieht und das Ergebnis verfälscht.
Außerdem können, in bestimmten Fällen, das Gel oder die verwendeten Reagenzien oberflächenaktive Stoffe enthalten, die das Einführen von Flüssigkeit zwischen das Gel und die Maske erleichtern und, unter diesen Bedingungen, selbst nach Entfernung der überschüssigen Flüssigkeit, die sich am Ende der Migration vom Gel abgesetzt hat, besteht ein Risiko, daß die Maske nicht die erforderliche Dichtigkeit erreicht.
Mit dieser Art Maske ist es wichtig, daß die gesamte Oberfläche der Maske vollständig auf das Gel aufgebracht ist. Es muß vermieden werden, daß beim Aufsetzen auf das Gel. Luftblasen zwischen das Gel und die Kunststoffmaske eingeschlossen werden. Andernfalls besteht ein Risiko, daß entweder Reagens unter der Maske entweicht oder angrenzende Reagenzien sich vermischen.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen großen Teil der früheren Nachteile überwindet.
Die vorliegende Erfindung hat eine Vorrichtung zum Gegenstand, die das Aufbringen, die Verteilung und die Inkubation eines Reagens auf einem Gel ermöglicht, bei der man Mengen an Reagens verwendet in derselben Größenordnung wie bei klassischen Vorrichtungen, wobei die Vorrichtung gemäß der Erfindung jedoch von den Nachteilen der klassischen Vorrichtungen frei ist.
Die vorliegende Erfindung hat gleichermaßen zum Gegenstand, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die das Aufbringen, die Verteilung und die Inkubation eines Reagens auf einem Gel ermöglicht, bei der man verschiedene Zonen mit entsprechend unterschiedlichen Reagenzien inkubieren kann, ohne daß eine Vermischung der Reagenzien auftritt.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die das Aufbringen, die Verteilung und die Inkubation eines Reagens auf einem Gel ermöglicht, bei dem die Arbeitsschritte auf ein Minimum reduziert sind.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren eines Reagens auf einem Gel vorzuschlagen, die es ermöglicht, exakte Ergebnisse zur quantitativen Bestimmung der im Gel fraktionierten Substanzen zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren eines Reagens auf einem Gel vorzuschlagen, die zum Automatisieren geeignet ist.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine starre Maske, die bestimmt ist zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren einer oder mehrerer Flüssigkeit(en) auf ein Gel (mit Gesamtoberfläche Sg) in eine oder mehrere bestimmte Zone(n) des Gels, nachfolgend als "Inkubationsoberfläche Si" bezeichnet, wobei die Maske umfaßt:
- eine obere Fläche und eine untere Fläche, wobei der Abstand, der die untere Fläche von der oberen Fläche trennt, die Dicke der Maske bildet,
- mindestens eine Öffnung, die bestimmt ist, das Aufbringen und die Verteilung von Flüssigkeit auf der Inkubationsoberfläche Si des Gels zu ermöglichen, und durch eine Ausnehmung gebildet ist, die die Maske über die gesamte Dicke durchquert, und/oder
- mindestens eine Spalte, die die Maske über ihre gesamte Dicke durchquert und dazu bestimmt ist, den Rückzug der überschüssigen Flüssigkeit zu ermöglichen, die auf der Inkubationsoberfläche Si des Gels vorhanden ist, wobei diese Spalte in dem Teil der Maske angeordnet ist, deren Projektion sich entweder in der Inkubationsoberfläche Si oder außerhalb der Inkubationsoberfläche Si befindet,
- Mittel zum Anordnen der Maske, die bestimmt sind, die untere Fläche in einem bestimmten Abstand von der Oberfläche Sg des Gels zu halten, in deren Nähe die Maske geführt wird, unter den Bedingungen, daß sie den Kontakt zwischen der unteren Fläche der Maske und der Inkubationsoberfläche Si verhindern, wenn die Maske in der Nähe des Gels ist, und daß die Flüssigkeit auf das Gel aufgebracht wird, wobei die untere Fläche außerdem so ausgebildet ist, daß sie auf mindestens einem mit Sm bezeichneten Teil keine Unregelmäßigkeit auf ihrer Oberfläche aufweist, die ein Hindernis für die Verteilung von Flüssigkeit auf der Inkubationsoberfläche Si sein könnte, wobei die Oberfläche Sm in Bezug auf die übrige untere Fläche abgegrenzt ist, in der Weise, daß die Flüssigkeit sich nur auf der Oberfläche Si des Gels in Projektion von Sm verteilen kann, wobei diese Projektion von Sm auf dem Gel größer oder gleich der Inkubationsoberfläche Si des Gels ist.
Die Erfindung ermöglicht mit Vorteil, die Maske auf dem Gel anzuordnen, das die eine oder mehreren Inkubationsoberflächen umfaßt. Sie ermöglicht auch, die Maske unter das Inkubationsgel anzuordnen. In jedem Fall, ist die Oberfläche zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren von Reagenzien auf dem Gel in der Nähe der unteren Fläche der Maske angeordnet, wobei die letztere gleichwohl nicht in Kontakt mit der Inkubationsfläche Si ist.
Die Flüssigkeit ist im allgemeinen das Reagens, das zum Entwickeln der Proteine bestimmt ist, die zuvor auf dem Gel vorgelegt wurden. Das Reagens wird durch die oben definierte Ausnehmung eingeführt, die gleichermaßen als "Einführöffnung" bezeichnet wird.
Die Inkubationsoberfläche Si ist die Zone des Gels, die zwingend mit dem (oder den) Reagens(zien) bedeckt sein muß, damit die Entwicklung der Proteine stattfindet. Mit Li ist die Länge der Inkubationsoberfläche bezeichnet, das heißt, die Abmessung der Inkubationsoberfläche parallel zur elektrophoretischen Migrationsrichtung .
Im Falle eines einzigen Reagens kann Si gleich der Oberfläche Sg sein oder Si kann ein Teil von Sg sein, die trotzdem alle Migrationsstrecken enthält, das heißt, die Zonen des Gels, wo die elektrophoretischen Trennungen erzeugt werden.
Es ist indessen anzumerken, daß die effektiv vom Reagens bedeckte Zone größer sein kann als die Oberfläche Si (siehe Figur 6f).
Im Falle der Inkubation mit verschiedenen Reagenzien oder gegebenenfalls mit einem Reagens, aber auf unterschiedlichen Zonen des Gels, die beispielsweise jeweils unterschiedliche Migrationsstrecken umfassen, wird die Inkubationsoberfläche durch Si&sub1;, Si&sub2;, Sin definiert, wgbei n eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 ist.
Mit "Sm" wird eine untere Fläche der Maske bezeichnet, die keine Unregelmäßigkeit auf ihrer Oberfläche aufweist, die ein Hindernis für die Verteilung des Reagens auf der Inkubationsoberfläche Si darstellen kann und insbesondere weder konkave Unebenheiten noch konvexe Unebenheiten, das heißt eine Oberfläche ohne Grat oder Absatz, die verhindern könnten, daß das Reagens sich über die Oberfläche Si ausbreitet, wobei die Oberfläche Sm eben oder gewölbt ist, oder ebene oder gewölbte Elemente umfaßt.
Die Oberfläche Sm kann die Spalte und die Einführöffnung umfassen, die oben definiert sind.
Mit Vorteil ist die Oberfläche Sm eben oder gewölbt, insbesondere zylindrisch, mit großem Radius in Bezug auf die Abmessungen von Si.
Die Oberfläche Sm kann gleichermaßen aus Facettenelementen zusammengesetzt sein, die eben oder gewölbt sind, insbesondere zylindrisch, die untereinander verbunden sind, wobei diese unterschiedlichen Facetten sowie ihre Verbindungen so ausgebildet sind, daß sie kein Hindernis für die Verteilung von Flüssigkeit auf der Inkubationsoberfläche Si darstellen.
Die Länge Lm ist die Abmessung der Oberfläche Sm parallel zur Richtung der elektrophoretischen Migration. Die Breite der Oberfläche Sm, von der nachfolgend die Rede ist, entspricht der senkrechten Abmessung zu der oben definierten Länge.
Wenn diese Oberfläche Sm, die eine Ausnehmung aufweist, die das Aufbringen eines Reagens ermöglicht, in der Nähe der Oberfläche eines Gels angeordnet wird, kann sie ermöglichen, daß ein durch die Ausnehmung eingeführtes Reagens durch Kapillarkraft zwischen sich und der zu inkubierenden Oberfläche Si gehalten wird.
Diese aufgebrachte Flüssigkeit kann sich dann zwischen Sm und der Geloberfläche verteilen, bis sie auf eine Diskontinuität trifft, die sowohl der Rand des Gels, wie der Rand der Maske oder eine Nut oder eine konkave Abstufung sein kann, die die Oberfläche Sm begrenzen.
Unter Verteilung von Flüssigkeit ist die Progression oder Verschiebung von Flüssigkeit auf der Oberfläche Si zu verstehen, bedingt durch Kapillarkräfte (die aus der Nähe der unteren Fläche der Maske und der Inkubationsfläche Si resultieren) und gegebenenfalls Gravitationskräften.
Im Fall wo mehrere Reagenzien verteilt werden sollen, werden Maskenflächen durch Sm&sub1;, Sm&sub2;, Smn definiert, wobei n eine ganze Zahl gleich oder größer 2 darstellt, soviel wie ebene, gewölbte Oberflächen vorhanden sind, insbesondere zylindrische, coplanare, cozylindrische oder aus ebenen oder gewölbten Facettenelementen, insbesondere zylindrischen zusammengesetzte, wobei die verschiedenen Facettenelemente untereinander verbunden sind.
Die Oberflächen Sm&sub1; bis Smn sind durch konkave Abstufungen oder Nuten abgegrenzt.
Was die Spalte betrifft, kann sie in der Maske angeordnet sein, in der Weise, daß sich ihre Projektion in der Inkubationsoberfläche Si befindet, oder außerhalb der Inkubationsoberfläche Si, aber angrenzend an einen der Ränder der genannten Inkubationsoberfläche Si oder angrenzend an einen der Ränder der tatsächlich vom Reagens bedeckten Oberfläche. Mit Vorteil ist die Spalte angrenzend an den Rand der Oberfläche Si gegenüber dem Bereich der Einführöffnung angeordnet.
Die Spalte ist mit Vorteil außerhalb der Inkubationsoberfläche Si angeordnet. Wenn sie in der Inkubationsoberfläche Si angeordnet ist, ist es erforderlich, daß sie solche Abmessungen aufweist, daß sie kein Hindernis für die Verteilung von Flüssigkeit darstellt. Unter diesen Bedingungen ist die Spalte schmal (kleiner oder gleich ungefähr 1 mm) und erlaubt einen Überschuß an Reagens durch Kapillarkraft zu halten.
Die Topographie der oberen Fläche ist ein Parameter, der verändert werden kann. Indessen ist die obere Fläche mit Vorteil eben. Im folgenden Text ist zur Vereinfachung der Beschreibung angenommen, daß die obere Fläche eben ist, und daß die untere Fläche Sm mit der Länge Lm
- entweder im wesentlichen parallel zur oberen Fläche ist,
- oder mit der oberen Fläche einen Winkel unter ungefähr bildet, wenn diese horizontal verwendet wird, oder
- im wesentlichen parallel ist zur oberen Fläche über einen Teil ihrer Länge Lm und über den Rest der Länge Lm, in der Verlängerung der parallelen Oberfläche einen Winkel mit der oberen Fläche bildet, wobei dieser Winkel so ausgebildet ist, daß er die Verteilung von Flüssigkeit über die Inkubationsoberfläche Si nicht behindern kann.
Mit Vorteil ist im dritten oben erwähnten Fall zur jeweiligen Position der unteren Fläche in Bezug auf die obere Fläche, die untere Fläche mit Vorteil im wesentlichen parallel zur oberen Fläche über einen Teil ihrer Länge Lm, die der Länge der Inkubationsoberfläche Li entspricht. Die Verlängerung dieser parallelen Oberfläche durch einen Teil, der mit der oberen Fläche einen Winkel bildet, ist mit Vorteil so, daß der Winkel zwischen der unteren Fläche und dem Gel ein spitzer Winkel von ungefähr 1º bis ungefähr 90º ist, was die Entfernung des überschüssigen Reagens begünstigt, wenn dieser Winkel im Bereich der Spalte liegt (siehe Figur 6d).
Die Oberfläche Sm der Maske kann gleichermaßen gewölbt sein, mit Vorteil zylindrisch sein.
Wenn die Oberfläche der Maske von einer zylindrischen Oberfläche gebildet ist, muß ihr Durchmesser größer oder gleich dem Quadrat von Li sein.
Wenn die zylindrische Oberfläche nur eine Fraktion f der Inkubationslänge Li betrifft, muß der Durchmesser größer oder gleich dem Quadrat der Länge f x Li sein.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen eine Maske, die bestimmt ist zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren einer oder mehrerer Flüssigkeiten, bei der die untere Fläche der Maske mindestens zwei Abstufungen oder zwei Nuten umfaßt, wobei die Abstufungen oder Nuten in einem Abstand zueinander angeordnet sind, um mindestens einen Teil der Maske Sm abzugrenzen, der keine Unregelmäßigkeit auf seiner Oberfläche aufweist, die ein Hindernis für die Verteilung von Flüssigkeit auf einer Inkubationsoberfläche Si sein könnte, und deren Projektion auf ein Gel gleich oder größer ist als die Inkubationsoberfläche Si des Gels, auf die die Flüssigkeit verteilt werden kann, wobei die Abstufungen und die Nuten eine ausreichende Höhe aufweisen, damit die Flüssigkeit durch Kapillarkraft auf der genannten Inkubationsoberfläche Si des Gels gehalten werden kann.
In dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Teil Sm der Maske weder durch den Rand des Gels noch durch den Rand der Maske begrenzt, besonders durch mindestens zwei Abstufungen oder zwei Nuten, die eine ausreichende Höhe aufweisen, und gegebenenfalls eine ausreichende Größe aufweisen, damit die Flüssigkeit durch Kapillarkraft auf der genannten Inkubationsoberfläche Si des Gels gehalten werden kann und die Grenzen der Inkubationsoberfläche Si des Gels oder die Grenzen der Projektion der Oberfläche Sm auf das Gel nicht überschreitet.
Die Nuten können die Gesamtheit der Maske durchqueren und sie werden als "Hohlnuten" bezeichnet. Damit die Hohlnuten die Flüssigkeit durch Kapillarkraft halten, müssen ihre Abmessungen so gewählt sein, daß sie nicht als Reservoir dienen können mit einer eventuellen Ansammlung von Flüssigkeit im Inneren des Reservoirs, und doch so, daß sie mit Vorteil eine Größe von mehr oder gleich 2 mm aufweisen und eine Höhe von mehr oder gleich 0,2 mm, mit Vorteil 0,5 mm und bevorzugt 1 mm aufweisen.
Die Abstufungen oder Nuten umrahmen einen Migrationsweg und sind mit Vorteil rechtwinklig.
Im allgemeinen weisen die Migrationswege die Form eines rechtwinkligen Bandes auf, beispielsweise mit den folgenden Abmessungen: Länge ungefähr 10 mm bis ungefähr 100 mm, Breite ungefähr 2 mm bis ungefähr 80 mm. Wenn ein Migrationsweg von zwei Nuten umgeben ist, können die beiden anderen Ränder des Migrationsweges von einem Teil der beiden Ränder des Gels oder von zwei Rändern der Maske ausgebildet sein oder von zwei anderen Nuten, die zu den beiden zuvor definierten Nuten senkrecht stehen.
Wenn es mehrere Migrationswege gibt, sind diese mit Vorteil so ausgebildet, daß ihre Ränder mit kleinster Abmessung in einer gleichen Anordnung liegen.
Die Erfindung hat gleichermaßen eine Maske zum Gegenstand, die bestimmt ist zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren einer einzigen Flüssigkeit umfassend eine einzige Ausnehmung, die die Maske durchquert, die bestimmt ist zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren einer einzigen Flüssigkeit auf einem Gel in einer Inkubationsoberfläche Si des Gels.
Diese Ausführungsform umfaßt den Fall, wo eine einzige Flüssigkeit aufgebracht, verteilt und inkubiert werden soll.
In diesem Fall ist eine einzige Ausnehmung zur Ausführung des Aufbringens von Flüssigkeit vorgesehen.
Diese Ausnehmung kann die Form einer länglichen Spalte aufweisen, die beispielsweise die folgenden Abmessungen besitzt: Länge 50 mm, Breite 1,5 mm.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen eine Maske, die bestimmt ist zum Aufbringen, zum Verteilen und zum Inkubieren
- mehrerer Flüssigkeiten auf ein Gel in zugehörige Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin oder
- einer Flüssigkeit auf ein Gel in mehrere Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin, wobei n zwischen 2 und 50 liegt,
wobei die Maske so ausgebildet ist, daß ihre untere Fläche Abstufungen oder Nuten aufweist, wobei die Abstufungen oder Nuten zueinander in einem Abstand angeordnet sind, um mehrere Teile der Maske Sm&sub1; bis Smn abzugrenzen, wobei n zwischen 2 und 50 liegt, die keine Unregelmäßigkeit auf ihrer Oberfläche aufweisen, die ein Hindernis für die Verteilung von Flussigkeit auf den Oberflächen Si&sub1; bis Sin sein können, und deren Projektion auf das Gel größer oder gleich den Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin des Gels ist, auf die die Flüssigkeit verteilt werden soll, wobei die Abstufungen und Nuten eine ausreichende Höhe aufweisen, damit die Flüssigkeit durch Kapillarkraft in den Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin des Gels gehalten werden kann.
Dieser Fall entspricht dem Aufbringen von mehreren Flüssigkeiten auf entsprechenden Inkubationsoberflächen oder einer Flüssigkeit auf mehreren Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin.
Um das Aufbringen, die Verteilung und Inkubation von Flüssig keit auf der Oberfläche Si zu erreichen, kann vorgesehen sein, daß die Öffnung, die zum Aufbringen dient, ein Volumen aufweist, wie es geeignet ist, um ein Reservoir auszubilden, das eine Kapazität zum Zurückhalten überschüssiger Flussigkeit aufweist, um die Verteilung von Flüssigkeit auf der Inkubationsoberfläche Si zu erreichen, selbst wenn im Verlauf der Inkubation eine geringe Menge an Reagens verdampft (siehe Figur 6a).
Man kann auf andere Weise verfahren, um das Aufbringen, die Verteilung und Inkubation von Flüssigkeit auf der Inkubationsoberfläche Si zu erreichen. Wenn das Gel und die Maske im wesentlichen parallel zueinander gehalten sind, kann es nützlich sein, die Anordnung von Gel und Maske in einer Drehung um eine Achse zu neigen, die im wesentlichen parallel ist zu den Rändern des Gels oder zu einem der Ränder der Maske, in der Weise, daß die Flüssigkeit durch die Schwerkraft in Richtung der Inkubationsoberfläche Si abfließt, die bedeckt sein muß (siehe Figur 6b).
Man kann gleichermaßen, um das Aufbringen, Verteilen und Inkubieren von Flüssigkeit zu erreichen, das Gel in einer Position im wesentlichen horizontal halten und die Maske leicht neigen durch Drehung um eine Achse parallel zu einem der Ränder der Maske oder einem der Ränder des Gels und im Bereich des Randes der Inkubationsoberfläche gelegen, in der Weise, daß der Abstand zwischen dem Gel und der Maske auf Höhe dieser Achse geringer ist als der Abstand zwischen dem Gel und der Maske in der Zone, die dieser Achse gegenuberliegt (siehe Figur 6c).
Wenn gegeben ist, daß die Kapillarkräfte im Bereich dieser Achse größer sind, verteilt sich die Flüssigkeit durch Kapillarwirkung auf der Inkubationsoberfläche Si.
Die Erfindung hat gleichermaßen eine Maske zum Gegenstand wie sie zuvor beschrieben wurde, in der die Einführöffnung ein Volumen besitzt, so daß sie geeignet ist, ein Reservoir auszubilden, das eine Rückhaltekapazität für überschüssige Flüssigkeit aufweist, um die Verteilung von Flüssigkeit auf der Inkubationsoberfläche Si zu erreichen.
Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maske besitzt die Einführöffnung eine längliche Form oder eine Kreisform, bevorzugt länglich und weist mit Vorteil eine Breite von ungefähr 1 mm bis ungefähr 2 mm, insbesondere 1,5 mm auf und eine Länge von ungefähr 4 mm bis ungefähr 80 mm, insbesondere 5 mm.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Ausnehmung der Maske geeignet, durch Kapillarwirkung ein Flüssigkeitsvolumen von mindestens gleich V/10 aufzunehmen, wobei V das Volumen zwischen der Inkubationsoberfläche Si und der Maske ist, wenn die Maske und das Gel entsprechend zueinander angeordnet sind unter den Bedingungen, daß sich die in der Ausnehmung eingebrachte Flüssigkeit auf dem Gel verteilt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Einführöffnung im Bereich der Mitte des Teils Sm der Maske angeordnet und in Form einer länglichen Spalte, deren Abmessungen so sind, daß sie die Flüssigkeit nicht darin behindert, sich auf die Inkubationsoberfläche Si aufzubringen, und deren Länge mit Vorteil die Länge der Inkubationsoberfläche Si ist, die Länge beträgt mit Vorteil ungefähr 1 mm bis ungefähr 2 mm, wobei diese Einführöffnung gleichermaßen geeignet ist, die Funktion der Spalte zu erreichen, die dazu bestimmt ist, den Rückzug von überschussiger Flüssigkeit zu ermöglichen, die auf der Oberfläche Si verteilt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Spalte, die dazu bestimmt ist, den Rückzug von überschüssiger Flüssigkeit zu ermöglichen, im wesentlichen parallel zur Breite der Inkubationsoberfläche und ist angrenzend an den Rand der Inkubationsoberfläche angeordnet, der dem Bereich der Einführöffnung gegenüberliegt, und besitzt mit Vorteil eine Breite von ungefähr 1 mm bis ungefähr 4 mm, insbesondere 2 mm, und eine Länge, die größer oder gleich der Breite der Oberfläche Si ist und die Innenfläche der Spalte ist senkrecht zur Oberfläche der Maske und bevorzugt in Bezug auf die Richtung senkrecht zur Oberfläche der Maske geneigt, um zu ermöglichen, daß die Mittel, die den Rückzug von überschüssiger Flüssigkeit ermöglichen, mit der genannten überschüssigen Flüssigkeit in direkten Kontakt gebracht werden.
Zum Fixieren der Ideen, kann die Neigung der Innenflächen der Spalte in Bezug auf die senkrechte Richtung der Maskenoberfläche ungefähr 30º betragen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung beträgt die Dicke der Maske ungefähr 1 mm bis ungefähr 20 mm, insbesondere 2 mm bis ungefähr 10 mm und die Erhebungen weisen eine Höhe von mindestens gleich 0,2 mm, mit Vorteil ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 20 mm auf oder die Nuten besitzen eine ausreichende Breite, daß bei der Inkubation, jede durch Kapillarkraft zwischen der Maske und der Inkubationsoberfläche Si gehaltene Flüssigkeit sich nicht mit den in den direkt an Si angrenzenden Inkubationsoberflächen gehaltenen Flüssigkeiten vermischt, wobei die Breite der Nuten ungefähr 1 mm bis ungefähr 10 mm beträgt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Maske mehrere Teile Sm der Maske, mit Vorteil ungefähr 6 bis ungßfähr 50, wobei jeder der Teile Sm eine Einführöffnung umfaßt, die mit Vorteil in dem Teil von Sm gelegen ist, dessen Projektion auf das Gel dem anodischen Teil des Gels entspricht,
wobei die Maske eine einzige Spalte umfaßt, die dazu bestimmt ist, den Rückzug überschüssiger Flüssigkeit zu ermöglichen, die auf den Oberflächen Si des Gels verteilt ist, wobei diese Spalte sich bevorzugt senkrecht in Bezug auf die größte der Abmessungen von Teilen Sm der Maske erstreckt und bevorzugt in der Maske in einer Position angeordnet ist, so daß ihre Projektion im kathodischen Teil des Gels liegt.
Die Teile Sm sind mit Vorteil durch Rechtecke gebildet, die beispielsweise eine Länge größer oder gleich ungefähr 10 mm bis ungefähr 80 mm und eine Breite von ungefähr 2 mm bis ungefähr 80 mm aufweisen.
Die Erfindung hat gleichermaßen eine Maske zum Gegenstand wie sie zuvor beschrieben wurde, umfassend einen einzigen Teil Sm, dessen Abmessungen größer oder gleich denen von Si sind, und umfassend im Bereich eines der Enden eine Ausnehmung mit einer länglichen Form und deren Länge bevorzugt der Breite der Inkubationsoberfläche Si entspricht und gleichermaßen im Bereich des anderen Endes eine Spalte umfaßt, die zum Rückzug überschüssiger Flüssigkeit bestimmt ist, wobei diese Spalte mit Vorteil als Länge mindestens die Breite von Si aufweist.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen eine Maske umfassend Mittel zum Positionieren der Maske in Bezug auf das Gel, so daß der Minimalabstand zwischen dem Gel und dem Teil Sm der Maske größer oder gleich 0,1 mm ist und der Wert des Maximalabstandes ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 2 mm, insbesondere 1 mm.
Diese Mittel können aus jedem Befestigungsmittel gebildet sein, beispielsweise Schrauben usw... Man kann gleichermaßen vorsehen, daß die Maske an ihrem Rand Anschläge aufweist, die auf dem Gel aufliegen können, wobei diese Anschläge so angeordnet sind und Abmessungen aufweisen, daß es keinen Kontakt zwischen dem Teil Sm der Maske und der Inkubationsoberfläche Si gibt.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die obere Fläche der Maske und ihre untere Fläche nicht parallel zueinander, sondern bilden einen Winkel, so daß, wenn die obere Fläche der Maske parallel zur Oberfläche des Gels angeordnet ist, der Minimalabstand zwischen dem Gel und der Maske größer oder gleich ungefähr 0,1 mm ist und der Wert des Maximalabstandes ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 2 mm, insbesondere 1 mm beträgt.
Die Erfindung hat gleichermaßen eine Maske zum Gegenstand, die so ausgeführt ist, daß die Öffnung zum Aufbringen und Verteilen von Flüssigkeit mit der Spalte zusammenfällt (damit identisch ist), die dazu bestimmt ist, den Rückzug überschüssiger Flüssigkeit zu ermöglichen. Diese Ausführungsform ermöglicht insbesondere eine leichtere Automatisierung der Vorrichtung zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren von einem oder mehreren Reagenzien auf ein Gel vorzusehen.
Die Einführöffnung (Öffnung (1)), die in dieser Ausführungsform mit der Eliminierungspalte der Reagenzien zusammenfällt, ist mittels Schläuchen und einem Verteiler mit mehreren Kanälen mit verschiedenen Reagenzlösungen zum Einführen verbunden sowie mit einem "Abfall"-Behälter, der bestimmt ist zum Aufnehmen der eliminierten Reagenzien. Diese Lösungen werden mittels einer Pumpe in die eine oder andere Richtung transportiert.
Unter diesen Bedingungen ist die von der Öffnung (1) verschiedene Spalte, die zuvor beschrieben wurde, und nach der Phase der Inkubation die Eliminierung des Reagens durch Absaugen mittels eines auf dieser Höhe eingeführten Filterpapiers ermöglicht, nicht mehr notwendig und wird weggelassen.
Unter diesen Bedingungen kann die Öffnung (1) verschiedene Formen aufweisen, bevorzugt eine Kreisform mit kleinem Durchmesser aufweisen, der mit Vorteil kleiner ist als 2 mm und bevorzugt kleiner als 1 mm.
Gemäß dieser Ausführungsform, in der die Einführöffnung gleichermaßen dazu dient, die Reagenzien nach Inkubation zu eliminieren, ist es vorteilhaft, daß:
1) die Peripherie der Öffnung (1) ein Teil der Oberfläche Sm der Maske ist, die geeignet ist, mit diversen Reagenzlösungen in Kontakt zu kommen, die zur Geloberfläche am nächsten ist, ohne jedoch mit ihr in Kontakt zu kommen (Minimalabstand größer oder gleich 0,1 mm);
2) In dem Maße wie man sich auf der Oberfläche Sm von dieser Öffnung entfernt, nimmt der Abstand Gel-Maske zu oder bleibt in der Grenze konstant.
In dem Fall wo das eingeführte Reagens Kohäsionskräfte besitzt, die zu denen des Wassers analog sind, darf der Maximalabstand zwischen der Oberfläche des Gels und der der Maske 2 mm nicht überschreiten (dieser Maximalabstand kann leicht vergrößert oder verkleinert werden, wenn die Kohäsionskräfte der eingeführten Flüssigkeit entsprechend größer oder kleiner sind)
Unter der Annahme, daß das Gel eben ist, definieren die Einschränkungen des Minimalabstandes von 0,1 mm auf Höhe der Öffnung (1) und andererseits der Maximalabstand von ungefähr 2 mm am Rand der Inkubationszone Si die Form der Oberfläche Sm der Maske, die sich beispielsweise in Form einer zentnerten oder exzentrierten Pyramide mit rechteckiger oder quadratischer Basis darstellt, oder auch in Form einer konischen Rotationsfläche mit zentrischer oder exzentrischer kreisförmiger oder elliptischer Basis und deren Spitze der Öffnung (1) entspricht.
Die Winkel an der Spitze dieser Pyramide oder dieser konischen Rotationsfläche hängen von den Abmessungen der Oberfläche Si des zu inkubierenden Gels ab.
Zum Beispiel für eine kreisförmige Inkubationsoberfläche mit 90 mm Durchmesser sollte der Winkel an der Spitze einer Maske mit einer Oberfläche Sm in Form eines zentrischen Konus mit kreisförmiger Basis zwischen 175 und 179º liegen.
Unter den Bedingungen der Einführung eines mittels Schläuchen und einer Pumpe zur Öffnung (1) geführten Reagens&sub1; verteilt sich die Flüssigkeit auf der Oberfläche des Gels von der Öffnung (1) aus, wobei die aufeinanderfolgenden Konturen der Zonen des Gels, die mit dem Reagens bedeckt werden, die äquidistanten Höhenlinien der Oberfläche Sm in Bezug auf die Geloberfläche sind, die in horizontaler Position gehalten ist. In dem Fall, wo die Oberfläche der Maske eine zentrierte konische Rotationsfläche mit kreisförmiger Basis ist, sind es konzentrische Kreise, die um die Öffnnung (1) zentriert sind.
Es ist zweckmäßig, die verschiedenen Reagenzien ohne Luftblasen einzuführen (weil an der Stelle einer Luftblase das Reagens nicht mit dem Gel in Kontakt ist, findet hier keine Inkubation statt) und in ausreichend langsamen Mengen in der Größenordnung von (50 bis 1000 µl/s), um zu vermeiden, daß das Gel gegenüber der Öffnung (1) infolge der Anwendung von hydraulischen Drücken, die mit der mechanischen Festigkeit des Gels nicht verträglich sind, beschädigt wird.
Nach der Inkubationsphase wird das Reagens durch die Öffnung (1) mittels einer Pumpe wieder aufgenommen. Die Öffnung (1) ist die Oberfläche über der Zone, die dem Gel am nächsten ist, und auf dieser Höhe sind die Kapillarkräfte für die Flüssigkeit, die zwischen die Maske und das Gel eingeführt ist, maximal und in dem Maße des Ansaugens der Flüssigkeit sammelt sich diese in dieser Zone mit minimalem Gel-Maskenabstand. Während dieses Vorgangs sind die aufeinanderfolgenden Zonen des noch mit Flüssigkeit bedeckten Gels in umgekehrter Ordnung dieselben wie die beim Einführen und entsprechen den äquidistanten Höhenlinien zwischen der Maske und dem Gel. Wenn das Aufsaugen der Flüssigkeit ausreichend langsam ist (50 µl bis 1000 µl/s), so daß die Kohäsion der Flüssigkeit nicht gebrochen wird (und dies vor allem zum Ende des Aufsaugens) wird diese kontinuierlich und praktisch vollständig aufgesaugt.
Damit die Eliminierung des Reagens, das zuvor eingeführt wurde, möglichst vollständig erfolgt, ist wichtig:
1) daß der Durchmesser der Öffnung (1), die zur Oberfläche der Maske reicht, eine kleine Abmessung aufweist (Durchmesser in der Größenordnung von Millimetern);
2) daß sie in einem geringen Abstand zur Oberfläche des Gels von 0,1 bis 1 mm und bevorzugt von 0,2 bis 0,6 mm ist;
3) das Ziel, die Kohäsion des letzten Tropfens zu erhalten, der aufgesaugt wird, und es ist bevorzugt, daß die Oberfläche der Maske, die den Rand der Öffnung (1) umgibt, eine zur Oberfläche des Gels parallele Abflachung über eine Zone von 10 bis 200 mm², bevorzugt von 25 bis 100 mm² aufweist.
Bei dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, die Maske unter die Geloberfläche anzuordnen.
Wenn das Gel durch ein geeignetes Mittel (zum Beispiel durch Ansaugung im Vakuum mittels einer porösen Platte) in einer horizontalen Position gehalten ist, wobei die freie Seite des Gels nach unten gerichtet ist, befindet sich die Maske also darunter und die Funktion der Anordnung ist analog zu der vorher beschriebenen.
Es erscheint trotzdem unter diesen Bedingungen, daß die Elimination des letzten Tropfes der zuvor eingeführten Flüssigkeit erleichtert ist, weil sie durch die Schwerkraft eine größere Neigung hat, sich auf Höhe der Ansaugöffnung (1) zu sammeln.
In dem Fall, wo ein einziges Reagens gemäß dem Verfahren auf ein selbes Gel aufgebracht wird, ist es zweckmäßig, das Volumen des abgegebenen Reagens durch die Pumpe zu kalibrieren, um die Zone Si des Gels vor dem Inkubieren zu bedecken.
Wenn die Oberfläche Si gleich der Oberfläche des Gels ist über das Volumen hinaus, das zwischen der Oberfläche des Gels und der gegenüberliegenden Oberfläche der Maske enthalten ist, wird noch ein Überschuß an Reagens gehalten. Ein zusätzlicher Überschuß an Reagens kann trotzdem durch Kapillarkräfte entweichen, ohne jedoch den Rest der Lösung nachzuziehen, der zwischen den beiden Oberflächen Gel und Maske enthalten ist. Es genügt unter diesen Bedingungen, wenn ein Aufnahmesystem vorhanden ist, beispielsweise eine Tropfrinne am Rande der Maske mit einem Evakuierungssystem für dieses überschüssige Reagens, damit dieses in keiner Weise den Nachweisprozeß stört.
In dem Fall, wo mehrere verschiedene Reagenzien gemäß dem Verfahren auf ein selbes Gel aufgebracht werden, ist es unbedingt nötig, daß keine Mischung der Reagenzien auftritt.
Jede der Zonen Sm&sub1;, Sm&sub2; .. Smn der Maske, die verschiedenen Inkubationszonen Si&sub1;, Si&sub2; ... Sii des Gels entspricht, zeigt sich in Form einer Pyramide mit rechtwinkliger oder quadratischer Basis oder auch mit zentrischer oder exzentrischer konischer Rotationsoberfläche mit kreisförmiger, elliptischer oder rechtwinkliger Basis usw..., die jeweils eine Öffnung (1) auf ihrer Spitze aufweisen und voneinander durch Rinnen getrennt sind, wobei alle Öffnungen bevorzugt in einem gleichen Abstand zum Gel angeordnet sind.
Unabhängige Pumpen injizieren gleichzeitig (oder nacheinander) in jede der Öffnungen abgemessene Volumen der verschiedenen Reagenzien in der Weise, daß die Oberflächen des Gels Si&sub1;, Si&sub2; ...Sii bedeckt werden.
Ein Überschuß an Reagens kann in dem Maße toleriert werden, wo die verschiedenen Oberflächen Sm&sub1;, Sm&sub2; ... Smi etwas größer sind als die zu inkubierenden Oberflächen Si&sub1;, Si&sub2; .. Sii und die Abstände Gel-Maske auf Höhe des Randes der Zonen Si&sub1;, Si&sub2; und Sii kleiner als 2 mm sind (dies für eingeführte Flüssigkeiten, deren Kohäsionskräfte zu denen von Wasser analog sind), um die Erhaltung der Kapillarität eines eventuellen Überschusses an Reagens über diesen Rand hinaus zu erhalten.
Die Entfernung des Reagens nach der Inkubationsphase wird auf dieselbe Weise durchgeführt wie zuvor beschrieben.
Die Erfindung hat gleichermaßen eine Anordnung zum Gegenstand umfassend eine Maske und ein Gel, die erlaubt, eine Inkubation auf einem Gel auszuführen, das zuvor einer Elektrophorese unterzogen wurde, oder erlaubt, Kreuzreaktionen (crossdot) auszuführen.
Die Erfindung hat gleichermaßen eine Anordnung zum Gegenstand umfassend Mittel, die ermöglichen, daß die Teile Sm der Maske ausreichend nahe am Gel sind, damit die Flüssigkeit, die auf den Inkubationsoberflächen Si verteilt werden soll, durch Kapillarkraft auf den Inkubationsoberflächen Si des Gels in Projektion der Teile Sm der Maske gehalten werden, damit die Teile Sm der Maske parallel zum Gel sind oder in Bezug auf das Gel geneigt sind, bevorzugt in einem Winkel von ungefähr 0,5 bis ungefähr 3º, mit Vorteil ungefähr 1,5º, wobei der Minimalabstand zwischen der Maske und dem Gel mit Vorteil im Bereich der Spalte und der Maximalabstand zwischen der Maske und dem Gel mit Vorteil im Bereich der Einführöffnung liegt.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen ein Verfahren zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren einer oder mehrerer Flüssigkeit(en) auf ein Gel (mit Oberfläche Sg) in eine oder mehrere bestimmte Zone(n) des Gels, nachfolgend als "Inkubationsoberfläche Si" bezeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß
- eine Maske, gemäß der Erfindung, in Bezug auf das Gel angeordnet wird, in der Weise, daß der Teil Sm der Maske ausreichend nahe an der Inkubationsoberfläche Si ist, damit die Flüssigkeit, die auf der Oberfläche Si verteilt werden soll, durch Kapillarkraft auf der Oberfläche Si gehalten wird,
und dadurch, daß
- die Flüssigkeit in die oben definierte Einführöffnung eingeführt wird,
- die Maske in Bezug auf das Gel in einer Position gehalten wird wie es oben angegeben ist, oder, wenn die Maske und das Gel zueinander parallel sind, wird die Maske in Bezug auf das Gel geneigt, damit sich die Flüssigkeit durch Kapillarkraft auf der Oberfläche Si verteilt, oder die Anordnung aus Gel und Maske wird in Bezug auf die Horizontale geneigt, in der Weise, daß die Flüssigkeit sich auf der Inkubationsoberfläche Si durch die Schwerkraft verteilt, während einer Zeit, die ausreicht, daß die Reaktion zwischen der Flüssigkeit und den Verbindungen, insbesondere Proteinen, die auf dem Gel vorhanden sind, insbesondere durch Elektrophorese, stattfinden kann,
- nach Ende der Inkubation die überschüssige Flüssigkeit, die auf der bestimmten Inkubationsoberfläche des Gels verteilt ist, durch angeordnete Mittel durch die Spalte wie zuvor definiert abgezogen wird, insbesondere mit Hilfe von Filterpapier,
- die Maske vom Gel entfernt wird.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen ein Verfahren, bei dem die Maske in Bezug auf das Gel parallel gehalten wird und die Anordnung in einem ausreichenden Winkel zur Horizontale geneigt wird, damit die Flüssigkeit sich durch Schwerkraft über die Inkubationsoberfläche Si verteilt, und vorteilhafter Weise in einem Winkel von ungefähr 5º bis ungefähr 90º, mit Vorteil ungefähr 30º.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen ein Verfahren, bei dem die Maske in einem ausreichenden Winkel in Bezug auf das Gel gehalten wird, damit die Flüssigkeit sich durch Kapillarkraft auf der Inkubationsoberfläche Si verteilt, und insbesondere in einem Winkel von ungefähr 0,5 bis ungefähr 3º, mit Vorteil ungefähr 1,5º.
Die Erfindung hat ein Elektrophoresegerät zum Gegenstand, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine Maske wie zuvor beschrieben umfaßt, die bestimmt ist zum Verteilen und Inkubieren eines oder mehrerer Reagenzien.
Die Erfindung wird im Lichte der folgenden Beschreibung erläutert
Dieser neue Typ von Maske der Erfindung (schwimmende Maske oder schwebende Maske) kann aus einem ebenen und starren Kunststoffstück gebildet sein, bevorzugt transparent (zum Beispiel Plexiglas), das beispielsweise eine Dicke von ungefähr 2 bis ungefähr 10 mm aufweist und in dem die untere Fläche mindestens einen Teil Sm umfaßt, dessen Oberfläche mindestens der der Oberfläche des mit dem Reagens zu bedeckenden Gels entspricht, auch "Inkubationsoberfläche Si" genannt. Dieses Kunststoffteil ist durchgehend und senkrecht zu seiner Oberfläche durchdrungen von einer Einführöffnung, bevorzugt in länglicher Form, die innerhalb oder außerhalb der Inkubationszone angeordnet ist. Diese Einführöffnung erlaubt die Einführung von Reagenzien mittels einer Pipette.
Der Teil Sm der inneren Oberfläche des Kunststoffteils entsprechend der Inkubationsoberfläche ist dadurch gekennzeichnet, daß er keine Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche aufweist (Polieren). Er ist durch geeignete Haltemittel im Bereich der Geloberfläche angeordnet, entweder parallel dazu oder mit einer leichten Neigung, aber ohne, daß es einen Kontakt zwischen der Inkubationsoberfläche Si und dem Teil Sm der Maske gibt
Mit dem geringen Abstand zwischen der Geloberfläche und der Kunststoffoberfläche (von 0,1 bis 2 mm) verteilt sich die mittels einer Pipette durch die Einführöffnung eingeführte Flüssigkeit durch Kapillarkraft zwischen den beiden ebenen Oberflächen (Teil Sm und Geloberfläche) und bedeckt die Zone des Gels, die sich in Projektion unter dem Teil Sm des Kunststoffteils befindet.
Das eingeführte Volumen muß mindestens gleich dem Volumen Vo des Raumes sein, der zwischen den beiden Oberflächen frei ist, damit die Inkubationsoberfäche Si bedeckt wird.
Ein Überschuß an Flüssigkeit (Reagens) in Bezug auf dieses Volumen Vo kann bis zu 1,2- oder 1,3mal betragen; wobei das Volumen Vo bevorzugt ist. Es ermöglicht, die Bedeckung des Gels entspechend der Inkubationsoberfläche Si zu erreichen, selbst wenn eine geringe Verdunstung des Reagens während der Inkubationsphase auftritt.
Dieser Überschuß an Reagens wird prinzipiell durch Kapillarkraft auf Höhe der Einführöffnung gehalten, sofern diese eine längliche Form geringer Größe (1 bis 2 mm) aufweist (damit die Phänomene der Kapillarwirkung sich entfalten) und eine ausreichende Länge (größer oder gleich 4 mm), um ein durch Kapillarkraft gehaltenes ausreichendes Flüssigkeitsvolumen zu erreichen (siehe nachfolgende Beispiele).
Wenn durch die Einführöffnung eine etwas größere Reagensmenge (x 1,1) zur Summe der Volumen Vo und zum Flüssigkeitsvolumen, das durch Kapillarkraft auf Höhe der Einführöffnung gehalten werden kann, zugegeben wird, verteilt sich dieser Überschuß homogen am Rande der Inkubationsoberfläche des Kunststoffteils, was zu einer leichten Erhöhung der Geloberfläche führt, die der Inkubation unterzogen wird, aber dies auf geregelte Weise, wobei dieser Überschuß immer auf Höhe des Kunststoffteils durch Kapillarkraft gehalten ist.
Im Falle der Verwendung nur eines einzigen Reagens ist der einzige Nachteil ein unnötiger Verbrauch von Reagens.
Im Falle der Inkubation von angrenzenden Zonen mit verschiedenen Reagenzien genügt es, wenn der Raum zwischen den anliegenden Inkubationsoberflächen ausreichend ist, um diese Zunahme der behandelten Oberflächen zu tolerieren, ohne daß ein Risiko besteht, daß die mit zwei verschiedenen Reagenzien behandelten Oberflächen sich vereinigen.
In jedem Fall muß der Abstand zwischen den Zonen größer oder gleich 2 oder 3 mm sein, damit das Phänomen der Diffusion von Reagenzien im Gel, das während der Phase der Inkubation (5' bis 30') auftritt, nicht zu Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Reagenzien führt, die im Gel diffundiert sind. Für längere Inkubationszeiten, beispielsweise 1 h, ist ein Abstand grißer oder gleich 4 oder 5 mm nötig, aber dies trifft auch für andere früher angewandte Verfahrensarten zu.
Die längliche Form der Einführöffnung zeigt, neben der oben genannten Rolle als Reserve für Reagens, den Vorteil, daß sie eine leichte Zuführung des Reagens auf das Gel erlaubt, zum Beispiel, indem man die Flüssigkeit auf die vertikale Wand der Öffnung an einem ihrer Enden fließen läßt.
Im Falle einer kreisförmigen Öffnung mit gleichem Durchmesser wie die Breite der vorigen Öffnung, muß man eine Dichtigkeit durch Reibung zwischen dem Ansatzstück mit kreisförmigem Durchmesser der Pipette und der Öffnung erreichen, und muß mit einem leichten Druck das Reagens auf die Geloberfläche injizieren, wobei dieser Druck einen Wert aufweist, der gleich oder größer ist als der der nötig ist, um die Kapillarkräfte zu überwinden, die sich auf Höhe der kreisförmigen Öffnung mit kleinem Querschnitt entwickeln. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn die Oberfläche Sm größer ist als Si und wenn das injizierte Volumen kleiner ist als das zwischen der Oberfläche Sm und dem Gel umfaßte Volumen.
Die Breite der Einführöffnung ist so, daß das Ende des kegelstumpfförmigen Pipettenansatzstückes hier eindringen kann, ohne daß es ihm jedoch möglich ist, über die Ebene der Kunststoffoberfläche herunterzukommen, die gegenüber dem Gel liegt. Das Ende der Pipette kann daher beim Zuführen der Reagenzien in keinem Fall die Geloberfläche beschädigen,
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung mit schwebender Maske ist, daß die Phänomene der Verdunstung, die während der Inkubation auftreten können, äußerst reduziert sind, da sie nur am Rand der Inkubationsoberfläche und auf Höhe der Einführöffnung auftreten können.
Nach der Inkubationsphase ist es zweckmäßig, das überschüssige Reagens zu entfernen.
In dem Falle, wo mehrere Reagenzien auf angrenzenden Zonen verwendet wurden, kann man wie folgt vorgehen.
Die verschiedenen Inkubationsoberflächen sind im allgemeinen Rechtecke, deren große Seiten parallel sind und deren kleine Seiten colinear sind
Wenn man entlang der kleinen Seiten eine Spalte ausführt, die beiderseits des Kunststoffteils verläuft, kann man durch diese ein Stück Filterpapier einführen, das auf das Gel auftrifft und die zwischen der Kunststoffmaske und dem Gel gehaltene Flüssigkeit erreichen. Durch Kapillarkraft steigt die Flüssigkeit in das Filterpapier und wird von der oder den Inkubationsflächen abgezogen.
Um indessen diese Entfernung von Flüssigkeit durch Absaugen mittels Filterpapier zu erleichtern, ist man daran interessiert, daß die schwebende Maske nicht vollkommen parallel zum Gel ist, sondern einen Dieder mit sehr kleinem Winkel von 1 bis 20 bildet, wobei die Kante des Dieders auf der Seite ist, wo man die Flüssigkeit durch das Filterpapier absaugen will. Unter diesen Bedingungen sind die Kapillarkräfte auf der Seite, wo der Abstand Gel-Maske am geringsten ist, größer und die zwischen den beiden Oberflächen befindliche Flüssigkeit besitzt die Tendenz, sich hier anzusammeln und so ihre Eliminierung durch das Filterpapier zu erleichtern, wenn dieses in die zü diesem Zweck bestimmte Spalte eingeführt wird.

Beschreibung der Figuren

Figur 1 stellt eine Schnittansicht und eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Maske dar, die zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren einer einzigen Flüssigkeit auf eine Inkubationsoberf läche Si bestimmt ist,
(1) stellt die Einführöffnung dar und (2) stellt die zum Absaugen des Überschusses an Reagens bestimmte Spalte dar.
Sm stellt die Einsatzfläche der Maske dar, die auf einer Seite durch die Spalte (2) und auf jeder der drei anderen Seiten durch eine Nut abgegrenzt ist.
Figur 2 zeigt:
* eine Schnittansicht C-C in Richtung einer Nut,
* eine Schnittansicht D-D durch eine Einführöffnung und
* eine Draufsicht einer Maske, die zur Aufnahme mehrerer Flüssigkeiten bestimmt ist, bevor sie verschiedene Inkubationsoberflächen bedecken, wobei sechs dargestellt sind.
(1) entspricht verschiedenen Ausnehmungen, (2) entspricht der Spalte und (3) entspricht den Nuten, die dazu bestimmt sind, die verschiedenen Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Si&sub6; abzugrenzen. Die Flächen Sm&sub1; bis Sm&sub6;, die den Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Si&sub6; entsprechen, sind angegeben.
Die Figuren 3a und 3b zeigen eine Anordnung Gel-Maske, die zum Aufbringen eines einzigen Reagens auf das gesamte Gel bestimmt ist.
In den beiden Figuren bezeichnet (1) die Einführöffnung&sub1; Der Umfang der Maske ist unterbrochen gezeichnet und der Umfang des Gels ist durchgezogen gezeichnet.
Die Spalte, nicht dargestellt, die zum Absaugen der Flüssigkeit bestimmt ist, liegt entweder angrenzend an den Rand von Si gegenüber dem Bereich der Einführöffnung (siehe Figur 3a) oder liegt im Inneren von Si (siehe Figur 3b).
Der schraffierte Teil entspricht der Inkubationsoberfläche Si, die in beiden Fällen, gleich der Oberfläche Sg des Gels ist.
Figur 3a stellt den Fall dar, wo die Fläche Sm der Maske größer ist als die Oberfläche Sg des Gels.
Figur 3b stellt den Fall dar, wo die Fläche Sm der Maske gleich der Oberfläche Sg des Gels ist.
Die Figuren 4a, 4b und 4c stellen eine Anordnung Gel-Maske zum Aufbringen eines einzigen Reagens auf einen Teil der Oberfläche Sg des Gels dar. In diesen Fällen ist die Inkubationsoberfläche Si kleiner als die Oberfläche Sg des Gels.
Der Umfang der Maske ist unterbrochen gezeichnet und der Umfang des Gels ist durchgezogen gezeichnet.
Der schraffierte Teil entspricht der Inkubationsoberfläche Si.
In diesen drei Figuren stellt (1) die Einführöffnung dar.
In den drei Figuren ist die zum Absaugen der überschüssigen Flüssigkeit bestimmte Spalte im Bereich der Achse XX' gelegen.
Figur 4a entspricht insbesondere dem Fall, wo die Fläche Sm der Maske größer ist als Si und die Fläche Sm der Maske größer ist als Sg, wobei die Einführöffnung (1) innerhalb oder außerhalb von Si ist.
XX' entspricht der kleineren Abgrenzung der Oberfläche Si.
YY' entspricht der größeren Abgrenzung von Si.
ZZ' entspricht der größeren Abgrenzung des Gels.
Figur 4b entspricht dem Fall, wo die Fläche Sm der Maske gleich der Inkubationsoberfläche Si ist und die Fläche Sm der Maske kleiner ist als die Geloberfläche Sg, wobei die Einführöffnung (1) innerhalb von Si ist.
XX' entspricht der kleineren Abgrenzung von Si.
Figur 4c entspricht dem Fall, wo die Fläche Sm der Maske größer ist als die Inkubationsoberfläche Si und die Fläche Sm der Maske kleiner ist als die Oberfläche Sg des Gels. Die Einführöffnung ist innerhalb oder außerhalb der Inkubationsoberfläche Si.
XX' entspricht der kleineren Abgrenzung von Si oder von Sm.
YY' entspricht der größeren Abgrenzung von Si.
ZZ' entspricht der größeren Abgrenzung von Sm.
Die Figuren 5a und 5b stellen den Fall von mehreren Reagenzien oder einem Reagens auf mehrere verschiedene Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin desselben Gels dar.
Die Einführöffnungen sind mit (1) bezeichnet. Die Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin sind schraffiert. Die Geloberfläche ist durch durchgehende Striche abgegrenzt und die Flächen Sm&sub1; bis Smn der Maske sind durch unterbrochene Striche begrenzt.
In Figur 5a stellt XX' die Ausrichtung der kleineren Ränder der Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin dar.
In Figur 5b stellt XX' die Ausrichtung der kleineren Ränder der Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin dar;
stellt YY' die Ausrichtung der größeren Ränder der Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin dar;
stellt ZZ' die Ausrichtung der größeren Ränder der Flächen Sm&sub1; bis Smn dar.
In den Figuren 5a und 5b ist die Spalte, nicht dargestellt, im Bereich der Achse XX'.
Die Figuren 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g, 6h und 6i stellen schematisch in Schnittansicht verschiedene mögliche Könfigurationen der erfindungsgemäßen Masken dar.
Figur 6a entspricht dem Fall, wo die Fläche Sm eben und parallel zum Gel ist, wobei das Gel und die Fläche Sm in horizontaler Position sind.
Mit (1) ist die Einführöffnung für das Reagens bezeichnet, mit (e) der Abstand, der die Fläche Sm vom Gel trennt und mit Schraffierungen die Oberfläche Si, bevor sie inkubiert wird. In diesem Fall muß das Volumen an Reagens, das eingeführt wird, größer oder gleich Sm x e sein.
Es ist anzumerken, daß die Fläche Sm einerseits durch die Spalte (2) begrenzt ist, die zum Absaugen überschüssiger Flüssigkeit bestimmt ist, und andererseits durch einen mit konkaver Stufe versehenen Teil.
Figur 6b stellt den Fall dar, wo die Fläche Sm parallel zum Gel ist, wie es in Figur 6a angegeben ist, mit dem einzigen Unterschied, daß die Anordnung von Gel und Maske zur Seite der Spalte (2) geneigt ist, die zum Absaugen überschüssiger Flüssigkeit bestimmt ist, wobei der zwischen der Anordnung von Maske und Gel gebildete Winkel in Bezug auf die Horizontale ungefähr 15º beträgt. In diesem Fall muß das eingeführte Volumen an Reagens größer oder gleich Si x e sein.
Figur 6c stellt den Fall dar, wo die Fläche Sm einen kleinen Winkel von ungefähr 2º mit dem Gel bildet, das selbst in horizontaler Position ist. Mit (e1) ist der Minimalabstand zwischen Sm und der Oberfläche Si dargestellt und mit (e2) der Maximalabstand zwischen Sm und Si. In diesem Fall ist das eingeführte Volumen an Reagens größer oder gleich
Si x (e1 + e2)/2
Figur 6d entspricht dem Fall, wo die Maske durch eine größere ebene Fläche und eine kleinere ebene Fläche gebildet ist, die zwischen sich einen Winkel bilden (Dieder). Mit (e1) ist der Minimalabstand zwischen Sm und Si dargestellt und mit (e2) der Maximalabstand zwischen Sm und Si. In diesem Fall ist das eingeführte Volumen an Reagens größer oder gleich
Si x (e1 + e2)/2
Figur 6e entspricht dem Fall, wo die Maske durch zwei ebene Flächen gebildet ist, die zwischen sich einen Winkel ausbilden (Dieder). In diesem Fall ist die Fläche Sm der Maske gleich (S'm + S"m). Die Fläche S'm ist die Oberfläche, die zum Gel parallel ist, das selbst in horizontaler Position ist, und die Fläche S"m bildet einen Winkel α mit der Fläche S'm. Der Minimalabstand zwischen der Fläche S"m und der Oberfläche Si ist e1 und der Abstand zwischen der Fläche S'm und der Oberfläche Si ist e2. In diesem Fall ist das eingeführte Volumen an Reagens größer oder gleich S'm x e2 mit der weiteren Bedingung, daß:
S'm x e2 ≥ (Si - S"m cosα)e2 + S"m cosα(e1 + e2)/2
In Figur 6e ist der Fall dargestellt, wo die Inkubationsoberfläche bis zur Spalte (2) reicht, aber es kann gleichermaßen vorgesehen sein, daß die Inkubationsoberfläche an der Schnittstelle (3) der Fläche S'm und S"m endet. Diese Konfiguration ist in Figur 6f dargestellt.
Unter diesen Bedingungen ist die Menge an Reagens, die pro Oberflächeneinheit auf der Inkubationszone verteilt ist, konstant, was im Beispiel 6e nicht der Fall ist.
Diese Konstanz der Menge an Reagens pro Oberflächeneinheit des Gels, das einer Inkubation unterzogen wird, kann prinzipiell nötig sein, wenn die Inkubation verlängert ist (weil die Kinetik der Inkubationsreaktion langsam ist) und wenn das Reagens nicht in großem Überschuß in Bezug auf die Erfordernisse der Reaktion vorhanden ist.
Um unter diesen Bedingungen bei jeder Position der Inkubationszone dasselbe Resultat zu erhalten, besteht ein Interesse, auf Höhe der Inkubationszone einen gleichen Abstand zwischen dem Gel und der Maske zu haben. Die Zone, die der Verengung des Raums Gel-Maske entspricht, wird der Inkubation unterzogen, obwohl dies nicht nötig ist, weil sie in diesem Fall außerhalb der Inkubationszone liegt und einen leicht überhöhten Verbrauch an Reagens nach sich zieht.
Figur 6g entspricht dem Fall einer Maske mit einer ebenen Oberfläche S'm, die zum Gel parallel ist, in horizontaler Position verlängert durch eine zylindrische Oberfläche S"m mit Radius R, die die Oberfläche S'm berührt. Der Radius R besitzt dieselbe Größenordnung oder ist größer als die Länge Li von Si. (1) stellt die Einführöffnung dar und (2) die Spalte.
Die Figuren 6h und 6i entsprechen dem Fall einer Maske, in der die obere Fläche und die untere Fläche alle beide eine zylindrische Oberfläche aufweisen.
Wenn die obere Fläche konkav ist, siehe Figur 6h und wenn sie konvex ist, siehe Figur 6i.
In beiden Fällen ist der Durchmesser der zylindrischen unteren Flächen größer als das Quadrat der Länge Li von Si.
Die Figuren 7a, 7b und 7c stellen eine Gel-Maske-Anordnung dar, in der die Maske in der Art ausgeführt ist, daß die Einführöffnung des oder der Reagenzien gleichermaßen die Öffnung (Spalte genannt, wenn sie sich von der Einführöffnung unterscheidet) für die Eliminierung der Reagenzien nach der Inkubation bildet. Das Gel ist auf einen Kunststoffträger aufgetragen.
Im Falle der Figuren 7a, 7b und 7c ist die untere Seite der Maske in Bezug auf die Geloberfläche geneigt, die selbst zur oberen Fläche der Maske parallel ist.
Im Falle der Figuren 7b und 7c ist das Gel auf der Maske angeordnet. In diesem Fall ist das Gel in der Nähe der Maske gehalten, ohne damit in Kontakt zu sein, zum Beispiel mittels einer Vorrichtung mit Vakuumansaugung (5) beispielsweise einer perforierten Platte, die mit einer Vakuumanlage verbunden ist. Das Gel zeigt dadurch nach unten. Es ist anzumerken, daß je nach der Ausführungsform, bezüglich der relativen Position der Maske in Bezug auf das Gel, die Gelseite der Oberfläche des Gels entspricht, auf der die Inkubation stattfindet und die als untere und obere Flächen der Maske bezeichneten entsprechen in allen diesen Fällen der Fläche, die dem Gel am nächsten ist (für die untere Fläche der Maske) und der vom Gel am weitesten entfernten (für die obere Fläche der Maske).
In dieser Ausführungsform werden die Reagenzien mittels einer Pumpe zur Oberfläche zum Aufbringen und Inkubieren geführt, die durch Kanäle oder Schläuche (4) (mehrsträngig für verschiedene Reagenzien) mit Reagenzien versorgt wird.
Figur 7c stellt eine Gel-Maske-Vorrichtung dar, die das Aufbringen, Verteilen und Inkubieren von Reagenzien auf Höhe mehrerer getrennter Flächen des Gels ermöglicht.

BEISPIELE

Beispiel I: Maske bestimmt zum Aufbringen. Verteilen und Inkubieren eines einzigen Reagens auf der gesamten Oberfläche des Gels:

Unter diesen Bedingungen kann die Geloberfläche kleiner als die Fläche Sm der Maske (Figur 3a), oder gleich der Oberfläche Sm der Maske (Figur 3b) sein.
Wenn das Gel in horizontaler Position ist und parallel zur unteren Fläche der Maske, ist der Abstand zwischen dem Gel und der Maske e. Folglich ist das einzuführende Volumen an Reagens mindestens gleich Si x e = Sg x e.
Im Fall eines Überschusses an Reagens, der nötig sein kann, um die Verluste durch Verdampfung während der Inkubation auszugleichen, verteilt sich dieser eines Teils auf Höhe der Einführöffnung soweit diese solche Abmessungen aufweist, daß sich Kapillarkräfte entwickeln können, und andern Teils regulär am Rand von Si.

Beispiel II: Maske zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren eines einzigen Reagens auf einem Teil des Gels:

Es ist die folgende Konfiguration vorzusehen.
Die Fläche Sm der Maske ist größer als die Inkubationsoberfläche Si und die Maskenfläche Sm ist größer oder gleich der Oberfläche Sg des Gels, wobei die Einführöffnung innerhalb oder außerhalb der Inkubationsoberfläche Si gelegen ist (Figur 4a).
Wenn das Gel und die Maske zueinander parallel sind und durch einen Abstand e getrennt sind, ist das Volumen des eingeführten Reagens Si x e.
Um zu erreichen, daß Reagens auf der Inkubationszone Si vorhanden ist, kann die Anordnung von Gel und Maske durch Drehung um eine Achse parallel zu XX' geneigt sein, in der Weise, daß das Reagens auf der Seite der zu bedeckenden Zone des Gels durch Schwerkraft nach unten kommt, das heißt zwischen XX' und YY'.
Damit die Bedeckung der Inkubationsoberfläche Si durch das Reagens erreicht wird, ist eine andere Möglichkeit, das Gel in horizontaler Position zu halten und durch Drehung um eine Achse parallel zu XX' die Maske leicht zu neigen, in der Weise, daß der Abstand Gel-Maske e&sub1; auf Höhe von XX' geringer ist als der Abstand Gel-Maske e&sub2; auf Höhe von YY'. Die Kapillarkräfte sind im Bereich von XX' größer, so daß sich das Reagens durch Kapillarwirkung zwischen XX' und YY' verteilt
In diesem Fall bildet die Maske dann mit der Ebene des Gels einen Winkel α. Wenn Li der Abstand in mm zwischen XX' und YY' ist, ist tgα kleiner oder gleich 2/Li .
Unter diesen Bedingungen ist das einzuführende Volumen an Reagens zum Bedecken von Si:
Si(e&sub1; + e&sub2;)/s
wobei e&sub1; größer oder gleich 0,1 mm ist, weil es keinen Kontakt zwischen dem Gel und der Maske herstellen soll, e&sub2; ist kleiner oder gleich 2 mm, damit die Kapillarkräfte ausreichend sind.
Ein Überschuß an Reagens, der es ermöglicht, die Wirkung der Verdunstung zu kompensieren, die während der Inkubation auftreten kann, verteilt sich ausgehend von YY' zwischen YY' und ZZ'.

Beispiel III: Maske zum Aufbringen. Verteilen und Inkubieren eines einzigen Reagens auf einem Teil des Gels:

Die Fläche Sm der Maske ist gleich der Inkubationsoberfläche Si und die Fläche Sm der Maske ist kleiner als die Oberfläche Sg des Gels, wobei die Einführöffnung im Inneren der Inkubationsoberfläche liegt (Figur 4b).
Wenn das Gel in horizontaler Position ist und parallel zur Maske im Abstand e ist, beträgt des Volumen der einzuführenden Flüssigkeit Si x e = Sm x e.
Ein leichter Überschuß an Reagens verteilt sich eines Teils auf Höhe der Einführöffnung (wenn sie geeignete Abmessungen aufweist, daß sich Kapillarkräfte entwickeln) und anderen Teils regulär am Rand von Si. In diesem Fall ist es nicht nötig, die Anordnung von Gel und Maske zu neigen, noch einen Winkel zwischen der Ebene des Gels und der der Maske auszubilden.

Beispiel IV: Maske zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren eines einzigen Reagens auf einem Teil des Gels:

Die Fläche Sm der Maske ist größer als die Inkubationsoberfläche Si und die Fläche Sm der Maske ist kleiner als die Oberfläche Sg des Gels, wobei die Einführöffnung innerhalb oder außerhalb der Inkubationsoberfläche liegt (Figur 4c).
a) Wenn das Gel und die Maske parallel sind, durch einen Abstand e getrennt sind, ist das eingeführte Volumen an Reagens gleich Si x e.
Um das Vorhandensein von Reagens zwischen XX' und YY' zu erreichen, wird die Anordnung von Gel und Maske durch Drehung um eine Achse parallel zu XX' geneigt, in der Weise, daß XX' in einer tieferen Position ist als YY', und daß die Flüssigkeit durch Schwerkraft bis zu XX' hinunterläuft und sich zwischen XX' und YY' sammelt.
Der maximal zulässige Winkel, damit die Flüssigkeit durch Kapillarwirkung zwischen XX' und YY' bleibt, ist umso größer, wie der Abstand e kleiner ist. Er kann theoretisch 90º betragen, für einen Abstand e von 0,2 mm, in dem Fall, wo der Abstand Li zwischen XX' und YY' 7,5 cm nicht übersteigt und wenn das Reagens Wasser ist (Gesetz von Jurin).
b) Wenn das Gel in horizontaler Position ist, kann die Maske, um ein Vorhandensein von Reagens zwischen XX' und YY' zu erreichen, leicht geneigt sein Dies kann in der Weise durchgeführt werden, daß der Abstand Gel-Maske e&sub1; auf Höhe von XX' kleiner ist als der Abstand e&sub2; auf Höhe von YY' (siehe Beispiel II). Das Volumen des Reagens beträgt dann:
Si (e&sub1; + e&sub2;)/2

Beispiel V: Fall der Verteilung von mehreren Reagenzien oder eventuell eines Reagens, aber auf mehrere verschiedene Inkubationsoberflächen desselben Gels:

Dieser letzte Fall (selbes Reagens auf mehrere verschiedene Flächen) kann vorgesehen sein, um den Verbrauch an Reagens einzuschränken.
Wenn das Gel und die Maske horizontal und parallel zueinander sind, getrennt durch einen Abstand e, beträgt das auf jede Inkubationsoberfläche (Si&sub1; bis Sin) einzuführende Volumen an Reagens Si&sub1; x e, Si&sub2; x e, usw... (Figur 5a).
Dieses Beispiel ist analog zu Beispiel III.

Beispiel VI: Fall der Verteilung von mehreren Reagenzien oder eventuell eines Reagens, aber auf mehrere verschiedene Inkubationsoberflächen desselben Gels:

a) Wenn das Gel und die Maske zueinander parallel sind, getrennt durch einen Abstand e, sind die Bedingungen analog zu denen von Beispiel IVa.
b) Wenn das Gel in horizontaler Position ist und wenn die Maske leicht geneigt ist, sind die Bedingungen analog zu denen von Beispiel IVb.

Claims

1. Starre Maske, die bestimmt ist zum Aufbringen, zum Verteilen und zum Inkubieren einer oder mehrerer Flüssigkeit(en) auf ein Gel mit Gesamtoberfläche Sg in eine oder mehrere bestimmte Zone(n) des Gels, nachfolgend als "Inkubationsoberfläche Si" bezeichnet, wobei die Maske umfaßt:

- eine obere Fläche und eine untere Fläche, wobei der Abstand, der die untere Fläche von der oberen Fläche trennt, die Dicke der Maske bildet,

- mindestens eine Öffnung (1), die bestimmt ist, das Aufbringen und die Verteilung von Flüssigkeit auf der Inkubationsoberfläche Si des Gels zu ermöglichen, und durch eine Ausnehmung gebildet ist, die die Maske über ihre gesamte Dicke durchquert, und/oder

- mindestens eine Spalte (2), die die Maske über ihre gesamte Dicke durchquert und dazu bestimmt ist, den Rückzug der überschüssigen Flüssigkeit zu ermöglichen, die auf der Inkubationsoberfläche Si des Gels vorhanden ist, wobei diese Spalte in dem Teil der Maske angeordnet ist, deren Projektion sich entweder in der Inkubationsoberfläche Si oder außerhalb der Inkubationsoberfläche Si befindet,

- Mittel zum Anordnen der Maske, die bestimmt sind, die untere Fläche in einem bestimmten Abstand von der Oberfläche Sg des Gels zu halten, in deren Nähe die Maske geführt wird, unter Bedingungen, daß sie den Kontakt zwischen der unteren Fläche der Maske und der Inkubationsoberfläche Si verhindern, wenn die Maske in der Nähe des Gels ist, und daß die Flüssigkeit auf das Gel aufgebracht wird, wobei die untere Fläche außerdem so ausgebildet ist, daß sie auf mindestens einem mit Sm bezeichneten Teil keine Unregelmäßigkeit auf ihrer Oberfläche aufweist, die ein Hindernis für die Verteilung von Flüssigkeit auf der Inkubationsoberfläche Si sein könnte, wobei die Oberfläche Sm in Bezug auf die übrige untere Fläche abgegrenzt ist, in der Weise, daß die Flüssigkeit sich nur auf der Oberfläche Si des Gels in Projektion von Sm verteilen kann, wobei diese Projektion von Sm auf dem Gel größer oder gleich der Inkubationsoberfläche Si des Gels ist.

2. Maske nach Anspruch 1, in der die Oberfläche Sm eben oder gewölbt ist, einen Durchmesser aufweist, der größer oder gleich dem Quadrat der Länge der Inkubationsoberfläche ist, oder aus ebenen oder gewölbten Facettenelementen zusammengesetzt ist, die untereinander verbunden sind, wobei diese verschiedenen Facetten sowie ihre Verbindungen so ausgebildet sind, daß sie kein Hindernis für die Verteilung von Flüssigkeit auf der Inkubationsoberfläche Si sind.

3. Maske nach Anspruch 2, in der die Oberfläche Sm zylindrisch ist oder aus zylindrischen Facettenelementen zusammengesetzt ist.

4. Maske nach Anspruch 1, die bestimmt ist zum Aufbringen, zum Verteilen und zum Inkubieren einer oder mehrerer Flüssigkeiten, in der die untere Fläche der Maske mindestens zwei Abstufungen oder zwei Nuten (3) aufweist, wobei die Abstufungen oder Nuten in einem Abstand zueinander angeordnet sind, um mindestens einen Teil der Maske Sm abzugrenzen, der keine Unregelmäßigkeiten auf seiner Oberfläche aufweist, die ein Hindernis für die Verteilung von Flüssigkeit auf der Inkubationsoberfläche Si sein können, und dessen Projektion auf ein Gel gleich oder größer ist als eine Inkubationsoberfläche Si des Gels, auf der die Flüssigkeit verteilt werden kann, wobei die Abstufungen und Nuten eine ausreichende Höhe aufweisen, daß die Flüssigkeit durch Kapillarkraft auf der Inkubationsoberfläche Si des Gels gehalten werden kann

5. Maske nach Anspruch 1, die bestimmt ist zum Aufbringen, zum Verteilen und zum Inkubieren einer einzigen Flüssigkeit, umfassend eine einzige Öffnung (1), die die Maske durchquert, die bestimmt ist zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren einer einzigen Flüssigkeit auf ein Gel in eine Inkubationsoberfläche Si des Gels.

6. Maske nach Anspruch 1, die bestimmt ist zum Aufbringen, zum Verteilen und zum Inkubieren

- mehrerer Flüssigkeiten auf ein Gel in zugehörige Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin oder

- einer Flüssigkeit auf ein Gel in mehrere Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin, wobei n zwischen 2 und 50 liegt,

wobei die Maske so ausgebildet ist, daß ihre untere Fläche Abstufungen oder Nuten (3) aufweist, wobei die Abstufungen oder Nuten zueinander in einem Abstand angeordnet sind, um mehrere Teile der Maske Sm&sub1; bis Smn abzugrenzen, wobei n zwischen 1 und 50 liegt, die keine Unregelmäßigkeit auf ihrer Oberfläche aufweisen, die ein Hindernis für die Verteilung von Flüssigkeit auf den Oberflächen Si&sub1; bis Sin sein können, und deren Projektion auf das Gel größer oder gleich den Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin des Gels ist, auf die die Flussigkeit verteilt werden soll, wobei die Abstufungen und Nuten eine ausreichende Höhe aufweisen, damit die Flüssigkeit durch Kapillarkraft in den Inkubationsoberflächen Si&sub1; bis Sin des Gels gehalten werden kann.

7. Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in der die Einführöffnung (1) ein Volumen aufweist, so daß sie in der Lage ist, ein Reservoir auszubilden, das eine Speicherkapazität für einen Überschuß an Flüssigkeit aufweist, um die Verteilung von Flüssigkeit auf der Inkubationsoberfläche Si sicherzustellen.

8. Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in der die Einführöffnung (1) eine längliche Form oder eine Kreisform aufweist.

9. Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 8, in der die Einführöffnung (1) im Bereich der Mitte des Teils Sm der Maske angeordnet ist und die Form einer länglichen Spalte aufweist, deren Dimensionen so gewählt sind, daß sie ein Aufbringen der Flüssigkeit auf die Inkubationsoberfläche Si nicht behindern kann, wobei die Einführöffnung gleichermaßen in der Lage ist, die Funktion der Spalte sicherzustellen, die bestimmt ist, den Rückzug überschüssiger Flüssigkeit, die auf der Oberfläche Si verteilt ist, zu ermöglichen.

10. Maske nach Anspruch 9, in der die Länge der Einführöffnung die Länge der Inkubationsoberfläche Si ist und ihre Breite ungefähr 1 mm bis ungefähr 2 mm beträgt.

11. Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 8, in der die Spalte (2), die bestimmt ist, den Rückzug der überschüssigen Flüssigkeit zu ermöglichen, im wesentlichen parallel ist zur Breite der Inkubationsoberfläche und angrenzend an den Rand der Inkubationsfläche angeordnet ist, der dem Bereich der Einführöffnung (1) gegenüber steht, und die Innenoberfläche der Spalte ist senkrecht zur Oberfläche der Maske.

12. Maske nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Spalte ungefähr 1 mm bis ungefähr 4 mm, insbesondere 2 mm beträgt, und ihre Länge größer oder gleich der Breite der Oberfläche Si ist.

13. Maske nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenoberfläche der Spalte in Bezug auf die senkrechte Richtüng der Oberfläche der Maske geneigt ist, um zu ermöglichen, daß Mittel, die den Rückzug von überschüssiger Flüssigkeit ermöglichen, mit der überschüssigen Flüssigkeit in direkten Kontakt gebracht werden.

14. Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 13, in der die Dicke der Maske ungefähr 1 mm bis ungefähr 20 mm beträgt und die Abstufungen (3) eine Höhe von mindestens gleich 0,2 mm aufweisen oder die Nuten (3) eine ausreichende Breite aufweisen, damit während der Inkubation jede Flüssigkeit, die durch Kapillarkraft zwischen der Maske und der Inkubationsoberfläche Si gehalten ist, sich nicht mit den Flüssigkeiten vermischt, die in den Inkubationsoberflächen gehalten sind, die direkt an Si angrenzen.

15. Maske nach Anspruch 14, in der die Dicke der Maske von 2 mm bis 10 mm beträgt und die Abstufungen (3) eine Höhe von 0,5 mm bis 20 mm aufweisen und die Breite der Nuten ungefähr 1 mm bis ungefähr 10 mm beträgt.

16. Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 15, umfassend mehrere Teile Sm der Maske, wobei jeder der Teile Sm eine Einführöffnung (1) umfaßt, wobei die Maske eine einzige Spalte (2) umfaßt, die dazu bestimmt ist, den Rückzug überschüssiger Flüssigkeit zu ermöglichen, die auf den Oberflächen Si des Gels verteilt ist.

17. Maske nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen 6 und 50 Teilen Sm umfaßt und dadurch, daß die Einführöffnung in dem Teil von Sm angeordnet ist, dessen Projektion auf dem Gel dem anodischen Teil des Gels entspricht, und dadurch, daß die Spalte (2) sich in Bezug auf die größte der Abmessungen der Teile Sm der Maske senkrecht erstreckt und in der Maske an einer Position angeordnet ist, so daß ihre Projektion im kathodischen Bereidh des Gels liegt.

18. Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 17, umfassend einen einzigen Teil Sm, dessen Abmessungen größer oder gleich derer von Si sind, und umfassend im Bereich des einen der Enden eine Öffnung (1) von länglicher Form und im Bereich des anderen Endes gleichermaßen umfassend eine Spalte (2), die zum Rückzug überschüssiger Flüssigkeit bestimmt ist.

19 Maske nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (1) eine Länge entsprechend der Breite der Inkubationsoberfläche Si aufweist und die Spalte (2) in der Länge mindestens die Breite von Si aufweist.

20. Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 19, umfassend Mittel zum Anordnen der Maske in Bezug auf das Gel, so daß der Minimalabstand zwischen dem Gel und dem Teil Sm der Maske größer oder gleich 0,1 mm ist und der Wert des Maximalabstandes ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 2 mm beträgt.

21. Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 14, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführöffnung (1) gleichermaßen dazu bestimmt ist, den Rückzug von überschüssiger Flüssigkeit zu ermöglichen, die auf der Inkubationsoberfläche Si des Gels vorhanden ist.

22. Anordnung umfassend eine Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 21 und ein Gel, die ermöglichen, eine Inkubation auf einem Gel auszuführen, das zuvor einer Elektrophorese unterzogen wurde, oder die ermöglichen, Kreuzreaktionen (cross-dot) durchzuführen.

23. Anordnung nach Anspruch 22 umfassend Mittel zum Anordnen der Maske, die ermöglichen, daß die Teile Sm der Maske ausreichend nahe zum Gel sind, damit die Flüssigkeit, die auf den Inkubationsoberflächen Si verteilt werden soll, durch Kapillarkraft auf den Inkubationsoberflächen Si des Gels in Projektion auf die Teile Sm der Maske gehalten ist und damit die Teile Sm der Maske parallel zum Gel sind oder in Bezug auf das Gel geneigt sind.

24. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile Sm der Maske in Bezug auf das Gel in einem Winkel von ungefähr 0,5 bis ungefähr 3º, beispielsweise 1,5º geneigt sind.

25. Anordnung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalabstand zwischen der Maske und dem Gel im Bereich der Spalte und der Maximalabstand zwischen der Maske und dem Gel im Bereich der Einführöffnung liegt.

26. Anordnung umfassend ein Gel und eine Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske auf das Gel angeordnet ist, wobei die Oberfläche zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren des Gels in der Nähe der unteren Seite der Maske ist.

27. Anordnung umfassend ein Gel und eine Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske unter das Gel angeordnet ist, wobei die Oberfläche zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren des Gels in der Nähe der unteren Seite der Maske ist.

28. Verfahren zum Aufbringen, Verteilen und Inkubieren einer oder mehrerer Flüssigkeit(en) auf ein Gel mit Gesamtoberfläche Sg in eine oder mehrere bestimmte Zone(n) des Gels, nachfolgend als "Inkubationsoberfläche Si" bezeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß

- eine Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 21 in Bezug auf das Gel angeordnet wird, in der Weise, daß der Teil Sm der Maske ausreichend nahe an der Inkubationsoberfläche Si ist, damit die Flüssigkeit, die auf der Oberfläche Si verteilt werden soll, durch Kapillarkraft auf der Oberfläche Si gehalten wird,

und dadurch, daß

- die Flüssigkeit in die oben definierte Einführöffnung (1) eingeführt wird,

- die Maske in Bezug auf das Gel in einer Position gehalten wird wie es oben angegeben ist, oder, wenn die Maske und das Gel zueinander parallel sind, wird die Maske in Bezug auf das Gel geneigt, damit sich die Flüssigkeit durch Kapillarkraft auf der Oberfläche Si verteilt, oder die Anordnung aus Gel und Maske wird in Bezug auf die Horizontale geneigt, in der Weise, daß die Flüssigkeit sich auf der Inkubationsoberfläche Si durch die Schwerkraft verteilt, während einer Zeit, die ausreicht, daß die Reaktion zwischen der Flüssigkeit und den Verbindungen, insbesondere Proteinen, die auf dem Gel vorhanden sind, insbesondere durch Elektrophorese, stattfinden kann,

- nach Ende der Inkubation die überschüssige Flüssigkeit, die auf der bestimmten Inkubationsoberfläche des Gels verteilt ist, durch angeordnete Mittel durch die Spalte (2) wie zuvor definiert abgezogen wird, insbesondere mit Hilfe von Filterpapier,

- die Maske vom Gel entfernt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, in dem die Maske in Bezug auf das Gel parallel gehalten wird und die Anordnung in einem ausreichenden Winkel zur Horizontale geneigt wird, damit die Flüssigkeit sich durch Schwerkraft über die Inkubationsoberfläche Si verteilt.

30. Verfahren nach Anspruch 28, in dem die Maske in einem ausreichenden Winkel in Bezug auf das Gel gehalten wird, damit die Flüssigkeit sich durch Kapillarkraft über die Inkubationsoberfläche Si verteilt

31C Verfahren nach Anspruch 30, in dem die Maske in einem Winkel von 0,5 bis 3º, zum Beispiel 1,5º, in Bezug auf das Gel gehalten wird, wobei das letztere in horizontaler Position ist.

32. Elektrophoresegerät, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Maske nach einem der Ansprüche 1 bis 21 umfaßt oder eine Anordnung nach einem der Ansprüche 22 bis 27, das bestimmt ist zur Verteilung und zur Inkubation eines oder mehrerer Reagenzien.