Gelelektrophorese für Anfänger

[Christoph E. (stoppi)]

Hallo!

Ich packe dies einmal nicht in meinen "Physikprojekte"-Beitrag, sondern 
in einen eigenständigen.

Beim Stöbern auf Aliexpress bin ich auf ein günstiges Set zur 
Gelelektrophorese gestoßen.

Link: https://de.aliexpress.com/item/1005004251651875.html

Da dieses Thema schon seit längerem in meinem Kopf herum schwirrt, habe 
ich es einfach gekauft. Ich muss aber zugeben, über wenig bis gar keine 
Kenntnisse zu diesem Thema zu verfügen. Aber was noch nicht ist, kann ja 
noch werden ;-)

Was brauche ich alles noch dazu (Liste bei weitem nicht vollständig):

* Ein Gleichspannungsnetzteil für Spannungen um die 100V. Hier werde ich 
ein HV-Modul von ebay verwenden. Dieses erhöht Eingangsspannungen um die 
12V auf 50 bis 390V, also genau richtig für meine Bedürfnisse.

Link: https://de.aliexpress.com/item/1005005927250061.html

* Eine µL-Pipette: Hier läuft gerade eine ebay-Auktion aus Österreich 
mit einer Pipette für 1 - 25 µL. Die werde ich mir vermutlich kaufen, 
wenn ich nicht überboten werde.

* Eine großflächige UV-Lichtquelle: Auch diese werde ich mir mit UV-LEDs 
selber basteln.

Da kommen sicherlich noch etliche Sachen wie Agarosegel, Puffer usw. 
dazu, aber wie schon gesagt, ich habe im Moment noch sehr wenig Ahnung 
davon.

Deshalb meine Frage an Euch: Besitzt jemand von euch einen 
Biologie/Chemie-Hintergrund und kann mir einige Tipps zur 
Gelelektrophorese geben? Danke im voraus für Eure Hilfe/Mitwirkung.

Zur Umsetzung des ganzen Projekts: Es soll möglichst einfach und auch 
möglichst günstig umzusetzen sein. Erste große Einsparungen habe ich 
schon beim mechanischen Aufbau von Aliexpress getan...

Von einigen Anbietern gibt es Sets um die 300 Euro für ca. 2 Versuche zu 
kaufen. Mein Motto: Das geht besser und billiger ;-)

Wenn es Neuigkeiten gibt, geht es hier weiter.

[Matthias S. (matthias_s)]

Ist schon ein bisschen her, dass ich das im Studium gemacht hab. 
Allerdings ist mir ein nützliches Buch in Erinnerung geblieben: 
Molekularbiologische Methoden 2.0 von Herrn Reinhardt. Sehr 
praxisbezogen (Fallstricke, Fehlersuche..) und es gibt ein Kapitel über 
Elektrophoresen. Sollte in jeder Unibibliothek zu bekomme sein, oder 
gebraucht, da Standardwerk für Studierende. Was für Proben willst du 
denn auftrennen?

[Christoph E. (stoppi)]

Danke Matthias für den Buch-Tipp.

Bei den Proben fängt ja meine Unwissenheit schon an. Ich bin da 
vollkommen offen für alles. Ich möchte eben nur die typischen Banden 
dann unter UV-Licht oder auch ohne, wenn das geht, sehen. Welche 
möglichst einfachen und vor allem günstige DNA-Proben dafür geeignet 
sind, weiß ich im Moment nicht...

Ich könnte mir auch vorstellen, diese DNA-Proben wenn nicht anders 
experimentell und wirtschaftlich machbar käuflich zu erwerben, aber die 
lassen sich die Geschäfte wohl teuer bezahlen.

[Michael B. (laberkopp)]

Christoph E. schrieb:
> Hier werde ich ein HV-Modul von ebay verwenden. Dieses erhöht
> Eingangsspannungen um die 12V auf 50 bis 390V, also genau richtig für
> meine Bedürfnisse.

Vergiss diese Module. Die ziehen zum Aufladen der Ausgangselkos bis 25A 
aus der Quelle, und wenn die das nicht bringt, laufen die gar nicht erst 
an.

[🍅🍅 🍅. (tomate)]

Irgendwie DNA-Massenspektrometer für Arme.

Im Prinzip DNA irgendwie zerstückeln, dann an einem Ende ins Gel 
reinmachen, Spannung in richtiger Polarität? anlegen, warten und das 
Zeug mit irgendner Farbe einfärben.

So wars zumindest in der Schule.

Anhand der Farbstriche kann man dann sehen, wie gross die DNA-Stücke 
sind, zusammen mit PCR kann man schauen, ob z.B 2Proben gleich sind.

[Uli S. (uli12us)]

Es gab mal im Fernsehen, vermutlich ÖR einen Beitrag, wie man aus 
Tomaten DNS gewinnen kann. Das ging alles mit haushaltsüblich 
vorhandenen bzw leicht beschaffbaren Materialien. Wegen Netzteil, es 
gibt um ca 70€ in China Netzteile, die können wahlweise 30, 60, 120V mit 
150 bis 300W Leistung.
Ich hab selbst so eins mit 30V/10A, das tut problemlos was es soll, ich 
habs aber nie auf welligkeit überprüft, weil das für meinen Einsatz 
belanglos ist.

[Michael B. (laberkopp)]

Uli S. schrieb:
> mit 150 bis 300W Leistung.

Willst du das Zeug verkochen ?

[Christoph E. (stoppi)]

So, das einstellbare Netzteil ist fertig und funktioniert Unkenrufen zum 
Trotz sehr gut. Ich hatte es ja schon mehrmals bei meinen Projekten 
(Sonographie, Electric thermal gun usw.) im Einsatz. Die einstellbare 
Spannung geht von 50 V bis maximal 380 V, also perfekt für mein 
Vorhaben.

Ich habe jetzt entgegen meinen Gepflogenheiten beim Schulmittelhandel 
(conatex) ein Einsteiger-Gelelektroporese-Set um 60 Euro gekauft.

Link: 
https://www.conatex.com/catalog/biologie_lehrmittel/immunologie_und_genetik/restriktion_gelelektrophorese/product-gelelektrophorese_eine_einfuhrung_demonstrationskit_fur_lehrer/sku-1086411

Dabei sind Agarose, TBE-Puffer, Pipetten, fünf gefärbte bekannte Proben, 
drei gefärbte unbekannte Proben.

Bei den Farbstoffen habe ich den Vorteil, keine DNA einfärben zu müssen. 
Zumal ja die bekannten Nukleinsäure-Farbstoffe wie Ethidiumbromid 
mutagen sind...

Bei Carl Roth findet man Agarose (10 g für 20 Euro, 
https://www.carlroth.com/at/de/agarosen-gelbildner/agarose-standard/p/3810.1) 
und TBE-Puffer 
(https://www.carlroth.com/at/de/gelpufferloesungen/rotiphorese5x-tbe-puffer/p/1l9k.1) 
zu vernünftigen Preisen.

Auf Youtube 
(https://www.youtube.com/watch?v=NYLgCq0HiH4&list=LL&index=1) bin ich 
aber auch über Anleitungen gestolpert, die Agar-Agar anstelle der reinen 
Agarose verwenden und als Puffer eine Lösung aus Backpulver und 
(destilliertem) Wasser. Scheint auch zu funktionieren und ist 10mal 
billiger. Um die Farbstoffe brauche ich mich im Moment auch nicht zu 
kümmern, da die beim Conatex-Angebot bereits inkludiert sind. Das mit 
dem Agar-Agar und dem Backpulver werde ich mit Sicherheit auch probieren 
(habe ich auch schon besorgt), ist ja genau nach meinem Geschmack etwas 
möglichst einfach und günstig umzusetzen...

Wenn es Neuigkeiten gibt, geht es hier weiter, obwohl der Titel jetzt 
eher "Gelelektrophorese für Arme" lauten müsste. Durch das 
Nichtverwenden von echter DNA fallen Dinge wie UV-Panel dann halt auch 
weg. Immerhin habe ich das Netzteil selbst gebastelt ;-)

[Rbx (rcx)]

Früher gab es mal einen Sachbuch-Comic, der war ganz gut, der hieß 
"Genetik für Anfänger".
Eine größere Übersicht gab es mal von Singer und Berg in dem Buch Gene 
und Genome.
Der Wiki-Artikel zum Klonieren oder zu anderen Themen sind auch ganz 
gut:
https://de.wikipedia.org/wiki/Klonierung
https://de.wikipedia.org/wiki/Northern_Blot

(Radioaktivität spielt hier auch noch eine (recht übliche) Rolle)

[Christoph E. (stoppi)]

Schön langsam trudeln die Teile für die Gelelektrophorese ein. Heute kam 
das Packet von Conatex. Die Menge der Farbstoffe ist mit je 20 µl mehr 
als überschaubar, in der Beschreibung stand "30 mL". Da werde ich wohl 
noch einmal nachfragen...

Agar-Agar und Backpulver für die low budget Variante habe ich auch schon 
besorgt. Jetzt warte ich eigentlich nur noch auf das Plastikbecken aus 
China. Wenn dies angekommen ist und ich erste Experimente machen konnte, 
melde ich mich wieder.

[Jemin K. (jkam)]

Hallö. Ich bin zufällig vom Fach. Die wichtigste Frage dürfte sein: was 
willst Du denn machen? Nur zum Ausprobieren ist ein Set bestimmt am 
besten, aber wenn Du wirklich konkrete Sachen machen willst, wird es 
schnell schwierig, ohne dass man den restlichen Zoo des Molekularlabors 
hat - ein Klonierungssystem, Methode vom Aufreinigen von Proteinen, PCR, 
pH-Meter und tausende (giftige) Reagenzien etc.

[Christoph E. (stoppi)]

@Jemin: Danke für deine Zeilen. Meine Ansprüche an "meine" 
Gelelektrophorese sind sehr gering. Ich möchte eigentlich nur die 
Wanderung und Aufschlüsselung von z.B. Farbstoffen im Agarosegel 
beobachten, mehr eigentlich nicht. Denn wenn ich wirklich mit Genen 
handieren will, wird es wie du schon sagst sehr schnell komplex, teuer 
und auch giftig...

Gestern ist die Box aus China angekommen und ich bin mit der 
Qualität/dem Lieferumfang mehr als zufrieden. Immerhin habe ich nur ca. 
28 Euro dafür bezahlt. Wenn man bedenkt, dass vergleichbare 
Plastikbehälter für 300 Euro und mehr verkauft werden, wundert man sich 
schon "ein wenig".

Link: https://de.aliexpress.com/item/1005004251651875.html

Pipetten und weitere Farbstoffe habe ich mir auch schon besorgt über 
Amazon...

Jetzt könnte ich eigentlich einen ersten Versuch starten ;-)

[●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector)]

Christoph E. schrieb:
> Wenn man bedenkt, dass vergleichbare
> Plastikbehälter für 300 Euro und mehr verkauft werden, wundert man sich
> schon "ein wenig".

da sollten die 300EUR Behälter aber sicherlich gewisse Specs erfüllen,
die man an der billigen Schale wahrscheinlich schon mit der Nase
als nicht gegeben erkennen kann.

[Christoph E. (stoppi)]

Gestern konnte ich einen ersten Versuch zur Gelelektrophorese starten. 
Die Zubereitung des Gels und der Bufferlösung mit destilliertem Wasser, 
Backpulver und Agar Agar war eigentlich unkompliziert und das Gel 
erstarrte auch schön mit den Taschen darin.
Die Farben wurden dann durch die elektrische Spannung wie erhofft schön 
aufgespalten. Ob ich jetzt den Versuch mit den Teilen vom Schulset 
wiederhole, weiß ich noch nicht. Die darin enthaltenen Farbstoffmengen 
sind doch sehr gering und ich möchte lieber die Dinge für einen Versuch 
durch den Schüler aufbehalten. Aber mit Agar Agar und Backpulver 
funktioniert das Ganze auch sehr gut.

Einziger Wermutstropfen: Der Draht auf der Anodenseite der 
Elektrolysebox hat sich während des Experiments aufgelöst. Zum Glück 
habe ich gerade fürs AFM einen Wolframdraht über ebay bestellt, den 
werde ich dann einbauen und hoffen, dass er widerstandsfähiger ist als 
der Originale...

[●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector)]

das Ergebnis sieht allerdings eher wie eine Papierchromatografie aus

[Jemin K. (jkam)]

Cool cool! Die Boxen beim Profi kosten so viel, weil die halt kein 
Massengeschäft sind, und weil der Draht da drinnen aus Platin ist. Auch 
halten sie jahrelang die Lösungen, den Sauerstoff und Wasserstoff aus 
und die Schweißnähte zerplatzen nicht, wenn der Puffer irgendwo 
austrocknet und kristallisiert. Außerdem sind sie viel größer.
Du kannst ja mal versuchen, 2D Gelelektrophorese zu machen, wenn Du die 
Stoffe noch besser auftrennen willst! Für Farbstoffe ist Elektrophorese 
diffusionsbedingt meist nicht so eine geile Idee. Dafür nimmt man lieber 
Dünnschichtchromatografie. Hol Dir ne Packung von diesen Platten und ein 
Marmeladenglas mit möglichst flachem Boden. Du kannst die sogar noch 
kleinschneiden für mehr Durchgänge, auf 5 x 10 cm Folien passen locker 
10 Proben.

https://www.carlroth.com/de/de/dc-platten-mit-standard-kieselgel/dc-platten-alugram-sil%C2%A0g%C2%A0-%C2%A0uv254/p/n730.1

Wenn Du dann ein effektives Lösungsmittelsystem als mobile Phase hast 
(das ist der Trick bei DC! Nicht die Platte!) kannst Du wunderschöne 
Auftrennungen von Farbstoffen hinbekommen. Z.B. käufliches Methylenblau 
bekommst Du damit in Azur A,B,C und Methylenblau aufgespalten! Oder 
Chlorophyll aus Blättern, da brauchst Du auch kein Hexenwerk als mobile 
Phase, bisschen Feuerzeugbenzin und ein paar Zusätze:
https://lehrerfortbildung-bw.de/u_matnatech/bio/gym/bp2016/fb10/2_foto/3_chlorphyll/1_ab/20201_ab_chlorophyll_dc.pdf

Petrolether durch Feuerzeugbenzin ersetzen, 2-Propanol ist Isopropanol. 
Wenn ein winziger Hauch Wasser drin ist, schadet es auch nicht.