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<!DOCTYPE html>

<title>Free-Flow-Elektrophorese</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Free-Flow-Elektrophorese</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Die <b>Free-flow-Elektrophorese</b> (auch trägerfreie Elektrophorese oder Freifluss-Elektrophorese genannt) ist eine kontinuierliche (semi)präparative <a href="Elektrophorese" title="Elektrophorese">elektrophoretische</a> Trennmethode der <a href="Biochemie" title="Biochemie">Biochemie</a>, die insbesondere zur Gewinnung gereinigter <a href="Proteine" class="mw-redirect" title="Proteine">Proteine</a>, <a href="Proteinkomplex" title="Proteinkomplex">Proteinkomplexe</a>, <a href="Peptid" title="Peptid">Peptide</a>, <a href="DNA-Origami" title="DNA-Origami">DNA-Origami</a> und <a href="Organellen" class="mw-redirect" title="Organellen">Organellen</a> in größeren Mengen dient, wie sie für präparative Verfahren zur Verfügung stehen müssen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h2></div>

<p>Typische Anwendungen für die Free Flow Elektrophorese (FFE) sind die Auftrennung von komplexen Proteingemischen, Isolierung von Proteinisoformen und die Aufreinigung von Partikeln, Organellen oder Zellen zur weiteren Analytik. Ein Vorteil der FFE Methode ist, dass die Trennung sehr schnell und schonend in wässrigem Medium erfolgt und keine Interaktion mit einer festen Matrix, wie zum Beispiel <a href="Polyacrylamid" title="Polyacrylamid">Polyacrylamid</a> bei der <a href="Gelelektrophorese" title="Gelelektrophorese">Gelelektrophorese</a>, stattfindet. Somit ist die <a href="Wiederfindungsrate" title="Wiederfindungsrate">Wiederfindungsrate</a> vergleichsweise hoch, da theoretisch keine Analyten verlorengehen.

Die FFE Trennungen laufen stets kontinuierlich ab, dadurch ist es möglich, große Mengen der Analyten aufzureinigen. Bei kommerziellen Systemen liegt der Durchsatz zwischen ein bis vier Milligramm der Probe pro Stunde.

Des Weiteren können die Trennungen für Proteine sowohl mit Erhaltung der ursprünglichen <a href="Konformation" title="Konformation">Konformation</a> als auch <a href="Denaturierung_(Biochemie)" title="Denaturierung (Biochemie)">denaturierend</a> durchgeführt werden.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Verfahren">Verfahren</h2></div><p>

Ein gleichmäßiger, laminarer Flüssigkeitsstrom wird durch zwei Platten geleitet, wobei er am Ende der Platten in parallel angeordnete, gleichartige Kapillarröhrchen einfließt und von dort in Auffanggefäße, meist <a href="Mikrotiterplatte" title="Mikrotiterplatte">Mikrotiterplatten</a> geleitet wird. </p><p> Quer zur Fließrichtung wird eine elektrische Spannung an die gepufferte Lösung angelegt. Wenn an der Probenaufgabestelle eine Proteinlösung eingeschleust wird, werden die Proteine während des Transports durch die Trennkammer gemäß <a href="Ladungsdichte" title="Ladungsdichte">Ladungsdichte</a> oder dem <a href="Zwitterion" title="Zwitterion">isoelektrischen Punkt</a> aufgetrennt, so dass sie in verschiedenen Kapillarröhrchen landen. Bei geeigneter Standardisierung und Kontrolle aller Parameter eignet sich das Verfahren als kontinuierliche Methode für die Präparation größerer Mengen unterschiedlich geladener <a href="Molek%C3%BCl" title="Molekül">Moleküle</a>.

</p><p>Es lassen sich verschiedene elektrophoretische Verfahren in der Trennkammer anwenden:

</p>

<ul><li><a href="Isoelektrische_Fokussierung" title="Isoelektrische Fokussierung">Isoelektrische Fokussierung</a>, Trennung erfolgt nach dem isoelektrischen Punkt</li>

<li><a href="Zonenelektrophorese" title="Zonenelektrophorese">Zonenelektrophorese</a>, Trennung nach Ladungsdichte</li>

<li><a href="Isotachophorese" title="Isotachophorese">Isotachophorese</a>, Trennung nach <a href="Elektrophorese" title="Elektrophorese">elektrophoretischer Mobilität</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Geschichte">Geschichte</h2></div>

<p>Das Free Flow Elektrophorese Verfahren wurde in den 1960er Jahren maßgeblich von Kurt Hannig am <a href="Max-Planck-Institut_f%C3%BCr_Biochemie" title="Max-Planck-Institut für Biochemie">Max-Planck-Institut für Biochemie</a> entwickelt<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>. Es war bis in die 1980er Jahre ein standardisiertes Trennverfahren für Zellen und Organellen. Zudem wurden zahlreiche Free Flow Elektrophoreseversuche im <a href="Spacelab" title="Spacelab">Spacelab</a> durchgeführt, um den Einfluss der <a href="Sedimentation" title="Sedimentation">Sedimentation</a> im gravitationsfreien Raum zu minimieren.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

Die Einführung der <a href="Durchflusszytometrie" title="Durchflusszytometrie">Durchflusszytometrie</a> beendete teilweise die Anwendung der FFE zur Zelltrennung und die Applikationen der Free Flow Elektrophorese verlagerten sich bis heute weitgehend auf die Trennung von Partikeln, Proteinen und Peptidgemischen.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

Einige Forschungsgruppen arbeiten auch an miniaturisierten FFE Systemen (µFFE) für verschiedene Einsatzzwecke.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Aufbau_der_Free_Flow_Elektrophoreseapparatur">Aufbau der Free Flow Elektrophoreseapparatur</h2></div>

<p>Die Trennkammer besteht je aus einer Rückplatte und einer Frontplatte. Die Rückplatte besteht aus einem kühlbaren Aluminiumblock, der mit einer kunststoffbeschichteten und verspiegelten Glasplatte beschichtet ist. Die Frontplatte besteht üblicherweise aus <a href="Polymethylmethacrylat" title="Polymethylmethacrylat">Acrylglas (PMMA)</a>. Der Abstand der Platten beträgt bei kommerziellen Systemen üblicherweise 0,1 – 0,5 mm. In der Frontplatte befinden sich die Einlässe für die Trennmedien, die Probeneinlässe, die Fraktionierschläuche und die Elektroden. Die Trennmedien und Proben werden je über eine <a href="Schlauchpumpe" title="Schlauchpumpe">Schlauchpumpe</a> in die Trennkammer gefördert. Wichtig hierbei ist, dass eine <a href="Laminare_Str%C3%B6mung" title="Laminare Strömung">laminare Strömung</a> vorliegt. Senkrecht zur Flussrichtung wird das <a href="Elektrisches_Feld" title="Elektrisches Feld">elektrische Feld</a> über die <a href="Elektrode" title="Elektrode">Elektroden</a> aufgebaut.

Am Ende der Trennkammer wird die getrennte Probe in 96 Fraktionierschläuchen abgegriffen und in die Auffanggefäße geleitet.<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<ul><li>Christoph Eckerskorn, Robert Wildgruber, Mikkel Nissum, Gerhard Weber: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.biospektrum.de/blatt/d_bs_pdf&_id=934827">Free Flow Elektrophorese: Eine neue hochauflösende Dimension für die Trennung komplexer Protein- und Peptidgemische</a></li>

<li><span class="cite">Patentanmeldung <a rel="nofollow" class="external text" href="https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?locale=de_EP&CC=WO&NR=2002050524A2&FT=D&KC=A2">WO2002050524A2</a>: <i>Trägerfreies Elektrophoreseverfahren und Elektrophoresevorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.</i> Angemeldet am <span style="white-space:nowrap;">7. Dezember 2001</span>, veröffentlicht am <span style="white-space:nowrap;">27. Juni 2002</span>, Erfinder: Gerhard Weber.</span><span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Apatent&rft_id=WO2002050524A2&rft.applcc=WO&rft.title=Tr%C3%A4gerfreies+Elektrophoreseverfahren+und+Elektrophoresevorrichtung+zur+Durchf%C3%BChrung+dieses+Verfahrens&rft.inventor=Gerhard+Weber&rft.appldate=2001-12-07&rft.pubdate=2002-06-27">‌</span></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.ffeservice.com/applications">Übersicht der Anwendungsgebiete der Free Flow Elektrophorese (englisch)</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Quellen">Quellen</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">Free Flow Elektrophoresis, Kurt Hannig und Hans G. Heidrich, GIT Verlag 1990, ISBN 3-921956-88-9</span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.thermoelectric.com/2010/archives/library/Electrophoresis%20in%20Space%201985.PDF">Electrophoresis Operations in Space</a> (PDF; 4,6 MB)</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">Free-flow electrophoresis in the proteomic era: a technique in flux. Islinger M, Eckerskorn C, Völkl A. Electrophoresis. 2010 Jun;31(11):1754-63. <a href="https://doi.org/10.1002/elps.200900771" class="extiw external" title="doi:10.1002/elps.200900771">doi:10.1002/elps.200900771</a>. Review. <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20506416?dopt=Abstract">PMID 20506416</a></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">S. Jezierski, L. Gitlin, S. Nagl, D. Belder Multistep liquid-phase lithography for fast prototyping of microfluidic free-flow-electrophoresis chips, Anal. Bioanal. Chem., 2011, 401, 2651–2656. <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21892629?dopt=Abstract">PMID 21892629</a></span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text">Miniaturizing free-flow electrophoresis - a critical review. Kohlheyer D, Eijkel JC, van den Berg A, Schasfoort RB. Electrophoresis. 2008 Mar;29(5):977-93. <a href="https://doi.org/10.1002/elps.200700725" class="extiw external" title="doi:10.1002/elps.200700725">doi:10.1002/elps.200700725</a>. Review. <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18232029?dopt=Abstract">PMID 18232029</a></span>

</li>

/* start https://de.wikipedia.org/ */

.mw-parser-output .webarchiv-memento a{color:inherit}

/* end https://de.wikipedia.org/ */

</style><a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20141201060139/http://ffeservice.com/index.php/technology.html">Prinzip der FFE Trennungen</a> (<span class="webarchiv-memento"><a href="Webarchivierung#Begrifflichkeiten" title="Webarchivierung">Memento</a></span> vom 1. Dezember 2014 im <i><a href="Internet_Archive" title="Internet Archive">Internet Archive</a></i>)</span>

</li>

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