DE10103652A1 - Magnetic polyvinyl alcohol carrier, useful for isolating and purifying nucleic acid, is modified with germanium compound for improved reversible binding - Google Patents

Magnetic polyvinyl alcohol carrier, useful for isolating and purifying nucleic acid, is modified with germanium compound for improved reversible binding

Info

Publication number
DE10103652A1
DE10103652A1 DE2001103652 DE10103652A DE10103652A1 DE 10103652 A1 DE10103652 A1 DE 10103652A1 DE 2001103652 DE2001103652 DE 2001103652 DE 10103652 A DE10103652 A DE 10103652A DE 10103652 A1 DE10103652 A1 DE 10103652A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
germanium
polyvinyl alcohol
nucleic acids
nucleic acid
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2001103652
Other languages
German (de)
Inventor
Lothar A Brassard
Jeffrey Parker
Helga Smets
Juergen Oster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chemagen Biopolymer Technologie AG
Original Assignee
Chemagen Biopolymer Technologie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chemagen Biopolymer Technologie AG filed Critical Chemagen Biopolymer Technologie AG
Priority to DE2001103652 priority Critical patent/DE10103652A1/en
Publication of DE10103652A1 publication Critical patent/DE10103652A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C40COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40BCOMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0251Compounds of Si, Ge, Sn, Pb
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/261Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28009Magnetic properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3202Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
    • B01J20/3206Organic carriers, supports or substrates
    • B01J20/3208Polymeric carriers, supports or substrates
    • B01J20/321Polymeric carriers, supports or substrates consisting of a polymer obtained by reactions involving only carbon to carbon unsaturated bonds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3214Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the method for obtaining this coating or impregnating
    • B01J20/3217Resulting in a chemical bond between the coating or impregnating layer and the carrier, support or substrate, e.g. a covalent bond
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3234Inorganic material layers
    • B01J20/3236Inorganic material layers containing metal, other than zeolites, e.g. oxides, hydroxides, sulphides or salts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3242Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
    • B01J20/3268Macromolecular compounds
    • B01J20/3272Polymers obtained by reactions otherwise than involving only carbon to carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/42Introducing metal atoms or metal-containing groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • C12N15/1003Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor
    • C12N15/1006Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers
    • C12N15/1013Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers by using magnetic beads
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B2200/00Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/11Compounds covalently bound to a solid support
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C40COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40BCOMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B40/00Libraries per se, e.g. arrays, mixtures
    • C40B40/04Libraries containing only organic compounds
    • C40B40/06Libraries containing nucleotides or polynucleotides, or derivatives thereof
    • C40B40/08Libraries containing RNA or DNA which encodes proteins, e.g. gene libraries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

Magnetic or magnetizable poly(vinyl alcohol) (PVA) carrier material (A) for reversible binding of nucleic acid (NA) is modified by chemical reaction with a germanium-containing compound (I). Independent claims are also included for the following: (a) method for preparing (A); (b) method for isolating and/or purifying NA, or derivatives, using (A); and (c) kit for method (b).

Description

Die Erfindung betrifft magnetische oder magnetisierbare Po­ lyvinylalkohol(PVA)-Trägermaterialien, die zur reversiblen Bindung von Nucleinsäuren befähigt sind, und die für die Isolierung und/oder Reinigung von Nucleinsäuren verwendet werden können.The invention relates to magnetic or magnetizable Po lyvinyl alcohol (PVA) carrier materials used for reversible Are capable of binding nucleic acids, and which for the Isolation and / or purification of nucleic acids used can be.

Die Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Herstellung solcher Trägermaterialien, sowie Verfahren zur Reinigung von Nucleinsäuren unter Verwendung solcher Trägermateriali­ en.The invention further relates to methods of manufacture such carrier materials, and methods for cleaning of nucleic acids using such support materials s.

Die Entwicklung neuer molekularbiologischer Methoden und deren Etablierung in den unterschiedlichsten Bereichen der akademischen wie auch industriellen Forschung, wie auch im Bereich der Diagnostik, hat entscheidend zum raschen Wachs­ tum des sogenannten "Life-Science"-Bereichs beigetragen. Die Anwendung vieler dieser Methoden, wie z. B. die Polyme­ rase-Kettenreaktion (PCR), das Klonieren oder die Sequen­ zierung von Nucleinsäuren, stellt hohe Anforderungen an die Qualität der bei diesen Reaktionen oder Methoden eingesetz­ ten Ausgangssubstrate. Insbesondere die Isolierung und die Aufreinigung der bei vielen Reaktionen als Ausgangssubstrat dienenden Nucleinsäuren ist daher von großer Bedeutung. Verunreinigungen des Ausgangssubstrats (z. B. Nucleinsäu­ ren, DNA, RNA) können die Ausbeute bei den genannten Metho­ den oder Reaktionen erheblich vermindern, oder sogar ein völliges Mißlingen zur Folge haben, oder für das Auftreten von unerwünschten Artefakten verantwortlich sein.The development of new molecular biological methods and their establishment in the most diverse areas of academic as well as industrial research, as well as in Area of diagnostics, has crucial to rapid wax contributed to the so-called "life science" area. The application of many of these methods, such as. B. the polyme rase chain reaction (PCR), cloning or the sequences ornamentation of nucleic acids, places high demands on the Quality of the used in these reactions or methods th starting substrates. Especially the insulation and the Purification of the starting substrate in many reactions serving nucleic acids is therefore of great importance. Contamination of the starting substrate (e.g. nucleic acid ren, DNA, RNA) can the yield at the said metho or significantly reduce reactions, or even a result in complete failure, or for the occurrence be responsible for unwanted artifacts.

Weil DNA und RNA in der Regel aus sehr komplexen, heterogen zusammengesetzten, biologischen Probenmaterialien als Aus­ gangsmaterialien (z. B. Blut oder Gewebe- oder Bakterienlysate) gewonnen werden müssen, gestaltet sich die Isolierung von Nucleinsäuren mit dem geforderten Reinheitsgrad oft schwierig. Derartige Probenmaterialien oder Ausgangsmate­ rialien enthalten häufig eine Vielzahl von Verunreinigun­ gen, wie z. B. Proteine, Polysaccharide, Enzyme, aber auch Enzym-Inhibitoren, welche sich bei nachfolgenden chemischen oder enzymatischen Reaktionen, als störend erweisen können, falls sie nicht durch geeignete Reinigungsmethoden von den Nucleinsäuren abgetrennt werden.Because DNA and RNA are usually very complex, heterogeneous composite, biological sample materials as Aus materials (e.g. blood or tissue or bacterial lysates)  the insulation has to be won of nucleic acids with the required degree of purity often difficult. Such sample materials or starting materials materials often contain a large number of contaminants conditions such. B. proteins, polysaccharides, enzymes, but also Enzyme inhibitors, which are found in subsequent chemical or enzymatic reactions, can prove disruptive, if they cannot be cleaned by suitable cleaning methods Nucleic acids are separated.

Zwar läßt sich der Reinheitsgrad von Nucleinsäure-Präpa­ rationen verbessern, indem die aus dem biologischen Aus­ gangsmaterial gewonnenen Nucleinsäuren mehrfach in Folge verschiedenen bekannten Reinigungsverfahren unterworfen werden. Dies ist jedoch sehr zeitaufwendig und führt zu ei­ ner sehr niedrigen Ausbeute, weshalb relativ große Mengen des biologischen Ausgangsmaterials eingesetzt werden müs­ sen, was oft nicht möglich ist.The degree of purity of nucleic acid prep rations improve by the biological out nucleic acids obtained several times in a row subjected to various known cleaning processes become. However, this is very time consuming and leads to egg ner very low yield, which is why relatively large amounts of the biological starting material must be used what is often not possible.

In vielen Bereichen der molekularbiologischen Forschung, insbesondere in der Diagnostik, werden Nucleinsäuren-Präpa­ rationen mit hohem Reinheitsgrad benötigt, und zudem müssen diese hochreinen Nucleinsäure-Präparationen oftmals aus ei­ ner sehr großen Anzahl unterschiedlichster, komplexer bio­ logischer Ausgangsmaterialien (Probenmaterialien) isoliert und gereinigt werden.In many areas of molecular biological research, Especially in diagnostics, nucleic acids are used rations with a high degree of purity are required, and also must these highly pure nucleic acid preparations often from egg a very large number of different, complex bio logical starting materials (sample materials) isolated and be cleaned.

Bedingt durch die ständig wachsende Anzahl an durchzufüh­ renden Untersuchungen, bei welchen hochreine Nucleinsäuren als Ausgangssubstrat benötigt werden, ist deshalb die Ein­ führung von geeigneten, vorzugsweise automatisierten "Hoch­ durchsatz"-Verfahren zur Isolierung und Reinigung von Nu­ cleinsäuren, ausgehend von verschiedensten Probenmateriali­ en und unterschiedlichen Ausgangsmengen, dringend erforder­ lich.Due to the constantly growing number of to be carried out investigations in which high-purity nucleic acids needed as the starting substrate is therefore the on management of suitable, preferably automated "high throughput "process for isolating and cleaning nu cleic acids, starting from various sample materials s and different starting quantities, urgently required Lich.

Bisher bekannte Verfahren zur Isolierung von Nucleinsäuren sind entweder problematisch bei der automatisierten Anwendung, oder sie liefern keine quantitativen Ausbeuten, oder die so erhaltenen Nucleinsäuren haben eine nur unzureichen­ de Reinheit. Konventionelle Methoden zur Gewinnung von Nucleinsäuren aus komplexen Gemischen beinhalten die Lyse bzw. den Aufschluß des biologischen Ausgangsmaterials in Gegenwart von proteolytischen Enzymen, eine mehrfache Ex­ traktion mit organischen Lösungsmitteln (z. B. Phenol, Chloroform), sowie die nachfolgende Präzipitation der auf­ gereinigten Nucleinsäuren durch Zusatz eines Alkohols. Zur Inaktivierung der bei der Zell-Lyse freigesetzten Nucleasen kann z. B. Guanidin-Hydrochlorid oder Guanidin-Thiocyanat verwendet werden (D. D. L. BOWTELL: Rapid Isolation of Euka­ ryotic DNA; Analytical Biochemistry 162 (1987), 463-465). Eine vollständige Entfernung von Proteinen aus der Nuclein­ säure-Präparation wird z. B. durch den Zusatz von Natrium­ perchlorat erreicht (J. WILCOCRSON: The Use of Sodium Per­ chlorate in Deproteinization during the Preparation of Nucleic Acids; Biochem. Journal 135 (1973), 559-561).Previously known methods for isolating nucleic acids are either problematic in automated use or they do not provide quantitative yields, or the nucleic acids thus obtained are of insufficient purity. Conventional methods for the extraction of nucleic acids from complex mixtures include the lysis or the digestion of the biological starting material in the presence of proteolytic enzymes, a multiple extraction with organic solvents (e.g. phenol, chloroform) and the subsequent precipitation of the purified nucleic acids by adding an alcohol. To inactivate the nucleases released during cell lysis, e.g. B. guanidine hydrochloride or guanidine thiocyanate can be used (DDL BOWTELL: Rapid Isolation of Euka ryotic DNA; Analytical Biochemistry 162 ( 1987 ), 463-465). Complete removal of proteins from the nucleic acid preparation is e.g. B. achieved by the addition of sodium perchlorate (J. WILCOCRSON: The Use of Sodium Per chlorate in Deproteinization during the Preparation of Nucleic Acids; Biochem. Journal 135 ( 1973 ), 559-561).

Bei den vorstehend genannten Reinigungsmethoden sind jedoch verschiedene aufwendige Arbeitsschritte erforderlich, die deren Einsatz in automatisierten Reinigungsverfahren für Nucleinsäuren verhindern. Eine Anwendung in Verbindung mit Hochdurchsatz-Verfahren ist deshalb nicht möglich.However, with the cleaning methods mentioned above various complex work steps required that their use in automated cleaning processes for Prevent nucleic acids. An application in connection with High-throughput processes are therefore not possible.

Andere Reinigungs- bzw. Trennverfahren für Nucleinsäuren basieren auf nucleinsäurebindenden, nicht-magnetischen, fe­ sten Trägermaterialien (Matrices), die beispielsweise in chromatographische Trennsäulen gefüllt werden. Als nuclein­ säurebindende Trägermaterialien werden vor allem Silica- Materialien, wie Silica-Gele, oder Glaspartikel verwendet. Diese Trägermaterialien werden in Verbindung mit hochkon­ zentrierten, stark chaotropen Salzlösungen (z. B. von Na­ triumiodid, Natriumperchlorat, Guanidiniumthiocyanat) zur Isolierung oder Reinigung von DNA verwendet. Beispielsweise wird in US 5,075,430 die Verwendung von Diatomeenerde als Trägermaterial zur Reinigung von DNA beschrieben, wobei die Bindung in Gegenwart eines chaotropen Salzes erfolgt. EP 0 389 063 B1 und US 5,234,809 offenbaren ein Verfahren zur Isolierung von Nucleinsäuren, bei welchem Siliciumdioxid- Partikel als DNA-bindende feste Phase verwendet werden. Auch hier erfolgt die Bindung in Gegenwart einer chaotropen Substanz.Other purification or separation processes for nucleic acids are based on nucleic acid-binding, non-magnetic, fe Most support materials (matrices), for example in chromatographic separation columns can be filled. As a nuclein acid-binding carrier materials are mainly silica Materials such as silica gels or glass particles are used. These carrier materials are used in conjunction with hochkon centered, strongly chaotropic salt solutions (e.g. from Na trium iodide, sodium perchlorate, guanidinium thiocyanate) for Isolation or purification of DNA used. For example  is the use of diatomaceous earth in US 5,075,430 Carrier material for the purification of DNA described, the Binding takes place in the presence of a chaotropic salt. EP 0 389 063 B1 and US 5,234,809 disclose a method of Isolation of nucleic acids in which silicon dioxide Particles can be used as a DNA binding solid phase. Here too, the binding takes place in the presence of a chaotropic Substance.

Andere Verfahren zur Isolierung bzw. Reinigung von Nuclein­ säuren beruhen auf der Verwendung von Detergenzien in Kom­ bination mit einer nucleinsäurebindenden Matrix (WO-A- 96/18731), oder auf der Verwendung eines festen Trägers mit DNA-bindenden funktionellen Gruppen in Kombination mit Po­ lyethylenglykol und Salzen in hohen Konzentrationen (WO 99/58664).Other methods of isolating or purifying nuclein acids are based on the use of detergents in com combination with a nucleic acid binding matrix (WO-A- 96/18731), or with the use of a solid support DNA-binding functional groups in combination with Po ethylene glycol and salts in high concentrations (WO 99/58664).

Die Automatisierung der Isolierung bzw. Reinigung von Nu­ cleinsäuren unter Verwendung der vorstehend beschriebenen nichtmagnetischen Trägermaterialien ist generell äußerst schwierig, weil dies erfordern würde, daß Zentrifugations- oder Vakuum-Schritte in ein solches automatisches Trennver­ fahren integriert werden. Ein vollständiges Abtrennen der festen Trägermatrix durch Zentrifugation ist zudem oft nicht möglich. Die Verwendung von mit Trägermaterial ge­ füllten Trennsäulen ist nachteilig, da diese Methode auf­ grund der unvermeidlichen Totvolumina der Säulen und der dadurch bedingten Verluste für kleine Mengen biologischen Probenmaterials nicht geeignet ist. Bei Verwendung von Trennsäulen besteht außerdem die Gefahr einer gegenseitigen Kontamination unterschiedlicher biologischer Proben, insbe­ sondere beim Entleeren nebeneinander befindlicher Säulen durch Vakuum. Jedoch ist es gerade im Hinblick auf eine Hochdurchsatz-Aufreinigung von Nucleinsäuren im diagnosti­ schen Bereich, z. B. zur Erkennung von genetisch bedingten Krankheiten, unbedingt erforderlich, daß auch ausgehend von möglichst kleinen Mengen oder Volumina von biologischem Ausgangs- bzw. Probenmaterial zuverlässig hochreine Nucle­ insäure-Präparationen gewonnen werden können. Bei den übli­ chen Mikrotiterplatten mit 384 "wells" beträgt das Proben­ volumen in den einzelnen "wells" beispielsweise maximal ca. 30 µl.Automation of insulation or cleaning of Nu cleic acids using those described above non-magnetic substrates are generally extremely difficult because this would require centrifugation or vacuum steps in such an automatic separator driving be integrated. A complete separation of the solid carrier matrix by centrifugation is also often not possible. The use of ge with carrier material filled separation columns is disadvantageous because of this method due to the inevitable dead volumes of the columns and the consequent losses for small amounts of biological Sample material is not suitable. When using Separation columns also pose a mutual risk Contamination of different biological samples, esp especially when emptying adjacent columns by vacuum. However, it is just in terms of one High-throughput purification of nucleic acids in diagnostics area, e.g. B. for the detection of genetically determined Diseases absolutely necessary, even starting from  the smallest possible amounts or volumes of biological Reliable high-purity nucleus from the source or sample material Acid preparations can be obtained. With the übli Chen microtiter plates with 384 "wells" is the sample volume in the individual "wells", for example, a maximum of approx. 30 µl.

Die Verwendung von magnetischen festen Trägermaterialien, die in zunehmendem Maße bei biochemischen oder molekular­ biologischen Arbeitsmethoden eingesetzt werden, hat gegen­ über konventionellen (d. h. nicht-magnetischen) Trennverfah­ ren entscheidende Vorteile. Diese Trägermaterialien lassen sich mit Hilfe magnetischer Kräfte auf einfache Weise von den übrigen Bestandteilen des Ausgangsmaterials abtrennen. Sie eignen sich ferner auch für kleinere Probenvolumina, sofern die Größe und die magnetischen Eigenschaften des verwendeten Trägermaterials für das jeweilige Trennproblem geeignet sind.The use of magnetic solid substrates, which are increasingly used in biochemical or molecular biological working methods are used against via conventional (i.e. non-magnetic) separation processes decisive advantages. Leave these substrates easily with the help of magnetic forces separate the remaining components of the starting material. They are also suitable for smaller sample volumes, provided the size and magnetic properties of the used carrier material for the respective separation problem are suitable.

Es sind magnetische Trägermaterialien beschrieben worden, und z. T. kommerziell erhältlich, die zur Isolierung bzw. Reinigung von Nucleinsäuren eingesetzt werden können. Bei­ spielsweise sind für die Abtrennung von Nucleinsäuren mit spezifischen Sequenzen z. B. Streptavidin-beschichtete ma­ gnetische Partikel bekannt, die nach Bindung eines biotiny­ lierten Oligonucleotids an das immobilisierte Streptavidin für die sequenzspezifische Abtrennung von Nucleinsäuren mit komplementären Sequenzen verwendet werden können. Ein wich­ tiges Beispiel hierfür ist die Isolierung von mRNA unter Verwendung von biotinyliertem oligo (dT).Magnetic carrier materials have been described and Z. T. commercially available for isolation or Purification of nucleic acids can be used. at are for example for the separation of nucleic acids specific sequences e.g. B. streptavidin-coated ma gnetic particles known after binding a biotiny oligonucleotide to the immobilized streptavidin for the sequence-specific separation of nucleic acids with complementary sequences can be used. A wich The example of this is the isolation of mRNA under Use of biotinylated oligo (dT).

Daneben sind auch magnetische Partikel bekannt, welche die Abtrennung bzw. Isolierung von Nucleinsäuren, unabhängig von deren Nucleotidsequenz, ermöglichen. Solche Partikel können auf der Basis von Silica durch Einlagerung von ma­ gnetischen oder magnetisierbaren Eisenoxid-Partikeln hergestellt werden; sie sind beispielsweise in den US-Patenten 4,395,271 oder 4,297,337 beschrieben. Bekannte Nachteile dieser Partikel sind zum einen die oftmals erschwerte oder unvollständige Ablösung der an die Partikel gebundenen Nucleinsäuren, und zum anderen ein Austreten von gelösten Eisensalzen aus dem eingekapselten Eisenoxid, das sich stö­ rend auf weitere Anwendungen auswirkt.In addition, magnetic particles are also known, which the Separation or isolation of nucleic acids, independently of their nucleotide sequence. Such particles can be based on silica by storing ma magnetic or magnetizable iron oxide particles  become; for example, they are in U.S. patents 4,395,271 or 4,297,337. Known disadvantages on the one hand, these particles are the often difficult or incomplete detachment of those bound to the particles Nucleic acids, and secondly a leakage of dissolved Iron salts from the encapsulated iron oxide that interferes rend affects other applications.

Zudem ist mit den bekannten magnetischen Partikeln eine quantitative, vollständige Isolierung von Nucleinsäuren aus komplexen Ausgangsmaterialien oder aber die Gewinnung von hochreinen Nucleinsäure-Präparationen in der Regel nicht möglich. Ein weiterer Nachteil dieser Partikel ist darin zu sehen, daß diese meist einen nur geringen Anteil an magne­ tisierbarem Material aufweisen, weshalb deren vollständige magnetische Separation erschwert ist.In addition, with the known magnetic particles quantitative, complete isolation of nucleic acids complex raw materials or the extraction of high-purity nucleic acid preparations usually do not possible. Another disadvantage of these particles is there too see that this usually only a small proportion of magne have tisizable material, which is why their complete magnetic separation is difficult.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ma­ gnetische oder magnetisierbare feste Trägermaterialien be­ reitzustellen, welche zur reversiblen Bindung von Nuclein­ säuren befähigt und zur Isolierung bzw. Reinigung von Nu­ cleinsäuren geeignet sind. Weiterhin sollen derartige Trä­ germaterialien sowohl rasch als auch vollständig mittels magnetischer Krafteinwirkung aus dem Nucleinsäuren enthal­ tenden Ausgangsmaterial abtrennbar sein, und sie sollen die quantitative Isolierung von hochreiner Nucleinsäure aus komplexen biologischen Ausgangsmaterialien ermöglichen. Des weiteren wird gefordert, daß sich solche Trägermaterialien für die Verwendung in automatisierten Hochdurchsatz-Verfah­ ren zur Isolierung oder Reinigung von Nucleinsäuren eignen, und daß sie auch für die Isolation oder Reinigung von Nu­ cleinsäuren aus sehr kleinen Mengen des Ausgangsmaterials verwendet werden können.The object of the present invention was therefore to ma be magnetic or magnetizable solid support materials which are for the reversible binding of nuclein Acids enabled and for the isolation or cleaning of nu cleic acids are suitable. Furthermore, such Trä germ materials both quickly and completely by means of magnetic force from which nucleic acids contain be starting material and they should be the quantitative isolation from high-purity nucleic acid enable complex biological starting materials. Of further demands that such carrier materials for use in automated high throughput processes suitable for isolating or purifying nucleic acids, and that they can also be used to isolate or clean Nu cleic acids from very small quantities of the starting material can be used.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die vorstehend ge­ nannte Aufgabe durch magnetische oder magnetisierbare Polyvinylalkohol-Trägermaterialien gemäß Anspruch 1 gelöst wird. Die erfindungsgemäßen Trägermaterialien sind dadurch gekennzeichnet, daß sie durch chemische Umsetzung mit einer Germanium-enthaltenden Verbindung modifiziert sind. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Trä­ germaterialien sind in den abhängigen Ansprüchen 2-10 be­ schrieben.Surprisingly, it was found that the ge named task by magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol carrier materials  solved according to claim 1 becomes. The carrier materials according to the invention are thereby characterized by chemical reaction with a Germanium-containing compound are modified. Further advantageous embodiments of the invention germaterialien be in the dependent claims 2-10 wrote.

Die erfindungsgemäßen magnetischen oder magnetisierbaren Polyvinylalkohol-Trägermaterialien sind befähigt, Nuclein­ säuren reversibel und in sequenz-unspezifischer Weise mit hoher Bindungskapazität selektiv zu binden.The magnetic or magnetizable according to the invention Polyvinyl alcohol substrates are capable of nuclein acids reversible and in a sequence-unspecific manner selectively bind high binding capacity.

Polyvinylalkohol als solcher weist nur geringe Nucleinsäu­ re-Bindungseigenschaften auf. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die Bindungskapazität von Polyvinylalkohol- Trägermaterialien beträchtlich erhöht wird, wenn diese Ma­ terialien durch chemische Behandlung mit einer Germanium­ enthaltenden Verbindung modifiziert werden.As such, polyvinyl alcohol has little nucleic acid re-binding properties. Surprisingly, has demonstrated that the binding capacity of polyvinyl alcohol Backing materials is increased considerably if this Ma materials by chemical treatment with a germanium containing compound can be modified.

Andererseits zeichnen sich die erfindungsgemäßen Polyvinyl­ alkohol-Trägermaterialien aufgrund ihrer stark hydrophilen Eigenschaften durch eine minimale unspezifische Proteinbin­ dung aus. Dies ist im Hinblick auf die Verwendung dieser Trägermaterialien zur Isolierung oder Reinigung von Nucle­ insäuren ein sehr wichtiges Kriterium, weil aufgrund dieses Bindungsverhaltens eine hohe Reinheit der gewonnenen Nucle­ insäuren sichergestellt wird.On the other hand, the polyvinyl according to the invention are distinguished alcohol carrier materials due to their highly hydrophilic Properties through a minimal non-specific protein bin dung out. This is in view of the use of this Support materials for the isolation or purification of nucleus acids a very important criterion because of this Binding behavior a high purity of the nucleus obtained acids is ensured.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen, Germanium-modi­ fizierten Polyvinylalkoholpartikel besteht darin, daß diese gegenüber nicht-modifizierten PVA-Partikeln verbesserte Suspendiereigenschaften aufweisen, so daß sie sich bei Wasch- oder Elutionsschritten nach vorangegangener magneti­ scher Separation wieder leichter in Suspension bringen las­ sen. Dies hat den Vorteil, daß die Waschschritte bzw. die Elution effektiver durchgeführt werden können. Another advantage of the germanium modes according to the invention Defected polyvinyl alcohol particles is that these improved over unmodified PVA particles Have suspending properties so that they are Washing or elution steps after previous magneti shear separation again easier to bring into suspension sen. This has the advantage that the washing steps or Elution can be carried out more effectively.  

Als magnetische oder magnetisierbare Polyvinylalkohol- Trägermaterialien, welche gemäß Anspruch 1 durch Umsetzung mit einer germaniumhaltigen Verbindung modifiziert werden können, eignen sich vorzugsweise magnetische oder magneti­ sierbare Polyvinylalkohol-Partikel, die nach den in WO 97/04862 beschriebenen Verfahren hergestellt sind. Bezüg­ lich der Herstellung dieser Polyvinylalkohol-Partikel wird deshalb auf WO 97/04862 verwiesen. Die mit den dort be­ schriebenen Verfahren erhältlichen magnetischen oder magne­ tisierbaren Polyvinylalkoholpartikel weisen eine Reihe von Vorteilen auf:
Magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol carrier materials which can be modified according to claim 1 by reaction with a germanium-containing compound are preferably magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol particles which are produced by the processes described in WO 97/04862. With regard to the production of these polyvinyl alcohol particles, reference is therefore made to WO 97/04862. The magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol particles obtainable with the processes described there have a number of advantages:

  • - sie können mit den genannten Verfahren in verschiedenen Größenverteilungen, bevorzugt mit einem Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 15 µm, hergestellt werden;- You can use the procedures mentioned in different Size distributions, preferably with a diameter in Range from 0.5 to 15 µm;
  • - sie können hinsichtlich der Größenverteilung (Durchmes­ ser) im Hinblick auf einen bestimmten Anwendungszweck ad­ aptiert werden; beispielsweise können mit dem in WO 97/04862 beschriebenen Verfahren magnetische Polyvinylal­ koholpartikel erhalten werden, deren Größe vom Bereich von 0,5 bis 1 µm oder im Bereich von 1 bis 3 µm liegt;- With regard to the size distribution (diam ser) with regard to a specific application ad be accepted; For example, with that in WO 97/04862 described magnetic polyvinylal alcohol particles are obtained, the size of which range from 0.5 to 1 µm or in the range from 1 to 3 µm;
  • - sie können hinsichtlich ihres Magnetit-Gehalts für be­ stimmte Anwendungszwecke angepaßt werden, beispielsweise mit einem sehr hohen Magnetitgehalt von bis zu 90 Gew.-%; derartige Polyvinylalkoholpartikel weisen, bezogen auf das Partikelvolumen, eine große Oberfläche auf, wodurch eine hohe Bindungskapazität bei ihrer Verwendung in einem Trenn- oder Reinigungsverfahren für Nucleinsäuren er­ reicht werden kann;- They can be with regard to their magnetite content certain applications are adapted, for example with a very high magnetite content of up to 90% by weight; such polyvinyl alcohol particles have, based on the particle volume, causing a large surface area high binding capacity when used in one Separation or purification procedures for nucleic acids can be enough;
  • - der als Polymermatrix verwendete Polyvinylalkohol ist aufgrund bestimmter Eigenschaften, z. B. des hydrophilen Charakters, für biochemische Trennverfahren besonders ge­ eignet.- The polyvinyl alcohol used as the polymer matrix due to certain properties, e.g. B. the hydrophilic Character, especially ge for biochemical separation processes suitable.

Aus den genannten Gründen werden als Polyvinylalkoholträ­ germaterialien, die erfindungsgemäß durch Behandlung mit germaniumhaltigen Verbindungen modifiziert werden, besonders bevorzugt die in WO 97/04862 beschriebenen magneti­ schen Polymerpartikel verwendet.For the reasons mentioned are called polyvinyl alcohol germaterialien according to the invention by treatment with Germanium-containing compounds are modified, especially  preferably the magneti described in WO 97/04862 polymer particles used.

Grundsätzlich lassen sich aber auch auf andere Weise herge­ stellte, magnetische oder magnetisierbare Polyvinylalkohol- Trägermaterialien für die erfindungsgemäße Modifizierungs­ reaktion mit einer germaniumhaltigen Verbindung verwenden.In principle, however, there are also other ways posed, magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol Carrier materials for the modification according to the invention use reaction with a compound containing germanium.

Die erfindungsgemäßen, durch Modifikation mit germaniumhal­ tigen Verbindungen hergestellten magnetischen oder magneti­ sierbaren Polyvinylalkohol-Trägermaterialien, insbesondere in Form von Polyvinylalkoholpartikeln, können zur quantita­ tiven Abtrennung von Nucleinsäuren aus unterschiedlichen Ausgangsmaterialien eingesetzt werden. Die so gewonnenen Nucleinsäuren weisen eine hohe Reinheit auf, so daß sie di­ rekt als Substrat in weiteren Anwendungen, z. B. in der PCR, eingesetzt werden können.The inventive, by modification with germaniumhal term connections produced magnetic or magneti sizable polyvinyl alcohol carrier materials, in particular in the form of polyvinyl alcohol particles, can quantita tive separation of nucleic acids from different Starting materials are used. The so won Nucleic acids have a high purity, so that they di rect as a substrate in other applications, e.g. B. in the PCR, can be used.

Das magnetische oder magnetisierbare Polyvinyl-Trägermate­ rial wird gemäß Anspruch 1 durch chemische Reaktion mit ei­ ner Germanium-enthaltenden Verbindung modifiziert, wobei vorzugsweise eine hydrolysierbare Germaniumverbindung ver­ wendet wird.The magnetic or magnetizable polyvinyl carrier mat rial is according to claim 1 by chemical reaction with egg modified germanium-containing compound, wherein preferably a hydrolyzable germanium compound is applied.

Diese Modifizierung kann darin bestehen, daß die Polyvinyl­ alkohol-Trägermaterialien kovalent gebundenes Germanium bzw. Germanium(IV)dioxid oder ein kovalent gebundenes ger­ maniumhaltiges Polymer enthalten, vorzugsweise an der Ober­ fläche der Trägermaterialien.This modification can be that the polyvinyl alcohol carrier materials covalently bound germanium or germanium (IV) dioxide or a covalently bound ger contain polymer containing manium, preferably on the upper area of the carrier materials.

Im Falle der Verwendung eines Tetraalkoxy-Germans (z. B. Germaniumtetraethoxid (Germanium(IV)-ethylat, Ge(OC2H5))4) zur Modifizierung der Trägermaterialien wird Germaniumdi­ oxid an die Oberfläche der Trägermaterialien gebunden, so daß eine Beschichtung aus Germaniumdioxid erzeugt wird. In the case of using a tetraalkoxy germane (e.g. germanium tetraethoxide (germanium (IV) ethylate, Ge (OC 2 H 5 )) 4 ) to modify the support materials, germanium dioxide is bound to the surface of the support materials, so that a coating is generated from germanium dioxide.

Die Germaniumatome, oder zumindest ein Teil davon, sind da­ bei über ein Sauerstoffatom an den Polyvinylalkohol gebun­ den. Sie können zusätzlich über Sauerstoffbrücken unterein­ ander verbunden sein, so daß ein dreidimensionales Netzwerk gebildet werden kann ("Polygermoxan"; vgl. Fig. 1).The germanium atoms, or at least some of them, are bound to the polyvinyl alcohol via an oxygen atom. They can also be connected to one another via oxygen bridges, so that a three-dimensional network can be formed (“polygermoxane”; cf. FIG. 1).

Folglich kann durch die genannte Modifizierungsreaktion be­ wirkt werden, daß die Polyvinylalkohol-Trägermaterialien an ihrer Oberfläche eine Schicht von Germanium(IV)oxid oder Polygermoxan aufweisen, welches kovalent an das Polyvinyl­ alkohol-Trägermaterial gebunden ist. Jedoch ist die Modifi­ zierungsreaktion nicht notwendigerweise auf die Oberfläche des Trägermaterials beschränkt.Consequently, by the modification reaction mentioned act that the polyvinyl alcohol carrier materials a surface of germanium (IV) oxide or Have polygermoxane, which is covalent to the polyvinyl alcohol carrier material is bound. However, the Modifi ornamental reaction not necessarily to the surface of the carrier material limited.

Auch ist es nicht erforderlich, daß die genannte Schicht vollständig ausgebildet ist; es kann sich auch um eine nur teilweise Beschichtung handeln. Die Schicht kann als Mono­ layer ausgebildet sein, sie kann aber auch aus mehreren La­ gen bestehen.Nor is it necessary that the layer mentioned is fully trained; it can also be just one partial coating act. The layer can be mono be formed layer, but it can also consist of several La conditions exist.

Die Erfindung betrifft vorzugsweise solche magnetische oder magnetisierbaren Trägermaterialien, die durch Behandlung von Polyvinylalkohol-Trägermaterialien mit Germaniumhaloge­ niden, besonders bevorzugt Germaniumtetrachlorid, oder or­ ganischen Germanium-Verbindungen, vorzugsweise Germaniumal­ koholaten (Alkoxy-Derivate der Germane), besonders bevor­ zugt Germaniumtetraethoxid (Germanium(IV)-ethylat, Ge(OC2H5))4), hergestellt sind.The invention preferably relates to those magnetic or magnetizable carrier materials which, by treating polyvinyl alcohol carrier materials with germanium halides, particularly preferably germanium tetrachloride, or organic germanium compounds, preferably germanium alcoholates (alkoxy derivatives of germans), particularly preferably germanium tetraethoxide (germanium ( IV) ethylate, Ge (OC 2 H 5 )) 4 ).

Die erfindungsgemäßen Trägermaterialien weisen magnetische Eigenschaften auf oder sind magnetisierbar; vorzugsweise wird dies dadurch erreicht, daß sie superparamagnetische oder paramagnetische Eisenoxidpartikel enthalten, besonders bevorzugt Magnetit.The carrier materials according to the invention have magnetic ones Properties on or are magnetizable; preferably this is achieved by being superparamagnetic or contain paramagnetic iron oxide particles, especially preferably magnetite.

Damit die Abtrennung der magnetischen Trägermaterialien aus dem biologischen Ausgangsmaterial, nach Bindung der Nucle­ insäuren an das Trägermaterial, möglichst effizient erfolgen kann, wird bevorzugt, daß die erfindungsgemäßen Träger­ materialien einen Magnetitgehalt von mindestens 50 Gew.-% aufweisen, besonders bevorzugt von mindestens 75 Gew.-%.So that the separation of the magnetic carrier materials from the biological starting material, after binding of the nucleus acids to the carrier material, as efficiently as possible  can, it is preferred that the carrier according to the invention materials a magnetite content of at least 50% by weight have, particularly preferably of at least 75 wt .-%.

Des weiteren sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Er­ findung vor, daß die mit einer Germanium-enthaltenden Ver­ bindung modifizierten magnetischen Polyvinylalkohol-Träger­ materialien als Hydrogel vorliegen.Furthermore, he sees a preferred embodiment of the find that with a germanium-containing Ver bond modified magnetic polyvinyl alcohol carrier materials are available as a hydrogel.

Bevorzugt liegen die erfindungsgemäßen Trägermaterialien in Form von Partikeln vor, welche Partikelgrößen von 0,2-50 µm, vorzugsweise von 0,4-8 µm aufweisen. Am meisten bevor­ zugt sind Partikel, die eine Größe von 0,4-4 µm aufweisen, da diese ein besonders günstiges Oberflächen/Volumen-Ver­ hältnis aufweisen, wodurch eine hohe Bindungskapazität bei der Verwendung zur Abtrennung von Nucleinsäuren erreicht wird.The carrier materials according to the invention are preferably in Form of particles, which particle sizes of 0.2-50 microns, preferably have from 0.4 to 8 µm. Most before there are particles with a size of 0.4-4 µm, since this is a particularly favorable surface / volume ver have ratio, whereby a high binding capacity achieved the use for the separation of nucleic acids becomes.

Als "Größe" der Partikel wird der mittlere Durchmesser der Partikel verstanden. Die vorstehend angegebenen Größenbe­ reiche besagen, daß mindestens 70%, bevorzugt mindestens 80% der Partikel eine Größe aufweisen, die innerhalb des jeweiligen Größenbereichs liegt. Beispielsweise liegt der mittlere Durchmesser bei Partikeln mit einer Größe von 1-3 µm bei ca. 2 µm.The "diameter" of the particles is the mean diameter of the Understood particles. The sizes given above rich say that at least 70%, preferably at least 80% of the particles have a size within the respective size range. For example, the average diameter for particles with a size of 1-3 µm at approx. 2 µm.

Hinsichtlich der geometrischen Form der genannten Partikel wird bevorzugt, daß sie als im wesentlichen perl- oder ku­ gelförmige Partikel (sogenannte "beads") vorliegen.With regard to the geometric shape of the particles mentioned it is preferred that they be essentially pearl or ku gel-like particles (so-called "beads") are present.

Am besten geeignet für Verfahren zur Nucleinsäure-Isolie­ rung bzw. Reinigung sind perl- oder kugelförmige, magneti­ sche oder magnetisierbare Polyvinylalkoholpartikel, welche gemäß der Erfindung durch Umsetzung mit einer germaniumhal­ tigen Verbindung modifiziert worden sind, und die eine ge­ ringe Größe (0,4-4 µm) und einen hohen Magnatitanteil (min­ destens 50 Gew.-%) aufweisen. Best suited for nucleic acid isolation procedures Cleaning or cleaning are pearl or spherical, magneti cal or magnetizable polyvinyl alcohol particles, which according to the invention by reaction with a germaniumhal term connection have been modified, and the one ge rings size (0.4-4 µm) and a high magnatite content (min at least 50% by weight).  

Der hohe Magnetitanteil und die geringe Größe der erfin­ dungsgemäßen Partikel ermöglicht eine Nucleinsäure-Isolie­ rung sowohl aus sehr kleinen Mengen biologischen Probenma­ terials (z. B. 1 µl Blut), als auch aus sehr großen Proben­ mengen (z. B. 20 ml Blut), wobei auf sonst übliche Zentri­ fugationsschritte verzichtet werden kann. Zentrifugations­ schritte bei der Isolierung von Nucleinsäuren, z. B. aus Blut, werden oft zur Steigerung der Reinheit der gewonnenen Nucleinsäure durchgeführt. Aufgrund der Möglichkeit, mit den erfindungsgemäßen Partikeln eine hochreine Präparation auch ohne Zentrifugationsschritte zu erhalten, kann auf diese zeitraubenden und schlecht zu automatisierenden Schritte verzichtet werden.The high magnetite content and the small size of the inventions Particles according to the invention enable nucleic acid isolation from both very small quantities of biological samples terials (e.g. 1 µl blood), as well as from very large samples amounts (e.g. 20 ml of blood), with the usual centri fugation steps can be omitted. centrifugation steps in the isolation of nucleic acids, e.g. B. from Blood, are often used to increase the purity of the blood Nucleic acid performed. Because of the possibility of using the particles according to the invention a highly pure preparation can also be obtained without centrifugation steps these time-consuming and difficult to automate Steps to be avoided.

Die Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Herstellung von magnetischen oder magnetisierbaren Polyvinylalkohol-Träger­ materialien, die durch Behandlung mit Germanium-enthalten­ den Verbindungen modifiziert sind.The invention further relates to methods for the production of magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol carrier materials containing by treatment with germanium the connections are modified.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren beruht auf der Umsetzung eines magnetischen oder magnetisierbaren Polyvi­ nylalkohol-Trägermaterials, mit einer Germaniumverbindung, vorzugsweise mit einer organischen Germanium-Verbindung oder mit einem Germanium-Halogenid. Für diesen Zweck eignen sich in hervorragender Weise solche Germanium-Verbindungen, die hydrolysierbare Alkoxy- oder Halogenid-Funktionen ent­ halten.The manufacturing method according to the invention is based on Implementation of a magnetic or magnetizable Polyvi nyl alcohol carrier material, with a germanium compound, preferably with an organic germanium compound or with a germanium halide. Suitable for this purpose such germanium compounds, the hydrolyzable alkoxy or halide functions ent hold.

Grundsätzlich können für die genannte Umsetzung Germanium- Verbindungen mit der allgemeinen Formel Xq-Ge-(Y)4-q verwendet werden,
In principle, germanium compounds with the general formula X q -Ge- (Y) 4-q can be used for the reaction mentioned,

  • - worin X = Wasserstoff oder Alkyl, vorzugsweise mit 1-6 C-Atomen, oder X = Aryl, vorzugsweise Phenyl, oder X = Alkoxy (OR), wobei R ein Kohlenwasserstoffrest, vorzugs­ weise ein Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Isopropylrest ist,
    oder worin X = Halogenid, vorzugsweise Chlor oder Brom, und
    - wherein X = hydrogen or alkyl, preferably with 1-6 C atoms, or X = aryl, preferably phenyl, or X = alkoxy (OR), where R is a hydrocarbon radical, preferably a methyl, ethyl, propyl or Isopropyl radical,
    or wherein X = halide, preferably chlorine or bromine, and
  • - worin Y = Alkoxy (OR'), wobei R' ein Kohlenwasserstoff­ rest, vorzugsweise Methyl, Ethyl, Propyl oder Isopropyl ist,
    oder worin Y ein Halogenid, vorzugsweise Chlor oder Brom, ist, und
    wherein Y = alkoxy (OR '), where R' is a hydrocarbon radical, preferably methyl, ethyl, propyl or isopropyl,
    or wherein Y is a halide, preferably chlorine or bromine, and
  • - wobei q eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist.- where q is an integer from 0 to 3.

Der Kohlenwasserstoffrest R bzw. R' kann sowohl verzweigt als auch unverzweigt sein. Die Gesamtzahl der C-Atome in den Resten R bzw. R' liegt jeweils zwischen 1 und 30, vor­ zugsweise zwischen 1 und 12.The hydrocarbon radical R or R 'can be branched be unbranched as well. The total number of carbon atoms in the residues R and R 'are in each case between 1 and 30 preferably between 1 and 12.

Vorzugsweise wird die Germanium-Verbindung aus der Gruppe ausgewählt, die Germanium(IV)ethoxid (= Germanium(IV)-Ethy­ lat = Germaniumsäure-tetraethylester, Ge(OC2H5)4), Germani­ um(VI)methoxid (= Germanium(IV)-Methylat = Germaniumsäure­ tetramethylester, Ge(OCH3)4), Germanium(IV)isopropoxid (= Germanium(IV)-isopropylat = Germaniumsäure-tetra-isopropyl­ ester, Ge[OCH(CH3)2]4), Germanium(IV)butoxid, und Germani­ umtetrachlorid (GeCl4) umfaßt, wobei Germanium(IV)ethoxid und Germaniumtetrachlorid besonders bevorzugt sind.The germanium compound is preferably selected from the group consisting of germanium (IV) ethoxide (= germanium (IV) ethyl = tetraethyl germanium, Ge (OC 2 H 5 ) 4 ), germanium (VI) methoxide (= germanium (IV) methylate = germanium acid tetramethyl ester, Ge (OCH 3 ) 4 ), germanium (IV) isopropoxide (= germanium (IV) isopropylate = germanium acid tetra-isopropyl ester, Ge [OCH (CH 3 ) 2 ] 4 ), Germanium (IV) butoxide, and germanium tetrachloride (GeCl 4 ), with germanium (IV) ethoxide and germanium tetrachloride being particularly preferred.

Das Verfahren zur chemischen Modifizierung eines magneti­ schen oder magnetisierbaren Polyvinylalkohol-Trägermate­ rials durch Umsetzung mit einer germaniumhaltigen Verbin­ dung wird vorzugsweise wie folgt durchgeführt (vgl. Bei­ spiel 1):
Das Polyvinylalkohol-Trägermaterial wird in einem wässrigen Puffer bei einem pH von 2 bis 7 suspendiert und unter Rüh­ ren erhitzt (auf ca. 50 bis 95°C). Anschließend wird eine der genannten Germanium-Verbindungen hinzugefügt, und man läßt das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur (20-25°C) ab­ kühlen. Nach mindestens 1maligem Waschen des modifizierten Trägermaterials mit Wasser oder einem wässrigen Puffer kann das Trägermaterial zur Trennung bzw. Reinigung von Nuclein­ säuren verwendet werden. Das vorstehend beschriebene Ver­ fahren eignet sich insbesondere, wenn Germanium(IV)-ethoxid oder ein anderes Alkoxy-Derivat als Germanium-enthaltende Verbindung eingesetzt wird.
The process for the chemical modification of a magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol carrier material by reaction with a germanium-containing compound is preferably carried out as follows (cf. Example 1):
The polyvinyl alcohol carrier material is suspended in an aqueous buffer at a pH of 2 to 7 and heated with stirring (to about 50 to 95 ° C.). Then one of the germanium compounds mentioned is added, and the reaction mixture is allowed to cool to room temperature (20-25 ° C.). After washing the modified support material at least once with water or an aqueous buffer, the support material can be used for the separation or purification of nucleic acids. The method described above is particularly suitable when germanium (IV) ethoxide or another alkoxy derivative is used as the germanium-containing compound.

Alternativ kann das Verfahren zur chemischen Modifizierung eines magnetischen oder magnetisierbaren Polyvinylalkohol- Trägermaterials in der Weise durchgeführt werden, daß das Polyvinylalkohol-Trägermaterial in einem organischen Lö­ sungsmittel, z. B. Aceton oder Toluol, suspendiert wird (vgl. Beispiel 2). Anschließend wird die Suspension erhitzt (ca. 50-150°C) und die germaniumhaltige Verbindung zuge­ setzt. Nach Ende der Umsetzungsreaktion läßt man das Reak­ tionsgemisch abkühlen, und es wird tropfenweise Wasser hin­ zugefügt. Schließlich wird das modifizierte Trägermaterial mit Wasser bzw. einem wässrigen Puffer gewaschen. Das letztgenannte Verfahren eignet sich insbesondere dann, wenn Germanium(IV)chlorid oder ein anderes Germaniumhalogenid als germaniumhaltige Verbindung verwendet wird.Alternatively, the chemical modification method a magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol Carrier material are carried out in such a way that the Polyvinyl alcohol carrier material in an organic solvent means, e.g. As acetone or toluene is suspended (see example 2). The suspension is then heated (approx. 50-150 ° C) and the germanium-containing compound puts. After the reaction has ended, the reak is left Cool the tion mixture and water will drop dropwise added. Finally, the modified carrier material washed with water or an aqueous buffer. The the latter method is particularly suitable if Germanium (IV) chloride or another germanium halide is used as a germanium-containing compound.

Als organisches Lösungsmittel kann neben Aceton oder Toluol jedes andere Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch ver­ wendet werden, in welchem die PVA-Partikel stabil sind; dazu zählen beispielsweise Kohlenwasserstoffe, Dimethyl­ formamid, Dimethoxyethan, Chloroform, Dichlormethan oder Tetrahydrofuran.In addition to acetone or toluene, the organic solvent can be any other solvent or solvent mixture ver be used in which the PVA particles are stable; these include, for example, hydrocarbons, dimethyl formamide, dimethoxyethane, chloroform, dichloromethane or Tetrahydrofuran.

Bei den Umsetzungsreaktionen nach den vorstehend beschrie­ benen Verfahren wird die jeweilige Germanium-Verbindung vorzugsweise in einer Menge von 0,1-10 mmol pro Gramm Po­ lyvinylalkoholpartikel eingesetzt, besonders bevorzugt in einem Mengenverhältnis von 0,7-2,5 mmol pro Gramm Polyvinylalkoholpartikel. Bei dem letztgenannten Mengenverhält­ nis werden Germanium-modifizierte Partikel mit besonders guten Nucleinsäure-Bindungseigenschaften erhalten.In the reaction reactions described above The method used is the respective germanium compound preferably in an amount of 0.1-10 mmol per gram of Po lyvinyl alcohol particles used, particularly preferably in a quantitative ratio of 0.7-2.5 mmol per gram of polyvinyl alcohol particles.  With the latter quantity ratio nis become germanium-modified particles with special good nucleic acid binding properties.

Als magnetische oder magnetisierbare Polyvinylalkohol- Trägermaterialien werden bevorzugt kugelförmige Partikel ("beads") verwendet, die mit den in WO 97/04862 beschriebe­ nen Verfahren erhalten werden und von der Fa. chemagen AG, D-52499 Baesweiler erhältlich sind.As magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol Carrier materials are preferably spherical particles ("beads") used with those described in WO 97/04862 a process and are obtained from chemagen AG, D-52499 Baesweiler are available.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Isolierung oder Reinigung von Nucleinsäuren aus komplexen Ausgangsmaterialien oder Gemischen, unter Verwendung der erfindungsgemäßen, durch Umsetzung mit einer germaniumhal­ tigen Verbindung modifizierten magnetischen Polyvinylalko­ hol-Trägermaterialien.The present invention further relates to methods for Isolation or purification of nucleic acids from complex Starting materials or mixtures, using the according to the invention, by reaction with a germaniumhal term modified magnetic polyvinyl alcohol hol-carrier materials.

Diese Verfahren beruhen grundsätzlich darauf, daß das er­ findungsgemäße Trägermaterial mit dem nucleinsäurehaltigen Ausgangsmaterial oder Gemisch in Kontakt gebracht oder da­ mit vermischt wird, wobei die Nucleinsäuren reversibel an das Trägermaterial gebunden werden. Anschließend wird das Trägermaterial mit Hilfe magnetischer Krafteinwirkung von dem Ausgangsmaterial oder Gemisch abgetrennt (separiert), und die gebundenen Nucleinsäuren werden vom Trägermaterial gelöst (eluiert).These procedures are based on the fact that he support material according to the invention with the nucleic acid Starting material or mixture brought into contact or there is mixed with, the nucleic acids reversibly the carrier material are bound. Then that will Carrier material with the help of magnetic force from separated from the starting material or mixture, and the bound nucleic acids become from the support material solved (eluted).

Die "komplexen Ausgangsmaterialien", aus welchen Nuclein­ säure(n) isoliert bzw. abgetrennt werden sollen, können beispielsweise aus Körperflüssigkeiten, wie Blut oder Se­ rum, oder Fraktionen davon, z. b. buffy coat, oder auch aus pflanzlichen oder tierischen Zellen oder Geweben, Pilzen, Bakterien oder Viren oder einem anderen biologischen Mate­ rial gewonnen werden. Falls erforderlich, werden diese Aus­ gangsmaterialien durch geeignete, dem Fachmann bekannte Methoden oder Reagenzien aufgeschlossen, um die Nucleinsäuren aus den Zellen bzw. Geweben freizusetzen. In jedem Fall müssen die Ausgangsmaterialien bzw. das biologische Proben­ material so vorbehandelt werden, daß zumindest ein Teil der Nucleinsäuren freigesetzt wird und in Lösung vorliegt. Bei­ spielsweise können Zellen oder Gewebe mittels mechanischer Scherkräfte, durch Einwirkung lytischer Enzyme oder mit Hilfe von Detergenzien aufgeschlossen bzw. lysiert werden.The "complex starting materials" from which nuclein acid (s) to be isolated or separated can for example from body fluids such as blood or Se rum, or fractions thereof, e.g. b. buffy coat, or made of plant or animal cells or tissues, fungi, Bacteria or virus or other biological mate rial can be won. If necessary, these will be off materials by suitable methods known to those skilled in the art  or reagents digested to the nucleic acids to be released from the cells or tissues. In any case the raw materials or the biological samples material is pretreated so that at least part of the Nucleic acids is released and is in solution. at for example, cells or tissues can be mechanically Shear forces, by the action of lytic enzymes or with Detergent can be digested or lysed.

Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Verfahren auch verwendet werden, um Nucleinsäuren aus Gemischen, Lösungen oder Suspensionen abzutrennen, die chemisch oder enzyma­ tisch modifizierte, synthetisierte oder synthetisch ampli­ fizierte Nucleinsäuren (vgl. Beispiel 3) enthalten. Unter "Nucleinsäuren" werden insbesondere DNA und RNA ver­ standen, sowie Oligonucleotide, DNA- oder RNA-Fragmente, chemisch oder enzymatisch modifizierte Nucleinsäuren, ein­ zel- oder doppelsträngige Nucleinsäuren, genomische DNA (vgl. Beispiel 4) oder RNA, gesamte zelluläre DNA oder RNA, Plasmide und virale DNA sowie virale RNA, wobei es sich hier lediglich um Beispiele handelt.In addition, the method according to the invention can also used to extract nucleic acids from mixtures, solutions or to separate suspensions that are chemically or enzyma table modified, synthesized or synthetically ampli contained nucleic acids (see Example 3). Under "nucleic acids" in particular DNA and RNA are ver stood, as well as oligonucleotides, DNA or RNA fragments, chemically or enzymatically modified nucleic acids cell or double stranded nucleic acids, genomic DNA (see Example 4) or RNA, total cellular DNA or RNA, Plasmids and viral DNA as well as viral RNA, where it is here are only examples.

Bei den erfindungsgemäßen Verfahren zur Abtrennung bzw. Reinigung von Nucleinsäuren wird in einem ersten Schritt ein magnetisches oder magnetisierbares, Nucleinsäure­ bindendes, festes Trägermaterial mit dem Ausgangsmaterial oder Gemisch in Kontakt gebracht oder damit vermischt, wo­ bei die Nucleinsäure(n) oder Nucleinsäurederivat(e) rever­ sibel an das feste Trägermaterial gebunden wird/werden. Als Trägermaterial wird dabei ein magnetisches oder magneti­ sierbares, Nucleinsäure-bindendes, festes Polyvinylalkohol- Trägermaterial verwendet, welches durch Umsetzung mit einer germaniumhaltigen Verbindung modifiziert worden ist, wie oben beschrieben. Bevorzugt handelt es sich bei dem Träger­ material um perl- oder kugelförmige, magnetische oder magnetisierbare Polyvinylalkoholpartikel, die eine geringe Größe (0,4-4 µm) und einen hohen Magnetitanteil (mindestens 50 Gew.-%) aufweisen.In the methods of separation or Purification of nucleic acids is a first step a magnetic or magnetizable, nucleic acid binding, solid carrier material with the starting material or mixed or mixed with where at the nucleic acid (s) or nucleic acid derivative (s) rever is / are bound to the solid support material. As The carrier material becomes a magnetic or magneti settable, nucleic acid binding, solid polyvinyl alcohol Carrier material used, which by reaction with a Germanium-containing compound has been modified, such as described above. The carrier is preferred material around pearl or spherical, magnetic or magnetisable  Polyvinyl alcohol particles, which are low Size (0.4-4 µm) and a high proportion of magnetite (at least 50% by weight).

Die Zugabe des Trägermaterials bzw. der Partikel zum nucle­ insäurehaltigen Ausgangsmaterial erfolgt vorzugsweise in Gegenwart eines Puffers, der die Bindung der Nucleinsäuren an die Trägerpartikel unterstützt ("Bindungspuffer"). Zur Entfernung von Proteinen aus Zell-Lysaten, insbesondere zur Abtrennung von DNA-bindenden Proteinen, kann während dieses ersten Schrittes (Bindungs-Schritt) bevorzugt Natri­ umperchlorat in einer Endkonzentration von 1-1,5 M zuge­ setzt werden.The addition of the carrier material or the particles to the nucle acidic starting material is preferably in Presence of a buffer that binds the nucleic acids supported on the carrier particles ("binding buffer"). For removing proteins from cell lysates, in particular for the separation of DNA-binding proteins, can during of this first step (binding step) preferably natri umperchlorate in a final concentration of 1-1.5 M added be set.

Als Bindungspuffer wird bevorzugt eine Wasser (40-70 Vol.- %), Ethanol, Natriumacetat und Natriumperchlorat enthal­ tende Lösung verwendet, wobei die Reihenfolge der Zugabe dieser Komponenten nicht von Bedeutung ist. Alternativ dazu können beispielsweise folgende Puffer, Lösungen bzw. Gemi­ sche als Bindungspuffer eingesetzt werden:
A solution containing water (40-70% by volume), ethanol, sodium acetate and sodium perchlorate is preferably used as the binding buffer, the order in which these components are added is not important. Alternatively, the following buffers, solutions or mixtures can be used as binding buffers:

  • - 2,2 M NaClO4, 0,3 M Natriumacetat, in Wasser, pH 5,5-6,5.- 2.2 M NaClO 4 , 0.3 M sodium acetate, in water, pH 5.5-6.5.
  • - 40-60 Vol.-% Ethanol, 10-15 Vol.-% Dimethylformamid, 0,1- 0,5% NaCl, Wasser ad 100%; pH 6-7. Wahlweise kann statt Dimethylformamid auch z. B. Glycerin oder ein Dimethoxy­ alkylenglykol verwendet werden.- 40-60 vol.% Ethanol, 10-15 vol.% Dimethylformamide, 0.1- 0.5% NaCl, water ad 100%; pH 6-7. Optionally, instead Dimethylformamide also z. B. glycerin or a dimethoxy alkylene glycol can be used.
  • - 60-90 Vol.-% Ethanol, 0,01-0,2 M MgCl2, 20-100 mM Tris pH 6,5 (Tris = Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan).- 60-90 vol .-% ethanol, 0.01-0.2 M MgCl 2 , 20-100 mM Tris pH 6.5 (Tris = tris (hydroxymethyl) aminomethane).

Welcher Puffer in einem bestimmten Anwendungsfall, d. h. für ein bestimmtes biologisches Ausgangsmaterial, am besten geeignet ist, kann der Fachmann durch entsprechende Vorver­ suche auf einfache Weise ermitteln. Es hat sich z. B. ge­ zeigt, daß in manchen Fällen ethanolfreie Bindungspuffer am besten geeignet sind (z. B.: Nucleinsäure-Isolierung aus Bakterienlysaten), in anderen Fällen dagegen ethanolhaltige Bindungspuffer (z. B. Nucleinsäure-Isolierung aus Blut). Which buffer in a particular application, i. H. for a certain biological starting material, best is suitable, the person skilled in the art by means of corresponding preliminary ver search easily. It has z. B. ge shows that in some cases ethanol-free binding buffer on are best suited (e.g. nucleic acid isolation from Bacterial lysates), in other cases ethanol-containing ones Binding buffer (e.g. nucleic acid isolation from blood).  

Die Bindung der Nucleinsäuren an das Trägermaterial erfolgt relativ schnell und erfordert gewöhnlich nur eine Inkubati­ onszeit von einer bis wenigen (fünf) Minuten. Falls erfor­ derlich, kann die Inkubationszeit für den ersten Schritt (Bindungs-Schritt) auch ausgedehnt werden, von 5 min. bis ca. 2 h oder noch länger.The nucleic acids are bound to the support material relatively fast and usually requires only one incubation ontime from one to a few (five) minutes. If necessary Therefore, the incubation period for the first step (Binding step) can also be extended by 5 min. to about 2 hours or longer.

Am Ende des Bindungsschrittes kann das Ausgangsmaterial zu­ sammen mit dem Bindungspuffer abgetrennt und verworfen wer­ den (z. B. Absaugen oder Dekantieren), wobei das Trägerma­ terial (an welches die Nucleinsäuren gebunden sind) mit Hilfe eines Magneten oder sonstigen Magnetfeldes zurückge­ halten wird (= "magnetische Separation").At the end of the binding step, the starting material can who are separated and discarded together with the binding buffer (e.g. suction or decanting), the carrier ma material (to which the nucleic acids are bound) with With the help of a magnet or other magnetic field will hold (= "magnetic separation").

In einem zweiten Schritt wird/werden die an das Trägermate­ rial gebundene(n) Nucleinsäuren unter Verwendung geeigneter Waschpuffer gewaschen. Als Waschpuffer kann z. B. verdünn­ ter Alkohol (30-80 Vol.-%) verwendet werden, wobei optional auch Salze darin gelöst sein können (z. B. Natriumperchlo­ rat, Natriumacetat). Je nach Einsatzgebiet sind aber auch andere Niedrig- oder Hochsalzpuffer bzw. -lösungen ohne Al­ koholzusatz als Waschpuffer verwendbar. "Niedrigsalz" be­ deutet eine Salzkonzentration von 0,01-0,2 M, "Hochsalz" bedeutet eine Salzkonzentration von 1-7 M.In a second step, they are attached to the carrier mat rially bound nucleic acids using appropriate Wash buffer washed. As a washing buffer z. B. dilute ter alcohol (30-80 vol .-%) can be used, optional salts can also be dissolved in it (e.g. sodium perchlo rat, sodium acetate). Depending on the area of application, too other low or high salt buffers or solutions without Al alcohol additive can be used as a washing buffer. "Low salt" be indicates a salt concentration of 0.01-0.2 M, "high salt" means a salt concentration of 1-7 M.

Aufgrund der magnetischen Eigenschaften des Trägermaterials ist der Wechsel der Waschlösungen sehr einfach möglich, da das Trägermaterial mit Hilfe eines Magneten zurückgehalten werden kann, während die Waschlösung entfernt wird. Falls erforderlich, kann dieser Wasch-Schritt ein- oder mehrmals wiederholt werden.Due to the magnetic properties of the carrier material it is very easy to change the washing solutions, because the carrier material held back with the help of a magnet can be removed while the washing solution is being removed. If required, this washing step can be done one or more times be repeated.

Alternativ können beispielsweise folgende Puffer, Lösungen oder Gemische als Waschpuffer verwendet werden:
Alternatively, the following buffers, solutions or mixtures can be used as wash buffers:

  • - 30-90 Vol.-% Ethanol, 0,05-0,2 M NaCl. Statt NaCl kann auch z. B. Natriumacetat, Ammoniumacetat, Magnesiumchlo­ rid oder Natriumperchlorat verwendet werden. - 30-90 vol% ethanol, 0.05-0.2 M NaCl. Instead of NaCl can also z. B. sodium acetate, ammonium acetate, magnesium chloride rid or sodium perchlorate can be used.  
  • - 30-90 Vol.-% Ethanol, 1-2 M Natriumperchlorat (oder, al­ ternativ, eines der vorstehend genannten Salze).- 30-90 vol .-% ethanol, 1-2 M sodium perchlorate (or, al ternatively, one of the salts mentioned above).
  • - 1-4 M Natriumperchlorat, in Wasser; (oder, alternativ, eines der vorstehend genannten Salze).- 1-4 M sodium perchlorate, in water; (or alternatively, one of the aforementioned salts).
  • - 0,02-0,2 M Annoniumacetat, in Wasser; (oder, alternativ, eines der vorstehend genannten Salze).- 0.02-0.2 M annonium acetate, in water; (or alternatively, one of the aforementioned salts).

Ebenso ist es möglich, Wasser als "Waschpuffer" zu verwen­ den.It is also possible to use water as a "washing buffer" the.

Anstelle von Ethanol kann im Bindungs- bzw. Waschpuffer auch ein anderer Alkohol, oder ein Gemisch von Alkoholen, verwendet werden; beispielsweise läßt sich Ethanol durch Isopropanol ersetzen.Instead of ethanol, the binding or washing buffer can be used another alcohol, or a mixture of alcohols, be used; for example, ethanol can be passed through Replace isopropanol.

In einem dritten Schritt (Elutions-Schritt) werden die an das Trägermaterial reversibel gebundenen Nucleinsäuren aus der Bindung freigesetzt bzw. eluiert. Hierzu wird das mit Nucleinsäuren beladene Trägermaterial vorzugsweise mit ei­ nem Niedrigsalz-Puffer (0,01-0,2 M) oder Wasser (als Eluti­ onspuffer oder -lösung), nötigenfalls bei erhöhter Tempera­ tur (bevorzugt 40-70°C, stärker bevorzugt 50-60°C) behan­ delt, wodurch die Elution der Nucleinsäure von den Träger­ material-Partikeln bewirkt wird. Als Salze im Niedrigsalz- Puffer kommmen beispielsweise die oben unter "Bindungspuf­ fer" bzw. "Waschpuffer" genannten Salze in Betracht. Optional kann auf den Elutions-Schritt verzichtet werden; in diesem Fall wird die an das Trägermaterial gebundene Nucleinsäure direkt bei nachfolgenden Reaktionen einge­ setzt. Beispielsweise kann die an die erfindungsgemäßen Partikel gebundene Nucleinsäure ohne vorherige Elution di­ rekt in einer PCR eingesetzt werden.In a third step (elution step) the the carrier material from reversibly bound nucleic acids released or eluted from the binding. This is done with Support material loaded with nucleic acids preferably with egg low salt buffer (0.01-0.2 M) or water (as Eluti buffer or solution), if necessary at an elevated temperature ture (preferably 40-70 ° C, more preferably 50-60 ° C) delt, thereby eluting the nucleic acid from the support material particles is caused. As salts in low salt Buffers come, for example, the above under "binding puff fer "or" washing buffer "salts into consideration. Optionally, the elution step can be omitted; in this case the one bound to the carrier material Nucleic acid used directly in subsequent reactions puts. For example, that of the invention Particle bound nucleic acid without previous elution di be used directly in a PCR.

Die Erfindung umfaßt ferner Kits zur Isolierung und/oder Reinigung von Nucleinsäuren, welche ein magnetisches oder magnetisierbares Polyvinylalkohol-Trägermaterial enthalten, das erfindungsgemäß durch Umsetzung mit einer germaniumhal­ tigen Verbindung modifiziert worden ist, sowie Lösungen und /oder Reagenzien zur Durchführung der Isolierung und/oder Reinigung. Beispielsweise können als Lösungen oder Reagen­ zien Bindungs-Puffer, Wasch-Puffer, Elutionspuffer oder - lösungen, oder Reagenzien oder Lösungen zum Aufschluß (Ly­ se) des nucleinsäurehaltigen Ausgangsmaterials (z. B. Zel­ len, Gewebe) enthalten sein.The invention also includes isolation and / or kits Purification of nucleic acids, which are magnetic or contain magnetizable polyvinyl alcohol carrier material,  that according to the invention by reaction with a germaniumhal term connection has been modified, as well as solutions and / or reagents for performing the isolation and / or Cleaning. For example, as solutions or reagents binding buffer, washing buffer, elution buffer or solutions, or reagents or solutions for digestion (Ly se) of the nucleic acid-containing starting material (e.g. Zel len, tissue) may be included.

Die Erfindung wird durch nachfolgende Beispiele näher er­ läutert.The invention is illustrated by the following examples purifies.

Beispiel 1example 1 Modifizierung von Polyvinylalkohol-Partikeln durch Umset­ zung mit einer germaniumhaltigen Verbindung in wässriger LösungModification of polyvinyl alcohol particles by implementation tongue with a germanium-containing compound in aqueous solution

500 mg magnetisierbarer Polyvinylalkoholpartikel der Größe 1-3 µm, mit einem Magnetitgehalt von 90 Gew.-%, werden zweimal mit jeweils 20 ml 0,1 M Natriumacetatpuffer (pH 4,5), der vorher entgast wurde, unter Argon gewaschen, wo­ bei die Abtrennung der Partikel jeweils mit einem Handma­ gneten erfolgt, und dann in 20 ml ebenfalls entgastem 0,1 M Natriumacetatpuffer (pH 4,5) resuspendiert. Die Suspension wird unter Rühren auf 60°C erhitzt und anschließend werden im Argonstrom 200 µl Germaniumtetraethoxid tropfenweise zu­ gesetzt. Nach zweistündiger Reaktion bei dieser Temperatur läßt man das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abkühlen, trennt den Überstand nach magnetischer Separation ab und wäscht die Partikel dreimal mit jeweils 20 ml destilliertem Wasser; dies kann in Gegenwart von Luft erfolgen. Anschlie­ ßend werden die Partikel zur Lagerung in 0,1 M Natriumace­ tatpuffer (pH 5,5) resuspendiert und die Konzentration der Partikel auf 25 mg/ml eingestellt. 500 mg magnetizable size polyvinyl alcohol particles 1-3 µm, with a magnetite content of 90% by weight twice with 20 ml 0.1 M sodium acetate buffer (pH 4,5), which was previously degassed, washed under argon, where with the separation of the particles with a manual measure gneten takes place, and then in 20 ml also degassed 0.1 M Resuspended sodium acetate buffer (pH 4.5). The suspension is heated to 60 ° C with stirring and then dropwise 200 μl of germanium tetraethoxide in an argon stream set. After two hours of reaction at this temperature the reaction mixture is allowed to cool to room temperature, separates the supernatant after magnetic separation and washes the particles three times with 20 ml distilled each Water; this can be done in the presence of air. subsequently, The particles are stored for storage in 0.1 M sodium ace tat buffer (pH 5.5) and the concentration of Particles adjusted to 25 mg / ml.  

Beispiel 2Example 2 Modifizierung von Polyvinylalkohol-Partikeln durch Umset­ zung mit einer germaniumhaltigen Verbindung in einem orga­ nischen LösungsmittelModification of polyvinyl alcohol particles by implementation tongue with a germanium-containing compound in an orga African solvent

500 mg magnetisierbarer Polyvinylalkoholpartikel der Größe 1-3 µm, mit einem Magnetitgehalt von 90 Gew.-%, werden suk­ zessive entwässert durch Waschen mit Aceton-Wasser-Gemi­ schen und anschließend durch Waschen mit absolutem Aceton. Nach Abtrennen des Aceton-Überstandes werden die Partikel unter Argon in 10 ml absolutem Toluol (Reinheitsgrad mind. 99,5%) gewaschen und dann in 20 ml absolutem Toluol resus­ pendiert. Die Suspension wird unter Rühren auf 100°C er­ hitzt, und anschließend werden im Argonstrom 100 µl Germa­ niumtetrachlorid tropfenweise zugesetzt. Nach vierstündiger Reaktion bei dieser Temperatur läßt man das Reaktionsge­ misch auf 80°C abkühlen und gibt tropfenweise 500 µl Was­ ser dazu. Nach weiteren zwei Stunden bei dieser Temperatur trennt man den Überstand nach magnetischer Separation ab und wäscht die Partikel an der Luft mit jeweils 50 ml de­ stilliertem Wasser. Anschließend werden die Partikel zur Lagerung in 0,1 M Natriumacetat (pH < 6) resuspendiert.500 mg magnetizable size polyvinyl alcohol particles 1-3 microns, with a magnetite content of 90 wt .-%, are successively cessive dewatered by washing with acetone-water mixture and then by washing with absolute acetone. After the acetone supernatant has been separated off, the particles become under argon in 10 ml absolute toluene (purity min. 99.5%) and then in 20 ml of absolute toluene resus pendiert. The suspension is heated to 100 ° C heats, and then 100 µl Germa in the argon stream Added sodium tetrachloride dropwise. After four hours Reaction at this temperature is allowed to react Cool to 80 ° C and add 500 µl of what to this. After another two hours at this temperature the supernatant is separated off after magnetic separation and washes the particles in the air with 50 ml de still water. Then the particles become Storage resuspended in 0.1 M sodium acetate (pH <6).

Beispiel 3Example 3 Aufreinigung eines PCR-Amplifikationsproduktes unter Ver­ wendung der gemäß Beispiel 1 hergestellten PartikelPurification of a PCR amplification product under Ver Use of the particles produced according to Example 1

Ein 595 bp DNA-Fragment der malB-Region von genomischer DNA, isoliert aus E. coli (K12) unter Verwendung des "Bugs'n Beads Kits" (Fa. chemagen AG, D-52499 Baesweiler). wird in einer PCR amplifiziert (Primer und Reaktionsbedin­ gungen entsprechend CANDRIAN et al., Int. J. Food Micro­ biol. 12 (1991) 339).A 595 bp DNA fragment of the malB region of genomic DNA isolated from E. coli (K12) using the "Bugs'n Beads Kit" (from Chemagen AG, D-52499 Baesweiler). is amplified in a PCR (primer and reaction conditions according to CANDRIAN et al., Int. J. Food Micro biol. 12 ( 1991 ) 339).

40 µl des PCR-Produkts werden nach der Amplifikation von der Ölphase abgetrennt, mit 16 µl der Partikelsuspension aus Beispiel 1 versetzt, und es werden 100 µl Bindungs- Puffer (60 Vol.-% Ethanol, 2,2 M NaClO4, 0,3 M Natriumace­ tat) hinzugefügt. Nach fünfminütiger Inkubation wird magne­ tisch separiert und der Überstand verworfen. Es wird zwei­ mal mit jeweils 400 µl 60%igem Ethanol gewaschen und die Partikel nach vollständiger Abtrennung der Waschlösung 8 min bei geöffnetem Reaktionsgefäß getrocknet. Anschließend werden die Partikel in 30 µl Tris-HCl (10 mM, pH 8,0) re­ suspendiert. Nach 5minütiger Inkubation bei 55°C wird der Überstand mit dem aufgereinigten DNA-Amplifikationsprodukt von den Partikeln abgetrennt (durch magnetische Separation) und in ein neues Gefäß überführt.After the amplification, 40 μl of the PCR product are separated from the oil phase, 16 μl of the particle suspension from Example 1 are added, and 100 μl binding buffer (60 vol.% Ethanol, 2.2 M NaClO 4 , 0, 3 M sodium ace tat) added. After five minutes of incubation, the mixture is magnetically separated and the supernatant is discarded. It is washed twice with in each case 400 μl of 60% ethanol and, after the washing solution has been completely separated off, the particles are dried for 8 minutes with the reaction vessel open. The particles are then suspended in 30 μl Tris-HCl (10 mM, pH 8.0). After 5 minutes of incubation at 55 ° C., the supernatant with the purified DNA amplification product is separated from the particles (by magnetic separation) and transferred to a new vessel.

Beispiel 4Example 4 Isolierung von genomischer DNA aus Vollblut, unter Verwen­ dung der gemäß Beispiel 1 hergestellten PartikelIsolation of genomic DNA from whole blood, using tion of the particles produced according to Example 1

10 µl Vollblut (EDTA-stabilisiert) werden in einem 1,5 ml- Reaktionsgefäß mit 65 µl Lyse-Puffer (1,6 M Guanidin- Hydrochlorid; 30 mM Tris-HCl, pH7; 30 mM EDTA; 10 Vol.-% Tween 20; 1 Vol.-% Triton X-100) durchmischt und 1 min bei Raumtemperatur inkubiert. Anschließend werden 8 µl der mo­ difizierten Partikel aus Beispiel 1 und 110 µl Bindungspuf­ fer (siehe Beispiel 3) zugesetzt. Nach 5minütiger Inkubati­ on bei Raumtemperatur wird der Überstand nach magnetischer Separation verworfen. Die Partikel werden anschließend mit 190 µl Waschpuffer A (30 Vol.-% Ethanol; 1,1 M NaClO4; 0,15 M Natriumacetat) und anschließend kurz mit 300 µl Wasser gewaschen. Nach Abtrennung der letzten Waschlösung werden die Partikel in 30 µl Elutionspuffer (10 mM Tris-HCl) 5 min bei 55°C inkubiert, um die DNA zu eluieren. Die so iso­ lierte genomische DNA kann direkt z. B. in einer PCR einge­ setzt werden. 10 ul whole blood (EDTA stabilized) are in a 1.5 ml reaction vessel with 65 ul lysis buffer (1.6 M guanidine hydrochloride; 30 mM Tris-HCl, pH7; 30 mM EDTA; 10 vol .-% Tween 20 ; 1 vol .-% Triton X-100) and mixed for 1 min at room temperature. 8 μl of the modified particles from example 1 and 110 μl of binding buffer (see example 3) are then added. After 5 minutes of incubation at room temperature, the supernatant is discarded after magnetic separation. The particles are then washed with 190 μl washing buffer A (30 vol.% Ethanol; 1.1 M NaClO 4 ; 0.15 M sodium acetate) and then briefly with 300 μl water. After the last washing solution has been separated off, the particles are incubated in 30 μl elution buffer (10 mM Tris-HCl) at 55 ° C. for 5 min in order to elute the DNA. The genomic DNA isolated iso z. B. is set in a PCR.

Fig. 1 zeigt beispielhaft die Ausbildung eines "Polygermoxan"- Monolayers (2) auf der Oberfläche eines Polyvinylalkohol- Trägermaterials (1); die erfindungsgemäße Modifizierung kann aber auch zu andersartigen Molekülstrukturen führen, die von der hier gezeigten abweichen. Fig. 1 shows an example of the formation of a "Polygermoxan" - monolayer ( 2 ) on the surface of a polyvinyl alcohol carrier material ( 1 ); however, the modification according to the invention can also lead to different types of molecular structures which differ from the one shown here.

R steht beispielsweise für einen Alkylrest oder eine freie (endständige) OH-Gruppe.R stands for example for an alkyl radical or a free one (terminal) OH group.

(1) bezeichnet die Oberfläche des Polyvinylalkohol-Träger­ materials, an welche das "Polygermoxan"-Monolayer (2) über Sauerstoffatome gebunden ist.( 1 ) denotes the surface of the polyvinyl alcohol carrier material to which the "polygermoxane" monolayer ( 2 ) is bonded via oxygen atoms.

Claims (24)

1. Magnetische oder magnetisierbare Polyvinylalkohol- Trägermaterialien für die reversible Bindung von Nuclein­ säuren, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch chemische Um­ setzung mit einer Germanium-enthaltenden Verbindung modifi­ ziert sind.1. Magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol carrier materials for the reversible binding of nucleic acids, characterized in that they are modified by chemical implementation with a germanium-containing compound. 2. Magnetische oder magnetisierbare Polyvinylalkohol- Trägermaterialien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie kovalent gebundenes Germanium oder Germanium(IV)- oxid oder ein kovalent gebundenes germaniumhaltiges Polymer enthalten, vorzugsweise an dar Oberfläche der Trägermate­ rialien.2. Magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol Support materials according to claim 1, characterized in that they are covalently bound germanium or germanium (IV) - oxide or a covalently bound germanium-containing polymer included, preferably on the surface of the carrier mat rials. 3. Trägermaterialien nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie an ihrer Oberfläche eine oder mehrere Schicht(en) von über Sauerstoffbrücken verbundenen Germani­ umatomen aufweisen, wobei zumindest ein Teil der Germanium­ atome über Sauerstoffatome kovalent an das Polyvinylalko­ hol-Trägermaterial gebunden ist.3. Support materials according to claim 1 or 2, characterized ge indicates that they have one or more on their surface Layer (s) of Germani connected via oxygen bridges have umatomen, with at least part of the germanium atoms covalently to the polyvinyl alcohol via oxygen atoms hol carrier material is bound. 4. Trägermaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ganz oder teilweise mit Germanium(IV)oxid beschichtet sind.4. carrier materials according to one of claims 1 to 3, characterized in that they are wholly or partly with Germanium (IV) oxide are coated. 5. Trägermaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Behandlung von Poly­ vinylalkohol-Trägermaterialien mit Germaniumhalogeniden oder organischen Germanium-Verbindungen, vorzugsweise Ger­ maniumalkoholaten oder Alkoxy-Derivaten von Germanium, her­ gestellt sind. 5. carrier materials according to one of claims 1 to 4, characterized in that by treatment of poly vinyl alcohol carrier materials with germanium halides or organic germanium compounds, preferably Ger manium alcoholates or alkoxy derivatives of germanium are posed.   6. Trägermaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie superparamagnetische oder paramagnetische Eisenoxidpartikel enthalten, vorzugsweise Magnetit.6. carrier materials according to one of claims 1 to 5, characterized in that they are superparamagnetic or contain paramagnetic iron oxide particles, preferably Magnetite. 7. Trägermaterialien nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie einen Magnetitgehalt von mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 75 Gew.-%, am stärksten bevorzugt von 90 Gew.-% aufweisen.7. carrier materials according to claim 6, characterized is characterized by a magnetite content of at least 50% by weight, preferably at least 75% by weight, most preferably have from 90 wt .-%. 8. Trägermaterialien nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Hy­ drogel vorliegen.8. Carrier materials according to one or more of the above going claims, characterized in that it as Hy there are drugs. 9. Trägermaterialien nach einem oder mehreren dar voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Partikel vorliegen, welche Partikelgrößen von 0,2-50 µm, vorzugsweise von 0,4-8 µm, am meisten bevorzugt von 0,4-4 µm aufweisen.9. Carrier materials according to one or more of them going claims, characterized in that they as Particles are present, which have particle sizes of 0.2-50 μm, preferably 0.4-8 µm, most preferably 0.4-4 µm exhibit. 10. Trägermaterialien nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie als im wesentlichen perl- oder kugelför­ mige Partikel vorliegen.10. Support materials according to claim 9, characterized records that they are essentially pearl or spherical Particles are present. 11. Verfahren zur Herstellung eines Trägermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durch chemische Modifizierung eines magnetischen oder magnetisierbaren Polyvinylalkohol- Trägermaterials durch Umsetzung dieses Trägermaterials mit einer Germaniumverbindung, vorzugsweise mit einer organi­ schen Germanium-Verbindung oder mit einem Germanium-Halo­ genid.11. Process for the production of a carrier material according to one of claims 1 to 10 by chemical modification a magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol Carrier material by implementing this carrier material with a germanium compound, preferably with an organic Germanium compound or with a germanium halo halide. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur der Germanium-Verbindung der allgemeinen Formel Xq-Ge-(Y)4-q entspricht,
worin X = Wasserstoff oder Alkyl, vorzugsweise mit 1-6 C-Atomen, oder X = Aryl, vorzugsweise Phenyl, oder X = Alkoxy (OR), wobei R ein Kohlenwasserstoffrest, vorzugs­ weise ein Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Isopropylrest ist,
oder worin X = Halogenid, vorzugsweise Chlor oder Brom, und
worin Y = Alkoxy (OR'), wobei R' ein Kohlenwasserstoff­ rest, vorzugsweise Methyl, Ethyl, Propyl oder Isopropyl ist,
oder worin Y ein Halogenid, vorzugsweise Chlor oder Brom, ist, und
wobei q eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist.
12. The method according to claim 11, characterized in that the structure of the germanium compound corresponds to the general formula X q -Ge- (Y) 4-q ,
wherein X = hydrogen or alkyl, preferably with 1-6 C atoms, or X = aryl, preferably phenyl, or X = alkoxy (OR), where R is a hydrocarbon radical, preferably a methyl, ethyl, propyl or isopropyl radical is
or wherein X = halide, preferably chlorine or bromine, and
where Y = alkoxy (OR '), where R' is a hydrocarbon radical, preferably methyl, ethyl, propyl or isopropyl,
or wherein Y is a halide, preferably chlorine or bromine, and
where q is an integer from 0 to 3.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zur Modifizierung verwendete Germanium- Verbindung ausgewählt ist aus der Germanium(IV)ethoxid, Germanium(VI)methoxid, Germanium(IV)isopropoxid, Germani­ um(IV)butoxid und Germaniumtetrachlorid umfassenden Gruppe, wobei Germanium(IV)ethoxid und Germaniumtetrachlorid beson­ ders bevorzugt sind.13. The method according to claim 11 or 12, characterized indicates that the germanium used for the modification Compound is selected from the germanium (IV) ethoxide, Germanium (VI) methoxide, Germanium (IV) isopropoxide, Germani group comprising (IV) butoxide and germanium tetrachloride, with germanium (IV) ethoxide and germanium tetrachloride who are preferred. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Umsetzung des magnetischen oder ma­ gnetisierbaren Polyvinylalkohol-Trägermaterials mit der or­ ganischen Germanium-Verbindung bei Temperaturen von 20-150 °C, vorzugsweise von 50-95°C erfolgt.14. The method according to any one of claims 11-13, characterized ge indicates that the implementation of magnetic or ma gnetizable polyvinyl alcohol carrier material with the or ganic germanium compound at temperatures of 20-150 ° C, preferably from 50-95 ° C. 15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11- 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylalkohol- Trägermaterial zur Umsetzung mit der Germaniumverbindung, vorzugsweise einem Germanium-Alkoholat oder einem Alkoxy- Derivat, in einem wässrigen Puffer bei einem pH von 2 bis 7 suspendiert wird. 15. The method according to one or more of claims 11- 14, characterized in that the polyvinyl alcohol Carrier material for reaction with the germanium compound, preferably a germanium alcoholate or an alkoxy Derivative, in an aqueous buffer at pH 2 to 7 is suspended.   16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11- 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylalkohol- Trägermaterial zur Umsetzung mit der Germaniumverbindung, vorzugsweise einem Germanium-Halogenid, in einem organi­ schen Lösungsmittel suspendiert wird.16. The method according to one or more of claims 11- 14, characterized in that the polyvinyl alcohol Carrier material for reaction with the germanium compound, preferably a germanium halide, in an organic solvent is suspended. 17. Verwendung von Polyvinylalkohol-Trägermaterialien nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, oder von Poly­ vinylalkohol-Trägermaterialien, die nach einem oder mehre­ ren der Verfahren 11-16 hergestellt sind, als Nucleinsäu­ ren-bindende Matrix zur Isolierung und/oder zur Reinigung von Nucleinsäuren.17. Use of polyvinyl alcohol carrier materials according to one or more of claims 1 to 10, or of poly vinyl alcohol carrier materials, which are prepared by one or more of the methods 11-16 , as a nucleic acid-binding matrix for isolation and / or Purification of nucleic acids. 18. Verwendung von Polyvinylalkohol-Trägermaterialien nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, oder von Polyvinylalkohol-Trägermaterialien, die nach einem oder mehreren der Verfahren 11-16 hergestellt sind, als Nuclein­ säuren-bindende Matrix zur Isolierung und/oder zur Reini­ gung von Nucleinsäuren aus komplexen Ausgangsmaterialien oder Gemischen, welche vorzugsweise aus Blut, Serum, buffy coat, pflanzlichen oder tierischen Zellen oder Geweben, Pilzen, Bakterien oder Viren oder einem anderen biologi­ schen Material erhalten werden.18. Use of polyvinyl alcohol carrier materials according to one or more of claims 1 to 10, or of polyvinyl alcohol carrier materials, which are prepared by one or more of the methods 11-16 , as a nucleic acid-binding matrix for isolation and / or for cleaning of nucleic acids from complex starting materials or mixtures, which are preferably obtained from blood, serum, buffy coat, plant or animal cells or tissues, fungi, bacteria or viruses or another biological material. 19. Verwendung von Polyvinylalkohol-Trägermaterialien nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, oder von Polyvinylalkohol-Trägermaterialien, die nach einem oder mehreren der Verfahren 11-16 hergestellt sind, als Nuclein­ säuren-bindende Matrix zur Isolierung und/oder zur Reini­ gung von Nucleinsäuren aus Gemischen, Lösungen oder Suspen­ sionen, die eine oder mehrere chemisch oder enzymatisch mo­ difizierte, synthetisierte oder synthetisch amplifizierte Nucleinsäuren enthalten. 19. Use of polyvinyl alcohol carrier materials according to one or more of claims 1 to 10, or of polyvinyl alcohol carrier materials, which are prepared by one or more of the methods 11-16 , as nucleic acid-binding matrix for isolation and / or for cleaning of nucleic acids from mixtures, solutions or suspensions containing one or more chemically or enzymatically modified, synthesized or synthetically amplified nucleic acids. 20. Verfahren zur Isolierung und/oder Reinigung von Nucle­ insäuren oder Nucleinsäurederivaten aus komplexen Ausgangs­ materialien oder Gemischen, wobei die Nucleinsäure(n) oder Nacleinsäurederivat(e) reversibel an ein festes Trägermate­ rial gebunden wird/werden, dadurch gekennzeichnet, daß als festes Trägermaterial ein magnetisches oder magnetisierba­ res Polyvinylalkohol-Trägermaterial nach einem oder mehre­ ren der Ansprüche 1 bis 10, oder ein nach einem oder mehre­ ren der Verfahren 11-16 hergestelltes Polyvinylalkohol- Trägermaterial verwendet wird.20. A process for the isolation and / or purification of nucleic acids or nucleic acid derivatives from complex starting materials or mixtures, the nucleic acid (s) or nacleic acid derivative (s) being reversibly bound to a solid support material, characterized in that the solid support material a magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol carrier material according to one or more of claims 1 to 10, or a polyvinyl alcohol carrier material produced according to one or more of methods 11-16 is used. 21. Verfahren zur Isolierung und/oder Reinigung von Nucleinsäuren oder Nucleinsäurederivaten aus komplexen Aus­ gangsmaterialien oder Gemischen, wobei
in einem ersten Schritt ein magnetisches oder magneti­ sierbares, Nucleinsäure-bindendes, festes Trägermaterial mit dem Ausgangsmaterial oder Gemisch in Kontakt gebracht wird oder damit vermischt wird, wobei die Nucleinsäure(n) oder Nucleinsäurederivat(e) reversibel an das feste Trä­ germaterial gebunden wird/werden, und
in einem zweiten Schritt die an das Trägermaterial gebun­ dene(n) Nucleinsäuren gewaschen werden, und
in einem dritten Schritt die an das feste Trägermaterial gebundene(n) Nucleinsäure(n) von diesem Trägermaterial eluiert oder freigesetzt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß als festes Trägermaterial ein magnetisches oder magnetisierbares Polyvinylalkohol-Trä­ germaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, oder ein nach einem oder mehreren der Verfahren 11-16 hergestelltes Polyvinylalkohol-Trägermaterial verwendet wird.
21. A method for the isolation and / or purification of nucleic acids or nucleic acid derivatives from complex starting materials or mixtures, wherein
in a first step, a magnetic or magnetizable, nucleic acid-binding, solid support material is brought into contact with or mixed with the starting material or mixture, the nucleic acid (s) or nucleic acid derivative (s) being reversibly bound to the solid support material / be, and
in a second step, the nucleic acids bound to the carrier material are washed, and
in a third step, the nucleic acid (s) bound to the solid support material are eluted or released from this support material,
characterized in that a magnetic or magnetizable polyvinyl alcohol carrier material according to one or more of claims 1 to 10 or a polyvinyl alcohol carrier material produced according to one or more of the methods 11-16 is used as the solid carrier material.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die genannten, Nucleinsäuren oder Nucleinsäu­ rederivate enthaltenden komplexen Ausgangsmaterialien oder Gemische vorzugsweise aus Blut, Serum, buffy coat, pflanz­ lichen oder tierischen Zellen oder Geweben, Pilzen, Bakte­ rien oder Viren oder einem anderen biologischen Material erhalten werden, wobei die genannten biologischen Materia­ lien zur Nucleinsäure-Isolierung bzw. -Reinigung aufge­ schlossen werden.22. The method according to claim 20 or 21, characterized records that said nucleic acids or nucleic acid complex starting materials containing red derivatives or  Mixtures preferably from blood, serum, buffy coat, plants Lichen or animal cells or tissues, fungi, bacteria or viruses or other biological material can be obtained, said biological materia lien for nucleic acid isolation or purification be closed. 23. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die genannten Ausgangsmaterialien oder Gemi­ sche eine oder mehrere chemisch oder enzymatisch modifi­ zierte, synthetisierte oder synthetisch amplifizierte Nucleinsäuren enthalten.23. The method according to claim 20 or 21, characterized records that the starting materials mentioned or Gemi one or more chemically or enzymatically modified graced, synthesized or synthetically amplified Contain nucleic acids. 24. Ein Kit zur Isolierung und/oder Reinigung von Nuclein­ säuren, welcher ein Trägermaterial zur reversiblen Bindung von Nucleinsäuren sowie Lösungen und/oder Reagenzien zur Durchführung der Isolierung und/oder Reinigung enthält, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kit als Trägermaterial ein magnetisches oder magnetisierbares Polyvinylalkohol-Träger­ material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, oder ein nach einem oder mehreren der Verfahren 11-16 her­ gestelltes Polyvinylalkohol-Trägermaterial enthält.24. A kit for the isolation and / or purification of nucleic acids, which contains a carrier material for the reversible binding of nucleic acids and solutions and / or reagents for carrying out the isolation and / or purification, characterized in that the kit as a carrier material is a magnetic or contains magnetizable polyvinyl alcohol carrier material according to one or more of claims 1 to 10, or a polyvinyl alcohol carrier material produced according to one or more of methods 11-16 .
DE2001103652 2001-01-27 2001-01-27 Magnetic polyvinyl alcohol carrier, useful for isolating and purifying nucleic acid, is modified with germanium compound for improved reversible binding Withdrawn DE10103652A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001103652 DE10103652A1 (en) 2001-01-27 2001-01-27 Magnetic polyvinyl alcohol carrier, useful for isolating and purifying nucleic acid, is modified with germanium compound for improved reversible binding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001103652 DE10103652A1 (en) 2001-01-27 2001-01-27 Magnetic polyvinyl alcohol carrier, useful for isolating and purifying nucleic acid, is modified with germanium compound for improved reversible binding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10103652A1 true DE10103652A1 (en) 2002-08-14

Family

ID=7671923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001103652 Withdrawn DE10103652A1 (en) 2001-01-27 2001-01-27 Magnetic polyvinyl alcohol carrier, useful for isolating and purifying nucleic acid, is modified with germanium compound for improved reversible binding

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10103652A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013021027A3 (en) * 2011-08-09 2013-04-25 Ralph Markus Wirtz Matrix and method for purifying and/or isolating nucleic acids
WO2014015966A3 (en) * 2012-07-21 2014-03-13 Perkinelmer Chemagen Technologie Gmbh Spherical magnetisable polyvinyl alcohol microparticles, method for producing same, and use thereof
US20150065439A1 (en) * 2013-02-28 2015-03-05 Vertex Pharmaceuticals Incorporated Pharmaceutical compositions

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013021027A3 (en) * 2011-08-09 2013-04-25 Ralph Markus Wirtz Matrix and method for purifying and/or isolating nucleic acids
US20140221638A1 (en) * 2011-08-09 2014-08-07 Ralph Markus Wirtz Matrix and method for purifying and/or isolating nucleic acids
JP2014525750A (en) * 2011-08-09 2014-10-02 ラルフ マルクス ヴィルツ Matrix and method for purifying and / or isolating nucleic acids
AU2012293595B2 (en) * 2011-08-09 2017-06-08 Ralph Markus Wirtz Matrix and method for purifying and/or isolating nucleic acids
US9683229B2 (en) 2011-08-09 2017-06-20 Ralph Markus Wirtz Matrix and method for purifying and/or isolating nucleic acids
WO2014015966A3 (en) * 2012-07-21 2014-03-13 Perkinelmer Chemagen Technologie Gmbh Spherical magnetisable polyvinyl alcohol microparticles, method for producing same, and use thereof
JP2015524493A (en) * 2012-07-21 2015-08-24 パーキンエルマー ケマーゲン テクノロジー ゲーエムベーハーPerkinelmer Chemagen Technologie Gmbh Magnetizable spherical polyvinyl alcohol fine particles, production method and use thereof
US10059979B2 (en) 2012-07-21 2018-08-28 Perkinelmer Chemagen Technologie Gmbh Spherical, magnetizable polyvinyl alcohol microparticles, methods for their production, and their use
US20150065439A1 (en) * 2013-02-28 2015-03-05 Vertex Pharmaceuticals Incorporated Pharmaceutical compositions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1577389B2 (en) A method for carrying out an enzymatic reaction on nucleic acids
DE69933186T2 (en) Method for the purification and manipulation of nucleic acid by means of paramagnetic particles
EP1783135B1 (en) Automatable method for preparing samples which can be universally applied
EP1851313B1 (en) Method for isolating nucleic acids, wherein the nucleic acids are immobilised on a matrix at elevated temperatures
DE69817484T2 (en) METHOD FOR INSULATING SPECIFIC BIOLOGICAL SUBSTANCES BY MEANS OF MAGNETIC SILICA PARTICLES
DE69533317T2 (en) ISOLATION OF NUCLEIC ACIDS
DE60316660T2 (en) USE OF A SILICA MATERIAL IN AMPLIFICATION
EP0743950B1 (en) Process for separating double-stranded/single-stranded nucleic acid structures
EP2899276B1 (en) Lysis, binding and/or washing reagent which can be used for isolating and/or cleaning nucleic acids
DE60025529T2 (en) MAGNETIC GLASS PARTICLES, MANUFACTURING METHOD AND USE
DE69802191T2 (en) SOLID NUCLEIC ACID ISOLATION
DE69636553T2 (en) Nucleic acid-binding magnetic carrier and method for nucleic acid isolation using it
EP2288701B1 (en) Method for filtering nucleic acids, in particular from fixed tissue
DE4139664A1 (en) DEVICE AND METHOD FOR ISOLATING AND CLEANING NUCLEIC ACIDS
EP0765335A1 (en) Universal process for isolating and purifying nucleic acids from extremely small amounts of highly contaminated various starting materials
WO1999057313A1 (en) Method and device for isolating nucleic acids
DE19912799B4 (en) Superparamagnetic adsorption material and its use
DE60123828T2 (en) LYSATE CLARIFICATION AND NUCLEIC ACID INSULATION WITH SILANIZED SILICAMATRIZES
EP3228710B1 (en) Purification of nucleic acids from a sample comprising nucleic acids and endotoxin
DE10103652A1 (en) Magnetic polyvinyl alcohol carrier, useful for isolating and purifying nucleic acid, is modified with germanium compound for improved reversible binding
DE10033991A1 (en) Process for the isolation of nucleic acids
EP1242816A2 (en) Chromatography material and a method using same
DE19858447A1 (en) Isolating and purifying nucleic acid
JPH11196869A (en) Isolation of liponucleic acid
DE19549875B4 (en) Use of magnetic particles for the isolation of nucleic acids

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: CHEMAGEN BIOPOLYMER-TECHNOLOGIE AKTIENGESELLSCHAFT

R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee