DE102006032610A1 - Method for the parallel isolation of viral nucleic acids - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur parallelen Isolierung doppel- und einzelsträngiger Nukleinsäuren aus diese Stoffe enthaltenden Proben, ohne die doppel- und einzelsträngiger Nukleinsäuren zu trennen, bei dem die Proben mit bekannten Lysepuffern (hoher Salzkonzentrationen oder niedriger Salzkonzentrationen oder mit proteolytischen Enzymen) versetzt werden, wobei die nukleinsäurehaltige Probe vor deren Lyse oder die bereits lysierte oder homogenisierte Probe in Abwesenheit von Alkohol mit einem Bindungspuffer, der mindestens ein nichtionisches Detergenz in hoher Konzentration enthält, so eingestellt wird, dass die Gesamtnukleinsäure an einen festen Träger adsorbiert wird.The invention relates to a method for the parallel isolation of double- and single-stranded nucleic acids from samples containing these substances, without separating the double- and single-stranded nucleic acids, in which the samples are mixed with known lysis buffers (high salt concentrations or low salt concentrations or with proteolytic enzymes), wherein the nucleic acid-containing sample prior to its lysis or the already lysed or homogenized sample in the absence of alcohol with a binding buffer containing at least one nonionic detergent in high concentration is adjusted so that the total nucleic acid is adsorbed to a solid support.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur schnellen, einfachen und hochsensitiven Isolierung viraler Nukleinsäuren.The The invention relates to a method for fast, simple and highly sensitive Isolation of viral nucleic acids.

Die Untersuchung diagnostisch relevanter biologischer Proben (Serum, Plasma, Blut, Liquor, Tupferproben, Organabriebe etc.) zum Nachweis infektiöser Erreger gewinnt immer mehr an Bedeutung. Virusinfektionen wie HIV, HCV oder HBV breiten sich weltweit immer stärker aus. Darüber hinaus erfordert das massenhafte Auftreten neuartiger Viruserkrankungen (z.B. Vogelgrippe) ein schnelles und flexibles Reagieren für den sensitiven diagnostischen Virusnachweis. Neue Testverfahren auf Basis der Verwendung sensitiver Amplifikationstechniken wie Real Time-PCR ermöglichen einen hocheffizienten Virusnachweis und werden immer stärker als diagnostische Instrumentarien eingesetzt. Dem Schritt der molekularen Probenvorbereitung in der Form der Isolierung der nachzuweisenden Nukleinsäuren kommt immer größere Bedeutung zu.The Examination of diagnostically relevant biological samples (serum, Plasma, blood, cerebrospinal fluid, swab samples, organ abrasions, etc.) for detection infectious Pathogen is becoming increasingly important. Viral infections like HIV, HCV or HBV are spreading worldwide. Furthermore requires the massive occurrence of novel viral diseases (e.g., avian influenza) a fast and flexible response for the sensitive diagnostic virus detection. New test methods based on use enable sensitive amplification techniques such as real-time PCR a highly efficient virus detection and are becoming stronger than used diagnostic tools. The step of the molecular Sample preparation in the form of isolation of the to be detected nucleic acids comes more and more important to.

Die Sensitivität des Testsystems wird durch den Prozess der Isolierung der Nukleinsäure maßgeblich beeinflusst.The sensitivity of the test system is significantly influenced by the process of isolating the nucleic acid.

Es existieren eine Reihe von Extraktionsverfahren, welche die Isolierung viraler Nukleinsäuren ermöglichen. Das Patent US 5,234,809 beschreibt einen Prozess zur Isolierung von Nukleinsäuren aus nukleinsäurehaltigen Ausgangsmaterialien durch Inkubation des Ausgangsmaterials mit einem chaotropen Puffer und einer DNA-bindenden festen Phase. Die dann bindende feste Phase besteht dabei aus silikatischen mineralischen Partikeln, welche > 50 nm sind. Die chaotropen Puffer realisieren sowohl die Lyse des Ausgangsmaterials als auch die Bindung der Nukleinsäuren an die feste Phase. Das Verfahren ist gut geeignet, um Nukleinsäuren aus kleinen Probenmengen zu isolieren und findet speziell im Bereich der Isolierung viraler Nukleinsäuren seine praktische Anwendung. Allerdings zeigt sich in der praktischen Anwendung, das dass in der Patentschrift beschriebene Verfahren eine Reihe von Nachteilen mit sich bringt. Die Verwendung von partikulären Systemen für die Anbindung der zu isolierenden Nukleinsäuren ist prinzipiell sehr umständlich zu handhaben. Darüber hinaus zeigt sich, dass die Nutzung von Puffern auf der Basis der Verwendung chaotroper Salze in Bezug auf eine notwendige hochsensitive Virusdetektion oftmals nicht ausreicht.There are a number of extraction methods that allow the isolation of viral nucleic acids. The patent US 5,234,809 describes a process for isolating nucleic acids from nucleic acid-containing starting materials by incubating the starting material with a chaotropic buffer and a DNA-binding solid phase. The then binding solid phase consists of silicate mineral particles, which are> 50 nm. The chaotropic buffers realize both the lysis of the starting material and the binding of the nucleic acids to the solid phase. The method is well suited for isolating nucleic acids from small sample quantities and finds its practical application especially in the field of isolation of viral nucleic acids. However, in practice, the method described in the patent has a number of disadvantages. The use of particulate systems for the attachment of the nucleic acids to be isolated is in principle very cumbersome to handle. In addition, it has been shown that the use of buffers based on the use of chaotropic salts is often insufficient with respect to the need for highly sensitive virus detection.

Eine Verbesserung des Verfahrens offenbart die Patentschrift EP 9402056 . Das Verfahren beschreibt die chromatographische Reinigung und Trennung von Nukleinsäuregemischen aus einer Lösung, die eine hohe Salzkonzentration und eine hohe Alkoholkonzentration aufweist.An improvement of the method disclosed in the patent EP 9402056 , The method describes the chromatographic purification and separation of nucleic acid mixtures from a solution having a high salt concentration and a high alcohol concentration.

Die Lösung wird wiederum mit einem Trägermaterial zur Anbindung der Nukleinsäuren in Kontakt gebracht, nachfolgend wird das Trägermaterial mit an sich bekannten alkoholischen Waschpuffern gewaschen und die gebundene Nukleinsäure final mittels Wasser oder einem Niedrigsalzpuffer wieder vom Trägermaterial abgelöst.The solution will turn with a carrier material for binding the nucleic acids brought into contact, hereinafter the carrier material is known per se washed alcoholic washing buffers and the bound nucleic acid final removed again from the carrier material by means of water or a low salt buffer.

Das Verfahren realisiert eine effiziente Isolierung und ggf. auch Trennung von Nukleinsäuren/Nukleinsäuregemischen und ist einfach und schnell in der Durchführung. Die Verbessung gegenüber der oben zitierten Patentschrift wird durch die Zugabe eines Alkohols zum initialen Lysepuffer erreicht. Dieser Schritt ermöglicht eine Effizienzsteigerung des Extraktionsprozesses, welche es gestattet, auch sensitiv Nukleinsäure-Targets aus einer klinischen Probe zu isolieren. Ein weiteres Verfahren der Trennung und Isolierung von einzelsträngigen und doppelsträngigen Nukleinsäuren wird in der Patentschrift EP 114604999 offenbart.The method realizes an efficient isolation and possibly also separation of nucleic acids / nucleic acid mixtures and is simple and fast to carry out. The improvement over the patent cited above is achieved by the addition of an alcohol to the initial lysis buffer. This step allows an increase in the efficiency of the extraction process, which also allows to sensitively isolate nucleic acid targets from a clinical sample. Another method of separating and isolating single-stranded and double-stranded nucleic acids is disclosed in the patent EP 114604999 disclosed.

Das Verfahren basiert auf der Behandlung einer Nukleinsäuren enthaltenden Quelle mit mindestens einem mineralischen Trägermaterial in der Form das:

  • 1. die einzelsträngige Nukleinsäure isoliert wird, indem man die Behandlungsbedingungen durch ein wässriges Gemisch von chaotropen Salzen und niederen aliphatischen Alkoholen einstellt, derart, dass nachfolgend vorrangig die einzelsträngige Nukleinsäure an einen mineralischen Träger adsorbiert wird, die doppelsträngige Nukleinsäure dagegen nicht adsorbiert. Die gebundene einzelsträngige Nukleinsäure wird nachfolgend gewaschen und final mittels eines Niedrigsalzpuffers vom Trägermaterial eluiert.
  • 2. die doppelsträngige Nukleinsäure isoliert wird, indem man die Behandlungsbedingungen durch ein Gemisch von Erdalkali-Ionen komplexierenden Substanzen ohne niedere aliphatische Alkohole einstellt, derart, dass nachfolgend vorrangig die doppelsträngige Nukleinsäure an einen mineralischen Träger adsorbiert wird, die einzelsträngige Nukleinsäure dagegen nicht adsorbiert. Die gebundene doppelsträngige Nukleinsäure wird nachfolgend gewaschen und final mittels eines Niedrigsalzpuffers vom Trägermaterial eluiert.
  • 3. die doppelsträngige Nukleinsäure isoliert wird, in dem man die Behandlungsbedingungen durch die Anwesenheit eines Sarkosinats aber ohne niedere aliphatische Alkohole einstellt, derart, dass nachfolgend vorrangig die doppelsträngige Nukleinsäure an einen mineralischen Träger adsorbiert wird, die einzelsträngige Nukleinsäure dagegen nicht adsorbiert. Die gebundene doppelsträngige Nukleinsäure wird nachfolgend gewaschen und final mittels eines Niedrigsalzpuffers vom Trägermaterial eluiert.
  • 4. die doppelsträngige oder einzelsträngige Nukleinsäuren isoliert wird, in dem man die Behandlungsbedingungen durch ein wässriges Gemisch von chaotropen Salzen und niederen aliphatischen Alkoholen einstellt, derart, dass beide Nukleinsäurefraktionen an einen mineralischen Träger adsorbieren. Die Trennung der Nukleinsäuren erfolgt durch eine selektive Flution. Dabei wird die doppelsträngige Nukleinsäure mittels einer Lösung verminderter Innenstärke und niederen aliphatischen Alkoholen vom Trägermaterial abgelöst. Die verbleibende einzelsträngige Nukleinsäure wird nachfolgend gewaschen und final mittels eines Niedrigsalzpuffers vom Trägermaterial abgelöst.
The method is based on the treatment of a source containing nucleic acids with at least one mineral carrier material in the form:
  • 1. the single-stranded nucleic acid is isolated by adjusting the treatment conditions by an aqueous mixture of chaotropic salts and lower aliphatic alcohols, such that subsequently predominantly the single-stranded nucleic acid is adsorbed to a mineral carrier, the double-stranded nucleic acid, however, not adsorbed. The bound single-stranded nucleic acid is subsequently washed and finally eluted from the support by means of a low salt buffer.
  • 2. the double-stranded nucleic acid is isolated by adjusting the treatment conditions by a mixture of alkaline earth ion-complexing substances without lower aliphatic alcohols, such that subsequently predominantly the double-stranded nucleic acid is adsorbed to a mineral carrier, however, does not adsorb the single-stranded nucleic acid. The bound double-stranded nucleic acid is subsequently washed and finally eluted from the support by means of a low salt buffer.
  • 3. the double-stranded nucleic acid is isolated by changing the treatment conditions through the An but does not adjust the presence of a sarcosinate without lower aliphatic alcohols, such that subsequently the double-stranded nucleic acid is predominantly adsorbed to a mineral carrier, whereas the single-stranded nucleic acid is not adsorbed. The bound double-stranded nucleic acid is subsequently washed and finally eluted from the support by means of a low salt buffer.
  • 4. the double-stranded or single-stranded nucleic acids is isolated by adjusting the treatment conditions by an aqueous mixture of chaotropic salts and lower aliphatic alcohols such that both nucleic acid fractions adsorb to a mineral carrier. The separation of the nucleic acids is carried out by a selective elution. In this case, the double-stranded nucleic acid is detached from the carrier material by means of a solution of reduced internal strength and lower aliphatic alcohols. The remaining single-stranded nucleic acid is subsequently washed and finally detached from the carrier material by means of a low-salt buffer.

Alternativ dazu kann die einzelsträngige Nukleinsäure mittels einer Lösung, welche Erdalkali-Ionen komplexierende Substanzen und/oder Sarkosinate enthält, selektiv vom Trägermaterial eluiert werden. Die nunmehr verbleibende doppelsträngige Nukleinsäure wird nachfolgend wiederum gewaschen und final mittels eines Niedrigsalzpuffers vom Trägermaterial abgelöst.alternative this can be the single-stranded nucleic acid by means of a solution, which alkaline earth metal ions complexing substances and / or sarcosinates contains selectively from the carrier material be eluted. The now remaining double-stranded nucleic acid is subsequently washed again and finally by means of a low salt buffer from the carrier material replaced.

Das Verfahren ist wiederum einfach in der Durchführung und kann DNA oder RNA aus biologischen Proben isolieren. Auch wenn sich das Patent auf die Trennung von Nukleinsäuregemischen bezieht, wird dem Fachmann beim Lesen des Unteranspruches 4 klar, das wiederum, wie schon in der Patentschrift EP 9402056 beschrieben, durch die Kombination einer Salzlösung mit einem Alkohol, die Anbindung von Nukleinsäuren an ein mineralisches Material realisiert wird. Entscheidend für den Schritt der Anbindung von Nukleinsäuren an mineralische Materialien ist dabei wiederum die Existenz eines Alkohols in den für den Extraktionsprozess eingesetzten Puffern. Damit weist der Stand der Technik daraufhin, das eine Isolierung von Nukleinsäuren aus biologischen Proben unter Verwendung von chaotropen Salzen allein funktioniert, das Verfahren aber erst durch die Zugabe eines Alkohols (d.h. eine Kombination aus einer salzhaltigen Lösung mit einem aliphatischen Alkohol) wirklich effizient wird.Again, the process is simple to carry out and can isolate DNA or RNA from biological samples. Even if the patent refers to the separation of nucleic acid mixtures, the skilled person will read the dependent claim 4, which in turn, as in the patent EP 9402056 described, the combination of a saline solution with an alcohol, the attachment of nucleic acids to a mineral material is realized. Decisive for the step of attaching nucleic acids to mineral materials is again the existence of an alcohol in the buffers used for the extraction process. Thus, the prior art suggests that isolation of nucleic acids from biological samples using chaotropic salts alone works, but the process becomes truly efficient only by the addition of an alcohol (ie, a combination of a saline solution with an aliphatic alcohol).

Der Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile, die im Stand der Technik genannt wurden, zu beseitigen.Of the Invention was based on the object, the disadvantages of standing the technique called to eliminate.

Die erfindungsgemäße Aufgabe konnte in überraschender Weise einfach gelöst werden. Das Verfahren ist durch den Patentanspruch 1 mit seinen Verfahrensalternativen charakterisiert. Die Unteransprüche 2 bis 8 betreffen spezifische Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The inventive task could in surprising Simply solved become. The method is characterized by claim 1 with his Characterized method alternatives. The dependent claims 2 to 8 relate to specific embodiments the method according to the invention.

Erfindungsgemäß wurde ein alternatives Verfahren bereitgestellt, welches es erlaubt, schnell, einfach und preiswert Nukleinsäuren aus einer Nukleinsäure enthaltenden Probe zu isolieren, ohne dass die für die selektive Anbindung der Nukleinsäuren notwendigen Lösungen einen Alkohol enthalten. Dabei gestattet das Verfahren, gleichzeitig und damit keine Trennung von Nukleinsäuregemischen bewirkend, DNA (doppelsträngige Nukleinsäure) und RNA (einzelsträngige Nukleinsäure) aus einer Ausgangsprobe zu isolieren. Insbesondere ist das Verfahren in der Lage, hochsensitiv virale Nukleinsäuren aus diagnostisch relevanten biologischen Proben zu isolieren.According to the invention was provided an alternative method which allows to quickly, simple and inexpensive nucleic acids from a nucleic acid to isolate the sample containing for the selective binding of the nucleic acids necessary solutions contain an alcohol. The method allows simultaneous and thus causing no separation of nucleic acid mixtures, DNA (double Nucleic acid) and RNA (single-stranded Nucleic acid) from an initial sample. In particular, the method able to detect highly sensitive viral nucleic acids from diagnostically relevant isolate biological samples.

Überraschender Weise kann eine hocheffiziente Isolierung von Nukleinsäuren aus einer biologischen Probe auch auf einem ganz anderen Weg, als im Stand der Technik beschrieben, erreicht werden, wobei gänzlich auf die dafür bisher notwendige essentielle Komponente Alkohol verzichtet wird.surprisingly Way can be a highly efficient isolation of nucleic acids a biological sample also in a very different way, than in the State of the art, can be achieved, where entirely the one for that previously necessary essential component alcohol is dispensed with.

Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der Lyse einer biologischen Probe mit an sich bekannten Lysepuffern. Die Lysepuffer enthalten z.B. bekannte chaotrope Salze hoher Innenstärken oder Kombinationen von chaotropen Salzen hoher Innenstärken mit einem Sarkosinat und ggf. weiteren Zusätzen. Diese Puffersysteme erlauben in ihrer bekannten Funktion den Aufschluss und eine Denaturierung einer biologischen Probe und bewirken auch eine Inaktivierung endogener RNasen. Dies ist insbesondere in Hinblick auf die Isolierung von RNA wesentlich. Es können auch Lysepuffer verwendet werden, welche eine Kombination von chaotropen Salzen und anderen Salzen darstellen und welche zur Unterstützung des Lyseprozesses ggf. noch Detergenzien und ggf. weitere Zusätze enthalten, wobei bei den chaotropen Salzen keine an sich bekannten hohen Innenstärken benötigt werden. Eine solche Kombination erlaubt dann eine effiziente Einbeziehung proteolytischer Enzyme (z.B. Proteinase K) für einen wirksamen Aufschluss des Ausgangsmaterials.The inventive method is based on the lysis of a biological sample with lysis buffers known per se. The lysis buffers contain e.g. known chaotropic salts of high internal strengths or Combinations of chaotropic salts of high internal strengths with a sarcosinate and possibly other additives. These buffer systems allow in their known function the digestion and denaturation a biological sample and also cause inactivation of endogenous RNases. This is especially true with regard to the isolation of RNA essential. It can also lysis buffer can be used, which is a combination of chaotropic salts and other salts and which in support of the Lysing process may still contain detergents and possibly other additives, wherein in the chaotropic salts no known high internal strengths are needed. Such a combination then allows for efficient inclusion proteolytic enzymes (e.g., proteinase K) for efficient digestion of the starting material.

Nach Lyse des Ausgangsmaterials werden dann die Bindungsbedingungen zur Anbindung der in der Probe enthaltenen Nukleinsäuren an ein mineralisches Trägermaterial eingestellt.To Lysis of the starting material then becomes the binding conditions for Connection of the nucleic acids contained in the sample to a mineral carrier material set.

Dies erfolgt im erfindungsgemäßen Verfahren nicht durch die Zugabe eines Alkohols, sondern überraschender Weise durch die Zugabe eines nichtionischen Detergenzes, wie z.B. Tween-20, Tween-80 oder Triton X-100 in einer hohen Konzentration. Die Zugabe des Detergenzes ist dabei der essentielle Schritt. Das Detergenz ersetzt erfindungsgemäß komplett die Funktion der Zugabe einer bisher dazu notwendigen alkoholischen Komponente. Der Lyseansatz, welcher mit dem Detergenz gemischt wird, wird nachfolgend mit einem Träger, vorzugsweise ein mineralischer Träger oder oberflächenfunktionalisierte Magnetpartikel oder Eisenoxydpartikel, in Kontakt gebracht, wodurch die zu isolierenden Nukleinsäuren an den mineralischen Träger adsorbieren. Der mineralische Träger wird nachfolgend mit an sich bekannten Waschpuffern gewaschen und final wiederum mittels Wasser oder einem Niedrigsalzpuffer vom mineralischen Material abgelöst. Die für die Anbindung der Nukleinsäuren benötigte Detergenz-Komponente kann darüber hinaus auch als ein Gemisch von Detergenz mit weiteren Salzen und ggf. weiteren Zusätzen vorliegen. Damit können immer jeweils optimale Bindungsbedingungen in der Kombination von Salz/Detergenz erreicht werden, ohne das dies auf die initiale Nutzung eines effizienten Lyepuffers einen Einfluss hat. So kann z.B. ein Lysepuffer zum initialen Probenaufschluss eingesetzt werden, welcher nur eine geringe Salzkonzentration aufweist (welche nicht ausreichend wäre, um in der Kombination mit einem Detergenz eine effiziente Anbindung der zu isolierenden Nukleinsäuren zu vermitteln). Nach Probenaufschluss wird dem Reaktionsansatz dann ein Bindungspuffer zugegeben, welcher ein nichtionisches Detergenz hoher Konzentration sowie zusätzlich eine hohe Salzkonzentration aufweist. Damit werden dann die Bindungsbedingungen eingestellt, die eine quantitative Isolierung der viralen Nukleinsäuren effizient vermitteln. Entscheidend ist immer, dass über den Bindungspuffer auf der Basis einer hohen Konzentration nichtionischer Detergenzien auch die weiteren Komponenten bereitgestellt werden, welche eine effiziente Anbindung der zu isolierenden Nukleinsäuren ermöglichen.This takes place in the process according to the invention not by the addition of an alcohol, but surprisingly by the Addition of a nonionic detergent, e.g. Tween-20, Tween-80 or Triton X-100 in a high concentration. The addition of the detergent is the essential step. The detergent completely replaced according to the invention the function of adding a previously necessary alcoholic Component. The lysis mixture which is mixed with the detergent, is subsequently with a carrier, preferably a mineral carrier or surface functionalized Magnetic particles or iron oxide particles, brought into contact the nucleic acids to be isolated to the mineral carrier adsorb. The mineral carrier is subsequently washed with known washing buffers and final again by means of water or a low salt buffer of mineral Material detached. The for the binding of the nucleic acids needed Detergent component can about it also as a mixture of detergent with other salts and if necessary further additives available. With that you can always optimal binding conditions in the combination of Salt / detergent can be achieved without this on the initial use an efficient lysis buffer has an impact. Thus, e.g. one Lysis buffers are used for the initial sample digestion, which has only a low salt concentration (which would not be sufficient to in the combination with a detergent efficient connection of the to be isolated nucleic acids convey). After sample digestion, the reaction mixture is then a binding buffer added, which is a nonionic detergent high concentration as well as additional has a high salt concentration. This then becomes the binding conditions adjusted, the quantitative isolation of viral nucleic acids efficiently convey. Decisive is always that about the binding buffer on the basis of a high concentration of nonionic detergents Also, the other components are provided which are efficient Enable connection of the nucleic acids to be isolated.

Das Verfahren ist damit komplett alternativ zu den beschriebenen Verfahren, welche für eine effiziente Anbindung von Nukleinsäuren an mineralische Trägermaterialien einen Alkohol benötigen. Es erlaubt darüber hinaus die parallele Isolierung doppelsträngiger und einzelsträngige Nukleinsäuren aus einer biologischen Probe, ohne die doppelsträngige und einzelsträngige Nukleinsäuren zu trennen. Darüber hinaus besteht ein entscheidender Vorteil auch darin, dass in Bezug auf die Auswahl des Lysepuffers eine hohe Flexibilität erreicht wird. Damit können auch an sich bekannte, effizient wirkende Lysepuffer einschließlich proteolytischer Enzyme verwendet werden. Die Einstellung der Bindungsbedingungen für Nukleinsäuren für deren Adsorption an ein mineralisches Trägermaterial erfolgt immer nach der Lyse des Ausgangsmaterials durch die Zugabe des erfindungsgemäßen Bindungspuffers, enthaltend eine hohe Konzentration eines nichtionischen Detergenzes und ggf. enthaltend weitere Zusätzen.The Method is thus completely alternative to the described methods, which for an efficient attachment of nucleic acids to mineral substrates need an alcohol. It also allows parallel isolation of double-stranded and single-stranded nucleic acids a biological sample without the double-stranded and single-stranded nucleic acids separate. About that In addition, there is a decisive advantage in that in relation on the selection of the lysis buffer a high flexibility is achieved. With that you can also known, efficiently acting lysis buffer including proteolytic Enzymes are used. The setting of the binding conditions for nucleic acids for their Adsorption to a mineral carrier material always takes place after the lysis of the starting material by the addition of the binding buffer according to the invention, containing a high concentration of a nonionic detergent and optionally containing other additives.

Die Erfindung ermöglicht erstmals die parallele Isolierung doppelsträngiger und einzelsträngiger Nukleinsäuren aus einer nukleinsäurehaltigen Probe, wobei die nukleinsäureenthaltende Probe mit einem Puffer, der entweder aus einer Salzlösung aus chaotropen Salzen oder einer Salzlösung aus chaotropen Salzen geringer Ionenstärke (kleiner 100 mM) und anderen nichtchaotropen Salzen besteht, sowie ggf. weiteren Zusätzen wie Detergenzien (SDS, Sarkosinat, LDS), proteolytischen Enzymen, komplexierenden Verbindungen (EDTA, EGTA), inkubiert wird, unter diesen Bedingungen ein Aufschluss der biologischen Probe erfolgt, so dass die Nukleinsäuren in den Puffer freigesetzt werden,The Invention allows For the first time, the parallel isolation of double-stranded and single-stranded nucleic acids a nucleic acid-containing Sample, wherein the nucleic acid containing Sample with a buffer made either from a saline solution chaotropic salts or a salt solution of chaotropic salts low ionic strength (less than 100 mM) and other non-chaotropic salts, as well if necessary further additives such as detergents (SDS, sarcosinate, LDS), proteolytic enzymes, complexing compounds (EDTA, EGTA), is incubated under these conditions, a digestion of the biological sample takes place, so that the nucleic acids be released into the buffer,

Erfindungsgemäß werden durch die Zugabe eines Bindungspuffers bestehend aus:

  • a) einem nichtionischen Detergenz oder
  • b) einem Gemisch eines nichtionischen Detergenzes mit Wasser oder
  • c) einem Gemisch eines nichtionischen Detergenzes mit einer Salzlösung
und ggf. weiteren Zusätzen, aber ohne Alkohol, Bedingungen eingestellt, die es ermöglichen, sowohl doppelsträngige als auch einzelsträngige Nukleinsäuren an ein mineralisches Material (Träger) zu adsorbieren. Die Konzentration an Detergenz zur Anbindung der Nukleinsäuren beträgt 5–50 %; vorzugsweise 10–30 % im finalen Gemisch von Lysepuffer/Bindungspuffer.According to the invention, by adding a binding buffer consisting of:
  • a) a nonionic detergent or
  • b) a mixture of a nonionic detergent with water or
  • c) a mixture of a nonionic detergent with a saline solution
and optionally further additives, but without alcohol, set conditions that make it possible to adsorb both double-stranded and single-stranded nucleic acids to a mineral material (carrier). The concentration of detergent for binding the nucleic acids is 5-50%; preferably 10-30% in the final mixture of lysis buffer / binding buffer.

Das mineralische Material nachfolgend mit Waschpuffer wäscht und die Nukleinsäuren mittels Wasser oder Niedrigsalzpuffer vom mineralischen Material wieder ablöst.The subsequently scrubbing mineral material with washing buffer and the nucleic acids using water or low salt buffer of mineral material again replaced.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine Kit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, der in den Ansprüchen 9 bis 11 beschrieben wird.Also The invention relates to a kit for carrying out the method according to the invention, in the claims 9 to 11 will be described.

Die erfindungsgemäße Verwendung besteht darin, dass nichtionische Detergenzien in einer Konzentration von 5–50 %; vorzugsweise 10–30 %, in Abwesenheit von Alkohol, zur parallelen Isolierung einzel- und doppelsträngiger Nukleinsäuren aus diese Stoffe enthaltenden Proben, ohne die doppel- und einzelsträngiger Nukleinsäuren zu trennen, durch Bindung der Gesamtnukleinsäuren an einen festen Träger, eingesetzt werden. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei der Isolierung von viralen Nukleinsäuren.The use according to the invention is that nonionic detergents in a concentration of 5-50%; preferably 10-30%, in the absence of alcohol, for the parallel isolation of single and double-stranded nucleic acids from samples containing these substances, without the double- and single-stranded ones Nucleic acids can be used by binding the total nucleic acids to a solid support. The invention is particularly advantageous in the isolation of viral nucleic acids.

Das Verfahren soll nachfolgend anhand eines Beispiels beschrieben werden, ohne auf dieses Beispiel beschränkt zu werden.The Method will be described below by way of example, without being limited to this example to become.

Ausführungsbeispielembodiment

Beispiel: Isolierung viraler Nukleinsäuren aus BlutplasmaExample: Isolation of viral nucleic acids blood plasma

Zwei Blutplasma – Proben wurden mit HIV Viren und HBV Viren gespiked und für die Isolierung der viralen Nukleinsäure eingesetzt. 150 µl der Probe wurden in ein 1.5 ml Reaktionsgefäß überführt. Die Probe wurde nachfolgend mit 450 µl eines Lysepuffers (4 M Guanidinthiocyanat, 80 mM tri-Natriumcitrat-Dihydrat) versetzt und 10 s gevortext. Anschließend wurde die Probe bei Raumtemperatur für 10 min inkubiert. Nach der Lyse und Denaturierung der Ausgangsprobe wurden 600 µl eines Bindungspuffers (30% Tween-20, 5 mM EDTA, 20 mM tri-Natriumcitrat-Dihydrat) zugegeben und die Probe vollständig durchmischt. Der Ansatz wurde nachfolgend über eine Filtersäule, welche ein kommerziell verfügbares Glasfaser-Filterpapier (Fa. Whatmann) enthielt, zentrifugiert. Die Filtersäule wurde nachfolgend mit alkoholischen Waschpuffern gewaschen. Danach kurz zentrifugiert, um das Filtermaterial zu trocknen. Die Flution der gebundenen viralen Nukleinsäure erfolgte mittels der Zugabe von 50 µl RNAse freiem Wasser.Two Blood plasma samples were spiked with HIV viruses and HBV viruses and for isolation the viral nucleic acid used. 150 μl of the sample were transferred to a 1.5 ml reaction vessel. The sample was subsequently with 450 μl a lysis buffer (4 M guanidine thiocyanate, 80 mM trisodium citrate dihydrate) and 10 seconds ahead. Subsequently The sample was incubated at room temperature for 10 min. After the lysis and denaturation of the starting sample, 600 μl of a binding buffer (30% Tween-20, 5mM EDTA, 20mM trisodium citrate dihydrate) and the sample completely mixed. The approach was followed by a filter column, which a commercially available one Glass fiber filter paper (Whatman) contained, centrifuged. The filter column was subsequently washed with alcoholic wash buffers. After that, shortly centrifuged to dry the filter material. The flow of bound viral nucleic acid was carried out by the addition of 50 ul RNAse free water.

Die isolierte Nukleinsäure wurde dann zum spezifischen Virusnachweis von HIV bzw. HBV mittels Real-Time PCR analysiert. Der Nachweis der viralen Nukleinsäuren war erfolgreich. Ergebnisse: Plasma Probe Virusnachweis CT-Wert Probe 1 HIV 1000 IU/ml 34,33 Probe 1 HBV 500 IU/ml 30,52 Probe 2 HIV 1000 IU/ml 34,86 Probe 2 HBV 500 IU/ml 30,78 The isolated nucleic acid was then analyzed for specific virus detection of HIV or HBV by means of real-time PCR. The detection of viral nucleic acids was successful. Results: Plasma sample virus detection CT value Sample 1 HIV 1000 IU / ml 34.33 Sample 1 HBV 500 IU / ml 30.52 Sample 2 HIV 1000 IU / ml 34.86 Sample 2 HBV 500 IU / ml 30.78

Claims (13)

Verfahren zur parallelen Isolierung doppel- und einzelsträngiger Nukleinsäuren aus diese Stoffe enthaltenden Proben, ohne die doppel- und einzelsträngiger Nukleinsäuren zu trennen, wobei die Proben mit bekannten Lysepuffern (hoher Salzkonzentrationen oder niedriger Salzkonzentrationen oder mit proteolytischen Enzymen) versetzt werden, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) die nukleinsäurehaltige Probe (vor deren Lyse) oder die bereits lysierte oder homogenisierte Probe wird in Abwesenheit von Alkohol mit einem Bindungspuffer, der mindestens ein nichtionisches Detergenz in hoher Konzentration enthält, so eingestellt, dass die Gesamtnukleinsäure an einen festen Träger adsorbiert wird b) Entfernen des Trägers mit der adsorbierten Gesamtnukleinsäure c) Waschen und Eluieren der adsorbierten Gesamtnukleinsäure nach bekannten Verfahren.Method for parallel isolation double and single nucleic acids from samples containing these substances, without the double- and single-stranded nucleic acids too separating the samples with known lysis buffers (high salt concentrations or lower salt concentrations or with proteolytic enzymes) be offset, characterized by the following steps: a) the nucleic acid-containing Sample (before lysis) or the already lysed or homogenized Sample is incubated in the absence of alcohol with a binding buffer, the at least one nonionic detergent in high concentration contains adjusted so that the total nucleic acid adsorbs to a solid support becomes b) Removing the carrier with the adsorbed total nucleic acid c) washing and elution the adsorbed total nucleic acid according to known methods. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den doppel- und einzelsträngiger Nukleinsäuren um virale Nukleinsäuren handelt.Method according to claim 1, characterized in that that the double- and single-stranded nucleic acids are um viral nucleic acids is. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei bekannten Lysepuffern niedriger Salzkonzentrationen (kleiner als 100mM) das nichtionischen Detergenz zusätzlich eine Salzlösung hoher Konzentration (größer 1 M) enthält.Method according to claim 1, characterized in that that in known lysis buffers low salt concentrations (smaller than 100mM) the nonionic detergent additionally a salt solution higher Concentration (greater than 1 M) contains. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detergenz-Konzentration zur Anbindung der Nukleinsäuren 5–50 %; vorzugsweise 10–30 %, im finalen Gemisch von Lysepuffer/Bindungspuffer beträgt.Method according to claim 1 or 2, characterized that the detergent concentration for binding the nucleic acids 5-50%; preferably 10-30 %, in the final mixture of lysis buffer / binding buffer. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Detergenz Tween-20, Tween-80 oder Triton X-100 eingesetzt wird.Method according to claim 4, characterized in that that the detergent used is Tween-20, Tween-80 or Triton X-100. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bindungspuffer zusätzlich a) SDS, Sarkosinat, LDS und/oder b) komplexierende Verbindungen, insbesondere EDTA oder EGTA, enthält.Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the binding buffer in addition a) SDS, sarcosinate, LDS and / or b) complexing compounds, in particular EDTA or EGTA, contains. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als fester Träger ein mineralischer Träger oder magnetische Eisenoxidpartikel, vorzugsweise mit modifizierten Oberflächen, eingesetzt werden.Method according to claim 1, characterized in that that as a solid carrier a mineral carrier or magnetic iron oxide particles, preferably with modified surfaces used become. Verfahren nach einem der Ansprüche 4, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Träger Bestandteil einer Mini-Zentrifugationssäule ist.Method according to one of Claims 4, characterized in that that the solid carrier Part of a mini-centrifugation column is. Kit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend • bekannte Lysepuffer • eine Detergenz-Lösung zur Anbindung der Nukleinsäuren • mindestens einen festen Träger • bekannte Wasch- und Elutionspuffer.Kit to carry out of the method according to any one of claims 1 to 5, comprising • known lysis buffer • one Detergent solution for binding the nucleic acids • at least a solid carrier • known Wash and elution buffer. Kit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich eine Salzlösung größer 1M umfasst.Kit according to claim 9, characterized in that it in addition a saline solution greater than 1M. Kit nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich a) SDS, Sarkosinat, LDS und/oder b) komplexierende Verbindungen, insbesondere EDTA oder EGTA, enthält.Kit according to claim 9 or 10, characterized that in addition a) SDS, sarcosinate, LDS and / or b) complexing compounds, especially EDTA or EGTA. Verwendung von nichtionischen Detergenzien in einer Konzentration von 5–50 %; vorzugsweise 10–30 %, in Abwesenheit von Alkohol, zur parallelen Isolierung einzel- und doppelsträngiger Nukleinsäuren aus diese Stoffe enthaltenden Proben, ohne die doppel- und einzelsträngiger Nukleinsäuren zu trennen, durch Bindung der Gesamtnukleinsäuren an einen festen Träger.Use of nonionic detergents in one Concentration of 5-50 %; preferably 10-30%, in the absence of alcohol, for parallel isolation single and double nucleic acids from samples containing these substances, without the double- and single-stranded nucleic acids too by binding the total nucleic acids to a solid support. Verwendung nach Anspruch 12 zur Isolierung von viralen Nukleinsäuren.Use according to claim 12 for the isolation of viral Nucleic acids.
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