DE102016213060A1 - Vessel for laboratory use - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf Gefäße aus Kunststoff mit einem konisch ausgestalteten Innenraum von zur verbesserter Durchmischung und Zerkleinerung von insbesondere biologischen Proben. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der Gefäße zum Vermischen oder Zerkleinern von Laborproben. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren und einen Kit zum Aufschluß von biologischem Material unter Verwendung der erfindungsgemäßen Gefäße in Kombination mit Mahlkörpern.The invention relates to vessels made of plastic with a conically shaped interior of the improved mixing and crushing of particular biological samples. The invention further relates to the use of the vessels for mixing or comminuting laboratory samples. In a further aspect, the invention relates to a method and kit for digesting biological material using the vessels of the invention in combination with grinding media.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf Gefäße mit einem konisch geformten Innenraum zur verbesserter Durchmischung und Zerkleinerung von insbesondere biologischen Proben. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der Gefäße zum Vermischen oder Zerkleinern von Laborproben. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren und einen Kit zum Aufschluß von biologischem Material unter Verwendung der erfindungsgemäßen Gefäße in Kombination mit Mahlkörpern. The invention relates to vessels with a conically shaped interior for improved mixing and comminution of particular biological samples. The invention further relates to the use of the vessels for mixing or comminuting laboratory samples. In a further aspect, the invention relates to a method and kit for digesting biological material using the vessels of the invention in combination with grinding media.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Verwendung von verschließbaren Gefäßen aus Kunststoff ist im Stand der Technik bekannt. Diese Gefäße haben in breiter Form Einzug in die Laborarbeit gefunden und sind gerade im biologischen, biochemischen oder chemischen Bereich essentiell für alle probenbasierenden Laborarbeiten. Als leichte, transparente und widerstandsfähige Einweggefäße erlauben sie nicht nur das Aufbewahren von Proben, sondern auch das Prozessieren von Proben in zahlreichen Anwendungen, wie der Polymerase-Kettenreaktion, der Inkubation, der Mischung von Proben und insbesondere dem Aufschluss biologischer Proben. Unter Probenaufschluss versteht man das Aufbrechen zellulären Materials unter Freisetzung der Zellbestandteile wie Proteine, DNA oder RNA (im Bereich des biologischen Materials auch „Disruption“ und „Homogenisieren“ genannt). Für den Probenaufschluss haben sich verschiedene Techniken etabliert. So kann die Probe durch Einführen eines Ultraschallstabes (sog. „Sonifier“) homogenisiert werden. Diese Methode bringt bei multiplen Proben eine Kontaminationsgefahr mit sich und ist nicht für den Aufschluss von härterem Material (wie z.B. Pflanzenteile oder Knochengewebe) geeignet. In einer alternativen Methode wird die Probe zusammen mit Mahlkörpern wie Metall-, Glas- oder Keramikkugeln durch Schüttel- oder Rotationsmischung zerkleinert. Durch Auswahl der geeigneten Mahlkörper können hier unterschiedlichste Materialien in Art und Menge in angepasster Weise aufgeschlossen werden und auch die im Labor üblichen Rotationsmischer (sog. „Vortexer“) verwendet werden. Die Ausbeute ist aber hier immer noch nicht optimal, wobei eine Verlängerung der Schütteldauer nicht zielführend ist, da sie mit einer Degradation des biologischen Materials durch übermäßige Scherkräfte oder erhöhte Temperaturen einhergeht.The use of plastic closable containers is well known in the art. These vessels have found their way into laboratory work in a broad form and are essential for all sample-based laboratory work, especially in the biological, biochemical or chemical field. As lightweight, transparent and durable disposable containers, they not only allow samples to be stored, but also process samples in a variety of applications, such as polymerase chain reaction, incubation, mixing of samples, and especially digestion of biological samples. Sample digestion is the breaking up of cellular material with the release of cell components such as proteins, DNA or RNA (also called "disruption" and "homogenizing" in the biological material). Various techniques have been established for sample digestion. Thus, the sample can be homogenized by introducing an ultrasonic rod (so-called "Sonifier"). This method presents a risk of contamination in multiple samples and is not suitable for the digestion of harder material (such as plant parts or bone tissue). In an alternative method, the sample is comminuted together with grinding media such as metal, glass or ceramic balls by shaking or rotary mixing. By selecting the suitable grinding media, the most varied materials can be digested in a suitable manner in terms of their type and quantity, and also the rotary mixers customary in the laboratory (so-called "vortexers") can be used. However, the yield is still not optimal here, with an extension of the shaking period is not effective, since it is associated with a degradation of the biological material by excessive shear forces or elevated temperatures.
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Es besteht daher ein Bedarf an verbesserten Möglichkeiten zur Prozessierung von Laborproben und insbesondere von biologischen Proben.There is therefore a need for improved possibilities for processing laboratory samples and in particular biological samples.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Gefäß zur Behandlung von Laborproben zur Verfügung zu stellen.It is an object of the present invention to provide an improved vessel for the treatment of laboratory samples.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Gefäß gemäß Anspruch 1 gelöst. Spezifische Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der zusätzlichen abhängigen oder unabhängigen Ansprüche.According to the invention the object is achieved by a vessel according to
In einem ersten Aspekt stellt die Erfindung ein Gefäß für den mechanischen Aufschluß biologischer Proben bereit mit einem röhrenförmigen Gefäß, das unten einen Gefäßboden und oben eine Gefäßöffnung aufweist, wobei der Innenraum des röhrenförmigen Gefäßes eine konische Form aufweist welche mehr als 70 % der Länge des Gefäßes einnimmt und dabei so gestaltet ist, dass die im Gefäß enthaltene biologische Probe bei einer Bewegung im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Gefäßes in eine turbulente Strömung versetzt wird. In a first aspect, the invention provides a vessel for mechanical digestion of biological samples comprising a tubular vessel having a vessel bottom at the bottom and a vessel opening at the top, the interior of the tubular vessel having a conical shape which is more than 70% of the length of the vessel and is designed so that the biological sample contained in the vessel is placed on a movement substantially parallel to the longitudinal axis of the vessel in a turbulent flow.
Das erfindungsgemäße Gefäß weist zahlreiche Vorteile gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Gefäßen auf.The vessel according to the invention has numerous advantages over the vessels known from the prior art.
Wie der Erfinder festgestellt hat, erlaubt das erfindungsgemäße Gefäß eine bessere Durchmischung von Proben und insbesondere einen verbesserten Aufschluss biologischer Proben.As the inventor has found, the vessel according to the invention allows a better mixing of samples and in particular an improved digestion of biological samples.
Durch den konischen Bereich des Gefäßes wird beim Schütteln der Probe, und insbesondere bei der vorwiegend verwendeten Bewegung des Gefäßes parallel zur Längsachse eine turbulente Strömung erzeugt, die zu einer effektiveren Durchmischung der Probe führt.Due to the conical region of the vessel, when the sample is shaken and, in particular, during the predominantly used movement of the vessel parallel to the longitudinal axis, a turbulent flow is generated which leads to a more effective mixing of the sample.
Durch den konischen Bereich kann die eingebrachte kinetische Energie, die normalerweise zur Ausbildung einer laminaren Strömung verwendet wird, bei einer Bewegung des Gefäßes im Wesentlichen parallel zur Längsachse ausgenutzt werden, um durch die chaotische Flüssigkeitsbewegung bzw. Partikelbewegung die Interaktion der Probenbestandteile zu erhöhen. The conical region allows the kinetic energy normally used to form a laminar flow to be utilized in a movement of the vessel substantially parallel to the longitudinal axis in order to increase the interaction of the sample constituents by means of the chaotic fluid movement or particle movement.
Dies ist insbesondere beim Probenaufschluß von entscheidendem Vorteil, da die Mahlkörper durch die konische Ausgestaltung des Gefäßinneren und einer Schüttelbewegung des Gefäßes parallel zu seiner Längsachse in chaotischer Weise von den Gefäßwenden abprallen, durch das Gefäßvolumen geschleudert werden und so durch vermehrtes Aufeinandertreffen und damit vermehrter Scherwirkung ein besonders schnelles und effizientes Aufschließen der Proben ermöglichen.This is particularly important in the sample digestion of decisive advantage, since the grinding media bounce parallel to its longitudinal axis in a chaotic manner from the Gefäßwenden through the conical configuration of the vessel interior and a shaking of the vessel, are thrown through the vessel volume and so by increased clash and thus increased shear enable particularly fast and efficient digestion of the samples.
Hierdurch erlaubt die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen beschleunigten Probenaufschluß ohne Beeinträchtigung der Analytqualität. Wie die Erfinder weiterhin zeigen konnten, führt ein Aufschluß biologischer Proben mit dem erfindungsgemäßen Gefäß zu einer erhöhten Ausbeute an qualitativ hochwertiger DNA und RNA.As a result, the composition according to the invention allows accelerated sample digestion without impairing the analyte quality. As the inventors have been able to show further, a digestion of biological samples with the vessel according to the invention leads to an increased yield of high-quality DNA and RNA.
Durch eine bevorzugte Ausgestaltung des Gefäßes mit einem oberen runden Bereich können diese Gefäße auch in Verbindung mit den üblichen Laborgeräten, wie Gefäß-Ständer, Zentrifugen, Wasserbäder, Thermoblöcke etc. verwendet werden.By a preferred embodiment of the vessel with an upper circular area, these vessels can also be used in conjunction with the usual laboratory equipment, such as vessel racks, centrifuges, water baths, thermoblocks, etc.
Die Gefäße sind mit den herkömmlichen Kunststoffmaterialien auf einfache Weise und damit auch kostengünstig herstellbar. Durch Wahl eines geeigneten Kunststoffmaterials können die Gefäße gezielt an den jeweiligen Verwendungszweck angepasst werden. Ein Spritzgussform(stück) sollte deshalb kostengünstig zu machen sein.The vessels can be produced with the conventional plastic materials in a simple manner and thus also inexpensively. By choosing a suitable plastic material, the vessels can be tailored to the particular purpose. An injection mold (piece) should therefore be inexpensive to do.
Zusammengefasst erlauben die erfindungsgemäßen Gefäße bei einfacher und kostengünstiger Anwendung eine schnellere und qualitativ bessere Bearbeitung von Proben.In summary, the vessels according to the invention allow a faster and better quality processing of samples with simple and inexpensive application.
Die Erfindung im EinzelnenThe invention in detail
Herkömmliche Gefäße besitzen einen Innenraum mit einem kreisrunden Querschnitt. Wird das mit Flüssigkeit gefüllte Gefäß einer Rotationsbewegung unterzogen, so bildet sich ein Strudel mit einer mittigen trichterförmigen Vertiefung aus. Die einzelnen Probenbestandteile führen damit innerhalb des Gefäßraums eine gleichsinnige Bewegung aus, was die Kollision der Probenpartikel bzw. Probenbestandteile untereinander verringert. (s.
Ohne eine abschließende wissenschaftlichen Nachweis für das die vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Gefäße zu liefern, wird hier davon ausgegangen, dass die asymmetrische Innenraumgestaltung zu einer turbulenten Strömung führt und damit auch die Durchmischung oder Zerkleinerung des Probenmaterials begünstigt (s.
Für die erfindungsgemäße Wirkung müssen mehr als 70 % der Länge des Gefäßes so konisch ausgestaltet sein, dass die im Gefäß enthaltene biologische Probe bei einer im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Gefäßes ausgeführten Schüttelbewegung in eine turbulente Strömung versetzt wird. For the effect according to the invention more than 70% of the length of the vessel must be configured so conical that the biological sample contained in the vessel is placed in a turbulent flow at a substantially parallel to the longitudinal axis of the vessel shaking movement.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der konische Bereich mehr als 75 %, bevorzugt mehr als 80 %, besonders bevorzugt mehr als 85 % und insbesondere mehr als 90 % der Länge des Gefäßes.In a further embodiment, the conical region comprises more than 75%, preferably more than 80%, particularly preferably more than 85% and in particular more than 90% of the length of the vessel.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der konische Bereich 100 % der Länge des Gefäßes.In a particularly preferred embodiment, the conical region comprises 100% of the length of the vessel.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der nicht konische Bereich des Gefäßes in Form eines Zylinders ausgeführt.In a preferred embodiment, the non-conical region of the vessel is designed in the form of a cylinder.
Bei den überwiegend verwendeten Gefäßen mit einem Füllvolumen von zwischen 1 und 3 ml, weist dementsprechend der konische Bereich des Gefäßes, eine Länge von mindestens 5 mm, bevorzugt von mindestens 7,5 mm und besonders bevorzugt von mindestens 10 mm auf.Accordingly, in the case of the predominantly used vessels with a filling volume of between 1 and 3 ml, the conical region of the vessel has a length of at least 5 mm, preferably of at least 7.5 mm and particularly preferably of at least 10 mm.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Gefäß eine innenliegende und hierbei bevorzugt eine bodenseitig angeordnete Rühr-, Mix- oder Schnittvorrichtung auf.In one embodiment of the invention, the vessel has an internal and here preferably a bottom-mounted stirring, mixing or cutting device.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist das Gefäß keine innenliegende und hierbei bevorzugt keine bodenseitig angeordnete Rühr-, Mix- oder Schnittvorrichtung auf.In an alternative embodiment of the invention, the vessel has no internal and here preferably no bottom-mounted stirring, mixing or cutting device.
In einer Ausführungsform weist das röhrenförmige Gefäß im oberen Bereich der Gefäßöffnung einen kreisrunden Außenquerschnitt auf. Dadurch ist das Gefäß kompatibel mit zahlreichen Laborgeräten, wie beispielsweise Zentrifugeneinsätzen mit kreisrunden Öffnungen und erlaubt auch einen einfachen Verschluss des Gefäßes mit den üblicherweise runden Deckeln.In one embodiment, the tubular vessel in the upper region of the vessel opening has a circular outer cross-section. Thus, the vessel is compatible with numerous laboratory equipment, such as centrifuge inserts with circular openings and also allows easy closure of the vessel with the usually round lids.
In einer Ausführungsform ist das Gefäß so ausgestaltet, dass es einen oberen Bereich mit einem kreisrunden Außenquerschnitt aufweist. Hierdurch kann das Gefäß bei den üblicherweise verwendeten, auf runde Gefäße ausgerichteten Laborgeräten verwendet werden, so beispielsweise bei Gefäßständern, Zentrifugen, Thermoblöcken und Wasserbädern.In one embodiment, the vessel is configured to have an upper portion with a circular outer cross-section. As a result, the vessel can be used in the commonly used, oriented on round vessels laboratory equipment, such as vessel stents, centrifuges, thermoblocks and water baths.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Gefäß ein Gefäßvolumen von 0,2 ml bis 20 Liter, bevorzugt von 1ml bis 50 ml, und speziell von 1,5 ml, 2 ml, 2,5 ml, 3 ml, 5 ml, 15 ml, 20 ml oder 50 ml auf.In one embodiment of the invention, the vessel has a vessel volume of from 0.2 ml to 20 liters, preferably from 1 ml to 50 ml, and especially from 1.5 ml, 2 ml, 2.5 ml, 3 ml, 5 ml, 15 ml , 20 ml or 50 ml.
Das erfindungsgemäße Gefäß kann aus den üblichen im Labor einsetzbaren Materialien bestehen, wie beispielsweise Glas, Keramik, Metall oder Kunststoff und hierbei bevorzugt aus Kunststoff.The vessel according to the invention can consist of the usual materials which can be used in the laboratory, for example glass, ceramics, metal or plastic and in this case preferably of plastic.
Zur Herstellung des Gefäßes können unterschiedlichste Kunststoffe Verwendung finden. Der Fachmann wird hier je nach Anwendungsgebiet und Verwendungszweck einen passenden Kunststoff auswählen. In bevorzugter Weise ist der Kunststoff ein Polyolefin und in besonders bevorzugter Weise besteht das Gefäße aus einem Kunststoff, der ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Polypropylen, Polyethylen, Polymethylpenten, Polybutylen und Polycarbonat.For the preparation of the vessel, a wide variety of plastics can be used. The skilled person will select a suitable plastic depending on the field of application and intended use. Preferably, the plastic is a polyolefin and more preferably the vessel is a plastic selected from the group consisting of polypropylene, polyethylene, polymethylpentene, polybutylene and polycarbonate.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Gefäß aus dem Kunststoff mittels Spritzguss hergestellt.According to one embodiment of the invention, the vessel is made of the plastic by means of injection molding.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Gefäß öffnungsseitig mit einem Innen- oder Außengewinde zum Verschluss mit einem Schraubdeckel versehen ist. Ein Schraubdeckel erlaubt einen besonders festen Verschluss, wie er gerade bei der hohen mechanischen Beanspruchung eines Rotations- oder Schüttelmischvorgangs vorteilhaft ist.In a further embodiment, the vessel is provided on the opening side with an internal or external thread to the closure with a screw cap. A screw cap allows a particularly strong closure, as it is particularly advantageous in the high mechanical stress of a rotary or Schüttelmischvorgangs.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Gefäß einen Deckel auf, der mittels eines bevorzugt als Flachsteg ausgebildeten Stegs mit dem Gefäß im Bereich der Gefäßöffnung verbunden ist. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass das Verschließen und Öffnen der Gefäße einfach und schnell durchgeführt werden kann.In a preferred embodiment of the invention, the vessel has a lid which is connected to the vessel in the region of the vessel opening by means of a web which is preferably designed as a flat web. This embodiment offers the advantage that the closure and opening of the vessels can be carried out easily and quickly.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Deckel-tragende Gefäß mit Verriegelungsmitteln zum lösbaren Verriegeln des Deckels versehen. In a preferred embodiment, the lid-carrying vessel is provided with locking means for releasably locking the lid.
In einem zweiten Aspekt betriff die Erfindung die Verwendung des verschließbaren erfindungsgemäßen Gefäßes für das Vermischen oder Zerkleinern von Proben, und insbesondere für das Aufschließen biologischer Zellproben, durch Schüttel- oder Rotationsmischung und insbesondere durch schnelle Schüttel- bzw. Schwingbewegungen des Gefäßes parallel zu seiner Längsachse. In a second aspect, the invention relates to the use of the closable inventive vessel for mixing or crushing samples, and more particularly for digesting biological cell samples, by shaking or rotational mixing, and more particularly by rapid shaking movements of the vessel parallel to its longitudinal axis.
In einer Ausführungsform wird bei dieser Verwendung die Probe im Gefäß unter Zusatz von Mahlkörpern durch die Schüttel- oder Rotationsmischung zerkleinert oder aufgeschlossen. Hierfür können kommerziell erhältliche „Bead-Mixer“-Geräte eingesetzt werden, wie bspw. Schwingmühle MM400 (Retsch GmbH, Haan, BRD) oder Qiagen`s Mixer Mill (Qiagen, Hilden, BRD).In one embodiment, in this use, the sample is comminuted or digested in the vessel with the addition of grinding media by the shaking or rotation mixture. For this purpose, commercially available "bead mixer" devices can be used, such as, for example, vibrating mill MM400 (Retsch GmbH, Haan, Germany) or Qiagen's Mixer Mill (Qiagen, Hilden, FRG).
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Mahlkörper ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Sand, Silicapartikel, Glaspartikel, Metallpartikel und Keramikpartikel, wobei die Partikel bevorzugt Kugeln sind. In besonders bevorzugter Weise werden hier Glaskugeln, Keramikkugeln oder Metallkugeln verwendet. Für einen optimalen Probenaufschluss sollten die Mahlkörper inert, bruchfest und hart sein.In a preferred embodiment, the grinding bodies are selected from the group comprising sand, silica particles, glass particles, metal particles and ceramic particles, wherein the particles are preferably spheres. In a particularly preferred manner, glass balls, ceramic balls or metal balls are used here. For optimal sample digestion, the media should be inert, break-proof and hard.
In einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufschließen biologischer Proben, das die folgenden Schritte umfasst:
- a. Befüllen eines erfindungsgemäßen Gefäßes mit einer biologischen Probe und mit Mahlkörpern und optional mit einem Lösungsmittel;
- b. Optionales Verschließen des Gefäßes;
- c. Aufschließen der Probe durch Schütteln, Oszillieren oder Rotieren des gemäß den Schritten a und b vorbereiteten Gefäßes, bevorzugt unter Verwendung einer Schwingmühle oder eines „Bead beaters“.
- a. Filling a vessel according to the invention with a biological sample and with grinding media and optionally with a solvent;
- b. Optional closure of the vessel;
- c. Digesting the sample by shaking, oscillating or rotating the vessel prepared according to steps a and b, preferably using a vibrating mill or a "bead beater".
Das erfindungsgemäße Aufschlußverfahren kann ohne ein Lösungsmittel durchgeführt werden, aber auch mit einem solchen. Als Lösungsmittel werden bevorzugt gepufferte Lösungen verwendet wie PBS oder andere Lyse- oder Extraktionspuffer. The digestion process according to the invention can be carried out without a solvent, but also with such. The preferred solvents used are buffered solutions, such as PBS or other lysis or extraction buffers.
Gemäß einer Ausgestaltung kann das Aufschlussverfahren mit einer gefrorenen Probe durchgeführt werden. Dafür wird die Probe bevorzugt in das Gefäß eingeführt und im flüssigen Stickstoff heruntergekühlt. Durch das starke Abkühlen werden auch weiche, wasserhaltige biologische Proben so spröde, dass sie durch die Mahlkörper sehr schnell und effektiv zerkleinert werden. Zudem werden durch das Schockgefrieren die zellulären Strukturen aufgebrochen.In one embodiment, the digestion process may be performed on a frozen sample. For this, the sample is preferably introduced into the vessel and cooled down in liquid nitrogen. Due to the strong cooling, even soft, water-containing biological samples become so brittle that they are very quickly and effectively comminuted by the grinding media. In addition, the cellular structures are broken by the shock freezing.
In einem vierten Aspekt stellt die Erfindung einen Kit zum Aufschließen biologischer Proben bereit, umfassend:
- a. Mindestens ein erfindungsgemäßes Gefäß;
- b. Mahlkörper; und
- c. Optional ein Lösungsmittel.
- a. At least one vessel according to the invention;
- b. grinding media; and
- c. Optionally a solvent.
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden im Detail in den Abbildungen und in den Ausführungsbeispielen beschrieben. Die Abbildungen zeigen:These and other aspects of the invention are described in detail in the drawings and the embodiments. The pictures show:
Ausführungsbeispiele:EXAMPLES
1. Aufreinigung von DNA aus Tabakblättern1. Purification of DNA from tobacco leaves
1.1 Fragestellung 1.1 Question
In diesem Versuch soll die DNA-Isolierung gemäß des Standard-Aufschlusses mit flüssigem Stickstoff und Mörser/Pistill mit einem Aufschluß unter Verwendung der erfindungsgemäßen nichtrunden Gefäße und Kugeln verglichen werden. Als Material werden frische Tabakblätter verwendet, die ein schwieriges Substrat für die DNA-Isolierung darstellen.In this experiment, the DNA isolation according to the standard digestion with liquid nitrogen and mortar / pestle is to be compared with digestion using the non-round vessels and spheres according to the invention. The material used is fresh tobacco leaves, which are a difficult substrate for DNA isolation.
1.2 Material und Methoden1.2 Material and Methods
Es werden jeweils ca. 1g Tabakblätter (Frischgewicht) aufgearbeitet. In einem ersten Versuch werden diese Blätter in flüssigen Stickstoff tiefgefroren und in einem Mörser mittels Pistill handgemörsert und dann im DNA-DEB-12 oder Shorty-Extraktionspuffer aufgenommen. Der Shorty-Puffer enthält 200 mM Tris, 400 mM LiCl, 25 mM EDTA, 1% SDS und ist mit NaOH auf eine pH von 9.0 eingestellt worden. In dem zweiten erfindungsgemäßen Versuch werden die Tabakblätter in 50 ml Kunststoffgefäßen mit quadratischem Innenquerschnitt, 5 ml an EB-Puffer und 6 × 4mm and 3 × 10mm Stahl-Kugeln aufgenommen und für 1–2 Minuten gevortext. Die nach den beiden Verfahren aufgeschlossenen Tabakblätter wurden dann einer DNA-Isolierung nach folgendem Verfahren unterzogen:
- • Inkubation bei 65°C für 10 Minuten
- • Zentrifugation bei 4000 Upm für 10 Minuten
- •
Jeweils 1 ml des Überstandes inein 2 ml Mikrozentrifugenröhrchen überführen - • Zugabe an 0.6 ml CHCl3 und sanftes Mischen für 1 Min.
- • Phasenseparation durch Zentrifugation bei 13000 Upm für 7 Minuten
- • Überführen der oberen Phase in ein neues Mikrozentrifugenröhrchen
- • Zugabe von 600 µl Isopropanol
- •
Inkubation bei 4°C für 10 Minuten - • Zentrifugation bei 13000
Upm für 15 Min. - • Entfernen des Überstandes und Waschen des
Pellets mit 70% Ethanol - • Zentrifugation bei 13000 Upm für 7 Min.
- • Entfernen des Überstandes
- • Resuspension des Niederschlags in 100µl Wasser oder 2.5mM Tris pH 8.0
- • Inkubation bei 65°C für 10 bis 30 Minuten bei geöffnetem Gefäßdeckel
- •
Auftrennen von je 4 µl in einem Agarosegel (1% Agarose, 7 Volt/cm, 45 min) - • Spektralphotometrische Analyse eines Aliquots (1µl) (Nanodrop-Photometer)
- • Incubate at 65 ° C for 10 minutes
- • Centrifuge at 4000 rpm for 10 minutes
- •
Transfer 1 ml of the supernatant into a 2 ml microcentrifuge tube - • Add 0.6 ml of CHCl 3 and mix gently for 1 min.
- Phase separation by centrifugation at 13000 rpm for 7 minutes
- Transfer the upper phase to a new microcentrifuge tube
- • Add 600 μl of isopropanol
- • Incubate at 4 ° C for 10 minutes
- • Centrifugation at 13000 rpm for 15 min.
- • Remove the supernatant and wash the pellet with 70% ethanol
- • Centrifugation at 13000 rpm for 7 min.
- • Remove the supernatant
- • Resuspension of the precipitate in 100μl water or 2.5mM Tris pH 8.0
- • Incubate at 65 ° C for 10 to 30 minutes with the vial lid open
- Separate 4 μl into an agarose gel (1% agarose, 7 volts / cm, 45 min)
- Spectrophotometric analysis of an aliquot (1μl) (nanodrop photometer)
1.3 Ergebnisse und Diskussion1.3 Results and discussion
Die vier unterschiedlichen Ansätze mit den eingesetzten Blattgewebemengen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
Die in
Die spektralphotometrische Analyse der DNA-Proben (s.
2. Aufreinigung von RNA aus Tabakblättern2. Purification of RNA from tobacco leaves
2.1 Fragestellung 2.1 Question
In diesem Versuch soll die RNA-Isolierung mit Mahlkugeln in herkömmlichen runden Gefäßen mit der Verwendung derselben Mahlkugeln in den erfindungsgemäßen nichtrunden Gefäßen verglichen werden. Als Material werden frische Tabakblätter verwendet, die ein schwieriges Substrat für die RNA-Isolierung darstellen.In this experiment, the RNA isolation is compared with grinding balls in conventional round vessels with the use of the same grinding balls in the non-round vessels according to the invention. The material used is fresh tobacco leaves, which are a difficult substrate for RNA isolation.
2.2 Material und Methoden2.2 Material and Methods
In beiden Ansätzen („O“ = runde Gefäße, „SQ“ = Gefäße mit quadratischem Querschnitt) werden die Tabakblätter in 50 ml FALCON-Kunststoffgefäßen mit quadratischem oder rundem Innenquerschnitt, 5 ml RNA-Extraktionspuffer (REB14 oder REB15) und Metallkugeln (6 Kugeln mit 4 mm Durchmesser und 3 Kugeln mit 10mm Durchmesser) aufgenommen und für 1–3 Minuten gevortext. In both approaches ("O" = round vessels, "SQ" = vessels with square cross section) the tobacco leaves are placed in 50 ml FALCON plastic vessels with square or round internal cross section, 5 ml RNA extraction buffer (REB14 or REB15) and metal spheres (6 spheres with 4 mm diameter and 3 balls with 10mm diameter) and vortexed for 1-3 minutes.
Die nach den beiden Verfahren aufgeschlossenen Tabakblätter wurden dann einer RNA-Isolierung nach folgendem Verfahren unterzogen:
- • Inkubation bei 65°C für 10 Minuten
- • Zentrifugation bei 4000 Upm für 10 Minuten
- •
Jeweils 1 ml des Überstandes inein 2 ml Mikrozentrifugenröhrchen überführen - • Zugabe an 0.6 ml CHCl3 und sanftes Mischen für 1 Min.
- • Phasenseparation durch Zentrifugation bei 13000 Upm für 7 Minuten
- • Überführen der oberen Phase in ein neues Mikrozentrifugenröhrchen
- • Zugabe von 600 µl Isopropanol
- •
Inkubation bei 4°C für 10 Minuten - • Zentrifugation bei 13000
Upm für 15 Min. - • Entfernen des Überstandes und Waschen des
Pellets mit 70% Ethanol - • Zentrifugation bei 13000 Upm für 7 Min.
- • Entfernen des Überstandes
- • Resuspension des Niederschlags in
100µl Wasser oder 2,5 mM Tris-Puffer, pH 8,0. - • Inkubation bei 65°C für 10 bis 30 Minuten bei geöffnetem Gefäßdeckel
- • Auftrennen von je 8 µl in einem Agarosegel (1% Agarose, 7 Volt/cm, 45 min)
- • Spektralphotometrische Analyse eines Aliquots (1µl) (Nanodrop-Photometer)
- • Incubate at 65 ° C for 10 minutes
- • Centrifuge at 4000 rpm for 10 minutes
- •
Transfer 1 ml of the supernatant into a 2 ml microcentrifuge tube - • Add 0.6 ml of CHCl 3 and mix gently for 1 min.
- Phase separation by centrifugation at 13000 rpm for 7 minutes
- Transfer the upper phase to a new microcentrifuge tube
- • Add 600 μl of isopropanol
- • Incubate at 4 ° C for 10 minutes
- • Centrifugation at 13000 rpm for 15 min.
- • Remove the supernatant and wash the pellet with 70% ethanol
- • Centrifugation at 13000 rpm for 7 min.
- • Remove the supernatant
- Resuspension of the precipitate in 100 μl water or 2.5 mM Tris buffer, pH 8.0.
- • Incubate at 65 ° C for 10 to 30 minutes with the vial lid open
- Separate 8 μl each in an agarose gel (1% agarose, 7 volts / cm, 45 min)
- Spectrophotometric analysis of an aliquot (1μl) (nanodrop photometer)
2.3 Ergebnisse und Diskussion2.3 Results and discussion
Die vier unterschiedlichen Ansätze mit den eingesetzten Blattgewebemengen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
Der erfindungsgemäße Aufschluss führte zu einer hochgradigen und homogenen Zerkleinerung der Tabakblätter mit Gewebepartikeln von weniger als 1 mm Durchmesser.The digestion according to the invention led to a high-grade and homogeneous comminution of the tobacco leaves with tissue particles of less than 1 mm in diameter.
Die in
3. Aufreinigung von DNA bzw. RNA aus Tabakblättern mit den überwiegend konisch ausgeführten Gefäßen3. Purification of DNA or RNA from tobacco leaves with the predominantly conical vessels
3.1 Fragestellung 3.1 Question
In diesem Versuch soll die RNA-Isolierung mit Mahlkugeln in herkömmlichen runden Gefäßen mit der Verwendung derselben Mahlkugeln in den erfindungsgemäßen konischen Gefäßen verglichen werden. Als Material werden frische Tabakblätter verwendet, die ein schwieriges Substrat für die RNA-Isolierung darstellen.In this experiment, the RNA isolation is compared with grinding balls in conventional round vessels with the use of the same grinding balls in the conical vessels according to the invention. The material used is fresh tobacco leaves, which are a difficult substrate for RNA isolation.
3.2 Material und Methoden3.2 Material and Methods
Siehe Ausführungsbeispiele 1 & 2.See
3.3 Ergebnisse und Diskussion3.3 Results and discussion
Die Aufreinigung der DNA bzw. RNA erfolgte gemäß den Ausführungsbeispielen 1 & 2 und führte zu ähnlichen Ergebnissen. Die jeweiligen Ausbeuten an DNA bzw. RNA waren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Gefäße höher als bei der Verwendung herkömmlicher Gefäße. The purification of the DNA or RNA was carried out according to the
Weitere Varianten der Erfindung und ihre Ausführung ergeben sich für den Fachmann aus der vorangegangenen Offenbarung, den Figuren und den Patentansprüchen.Other variants of the invention and their execution will become apparent to those skilled in the art from the foregoing disclosure, the drawings and the claims.
Definitionendefinitions
Gemäß der Erfindung ist der Querschnitt des Innenraums des röhrenförmigen Gefäßes (synonym auch als „Rohrinnenquerschnitt“ bezeichnet) als derjenige Schnitt durch das röhrenförmige Gefäß definiert, der senkrecht zu seiner Längsachse verläuft, die als solche von der Gefäßöffnung zum Gefäßboden verläuft und bei den üblicherweise rotationssymmetrischen runden Gefäßen die Rotationsachse darstellt.According to the invention, the cross-section of the interior of the tubular vessel (also referred to as "inner tube section") is defined as that section through the tubular vessel which is perpendicular to its longitudinal axis, which as such extends from the vessel opening to the vessel bottom and the usually rotationally symmetric ones round vessels represents the rotation axis.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist eine „turbulente Strömung“ als eine Strömung definiert, bei der die Ausbildung eines einfachen oder komplexen Strömungstrichters unterbunden wird und bei der Verwirbelungen über einen weiten Bereich von Größenskalen auftreten. Diese Strömungsform ist gekennzeichnet durch ein meist dreidimensionales Strömungsfeld mit einer zeitlich und räumlich scheinbar zufällig variierenden Komponente.In the context of the present invention, a "turbulent flow" is defined as a flow in which the formation of a simple or complex flow funnel is inhibited and in which turbulence occurs over a wide range of size scales. This flow form is characterized by a mostly three-dimensional flow field with a temporally and spatially apparently randomly varying component.
Im Rahmen der Erfindung ist unter einem „Aufschluß biologischer Proben“ eine Zerkleinerung der Proben gemeint, bei der in bevorzugter Weise auch zelluläre Strukturen aufgebrochen werden.In the context of the invention, a "digestion of biological samples" means a comminution of the samples in which cellular structures are preferably broken up as well.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist unter Laboreinsatz jeglicher technische oder wissenschaftliche Einsatz zu verstehen, der mit kontrollierten Reaktionsbedingungen einhergeht, umfasst somit den Einsatz in Forschung und Entwicklung als auch zur Analytik, Diagnose, Qualitätssicherung, oder pathologisch oder forensischen Analytik. Der erfindungsgemäße Laboreinsatz umfasst die Lagerung von biologischer Materialien jeglicher Art inklusive Viren, Phagen und Bakterien. Des Weiteren gehören dazu auch Vorgänge wie die Kryokonservierung, das Einfrieren von Proben, das Ansetzen von Stocklösungen, das Herstellen von Aliquots etc. Schließlich ist darunter auch die Mischung von Flüssigkeiten, und insbesondere von hochviskosen Flüssigkeiten zu verstehen, oder auch das Solubilisieren von Feststoffen (wie bspw. Pulver oder (Salz)kristallen in Flüssigkeiten). In the context of the present invention, laboratory use means any technical or scientific use that is accompanied by controlled reaction conditions, thus encompassing use in research and development as well as for analysis, diagnosis, quality assurance, or pathological or forensic analysis. The laboratory use according to the invention comprises the storage of biological materials of any kind, including viruses, phages and bacteria. Furthermore, this includes processes such as Cryoconservation, freezing of samples, the preparation of stock solutions, the production of aliquots, etc. Finally, this also means the mixture of liquids, and in particular of highly viscous liquids, or else the solubilization of solids (such as powder or (salt) crystals in liquids).
Gemäß der Erfindung sind „Proben“ als jegliches Material definiert, dass im Labor zum Einsatz kommen kann. Erfindungsgemäß umfasst dies sowohl anorganische als auch organische Proben und insbesondere biologische Proben wie Gewebeproben, Knochenproben, Pflanzenproben oder Bakterienproben.According to the invention, "samples" are defined as any material that can be used in the laboratory. According to the invention, this includes both inorganic and organic samples, and in particular biological samples such as tissue samples, bone samples, plant samples or bacterial samples.
In den Patentansprüchen verwendete Begriffe wie "umfassen", "aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und dergleichen schließen weitere Elemente oder Schritte nicht aus. Die Verwendung des unbestimmten Artikels schließt eine Mehrzahl nicht aus. Eine einzelne Einrichtung kann die Funktionen mehrerer in den Patentansprüchen genannten Einheiten bzw. Einrichtungen ausführen. In den Patentansprüchen angegebene Bezugszeichen sind nicht als Beschränkungen der eingesetzten Mittel und Schritte anzusehen.Terms used in the claims, such as "comprising," "comprising," "including," "containing," and the like, do not exclude other elements or steps. The use of the indefinite article does not exclude a majority. A single device can perform the functions of several units or devices mentioned in the claims. Reference signs indicated in the claims should not be regarded as limitations on the means and steps employed.
Gemäß der Erfindung ist „konisch“ als sich nach unten bzw. in Richtung Gefäßboden hin verjüngend definiert.According to the invention, "conical" is defined as tapering downwards or towards the bottom of the vessel.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1792657 A1 [0003] EP 1792657 A1 [0003]
- GB 2432667 A [0004] GB 2432667 A [0004]
- DE 690273 A [0005] DE 690273 A [0005]
- US 2847169 A [0006] US Pat. No. 2,847,169 A [0006]
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102016213060A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE690273C (en) | 1938-04-12 | 1940-04-20 | Fried Krupp Grusonwerk Akt Ges | Shredding device |
US2847169A (en) | 1955-11-25 | 1958-08-12 | Hartman William Walter | Grinding charge for ball mills |
GB2432667A (en) | 2005-09-06 | 2007-05-30 | Gwernafalau Gyfyngedig | Apparatus and method for the separation of material from biological samples |
EP1792657A1 (en) | 2005-12-01 | 2007-06-06 | Eppendorf Ag | Container with lid |
-
2016
- 2016-07-18 DE DE102016213060.9A patent/DE102016213060A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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---|---|---|---|
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