DE102020212266B4

DE102020212266B4 - Mit vliesstoff verschlossener behälter

Info

Publication number: DE102020212266B4
Application number: DE102020212266.0A
Authority: DE
Inventors: Franz Aberl
Original assignee: Abf Diagnostics GmbH
Current assignee: Abf Diagnostics GmbH
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2023-11-16
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: AU2021352099A1; EP4221891A1; DE102020212266A1; WO2022069477A1

Abstract

Verschließbarer Probenbehälter mit einer Verschlussvorrichtung und einer mit der Verschlussvorrichtung verschließbaren Öffnung, wobei der Probenbehälter zum Transport, zur Aufbewahrung und zur Aufbereitung biologischen Probenmaterials geeignet ist und mindestens eine weitere Öffnung durch die Wandung des verschließbaren Probenbehälters und/oder durch die Verschlussvorrichtung hindurch aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Öffnung mit einem Vliesstoff verschlossen oder überzogen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen verschließbaren Probenbehälter mit Verschlussvorrichtung, geeignet zum Transport, zur Aufbewahrung und zur Aufbereitung biologischen Probenmaterials. Daneben betrifft die Erfindung die Verwendung des Probenbehälter zur Trocknung und Aufarbeitung der biologischen Probe innerhalb desselben Behälters.
Stand der Technik
Die Bedeutung biologischer Probenmaterialen nimmt in vielen Bereich der Analytik stetig zu. Dies betrifft insbesondere die Bereiche Forensik, Medizin, Mikrobiologie und Abstammungsbegutachtung. Da biologische Proben generell zur Degradation und zur Instabilität neigen, sind die jeweils eingesetzten Verfahren zur Probengewinnung, zur Probenkonservierung, zum Probentransport und zur Aufarbeitung der Probe essentiell für eine exakte und fehlerfreie Bestimmung eines biologischen Analyten.
Besonders interessant sind biologische Probenmaterialien, die einfach zugänglich sind und große Mengen nukleinsäurehaltiges Material enthalten. Probenmaterialien die diese Anforderungen in besonderer Weise erfüllen sind Wangenabstriche und Speichelproben.
Diese Materialien werden häufig durch einen einfachen Abrieb der Mundschleimhaut gewonnen. Da die Abnahme nicht invasiv und unter Sicht erfolgen kann, ist dieses Probenmaterial schwer zu manipulieren und ohne Kontaminationsrisko zu entnehmen. Besonders häufig kommen in diesem Zusammenhang sogenannte Abwurftupfer zum Einsatz, bei denen der Tupferkopf durch mechanisches Abschieben vom Stiel getrennt und in ein Röhrchen überführt werden kann, und kein Abbrechen oder Abschneiden des mit der biologischen Probe behafteten Tupferkopfes erforderlich ist. Nach der Probengewinnung wird dieselbe zur Aufarbeitung in ein Labor überführt.
Hierbei muss sichergestellt werden, dass es weder beim Transport noch bei der Lagerung vor der Weiterverarbeitung zu einer Degradation der Probe kommt.
Zur weiteren Aufarbeitung eines Wangenabstrichs kann beispielsweise das von Walsh et al. (Biotechniques, 10 (4) 506 - 513) beschriebene Verfahren der Chelex-Extraktion verwendet werden. Bei diesem Verfahren wird der Abstrichtupferkopf nach der Probennahme mit einer Polymerlösung versetzt und bei einer Temperatur von 56°C für längere Zeit inkubiert. Die in der Lösung enthaltenen Polymerpartikel unterstützen die Lyse der Wangenabstrichprobe und verhindern eine Degradation der biologischen Probe während des Probenaufschlusses. Nach der Lyse werden die Polymerpartikel abzentrifugiert und der Überstand weiteruntersucht.
Ein alternatives Verfahren zur Lyse von Wangenabstrichproben beruht auf der Inkubation des gewonnenen Zellmaterials mit einem denaturierenden Detergens (z. B. SDS, Triton-X-100) unter Zusatz von Proteinase K. Proteinase K hydrolisiert Proteine und greift die Zellwand und DNA-bindende Proteine an, was zur Freisetzung der DNA führt. Gemeinsam haben diese Aufschlussverfahren die Zugabe einer Flüssigkeit, insbesondere einer wässrigen Lösung, zu der zu untersuchenden Probe.
Weitere Verfahren zur Probenaufarbeitung sind in der Literatur beschrieben und dem Fachmann gut bekannt.
Ein häufig eingesetztes Verfahren zur Konservierung einer biologischen Probe ist die Trocknung unter kontrollierten Bedingungen. Hierbei werden im Stand der Technik Behälter verwendet, die entweder mit einer semipermeablen Membran überzogen sind oder ein integriertes Trockenmittel enthalten. Im ersten Fall ermöglicht die semipermeable Membran eine Verdunstung der Feuchtigkeit aus einem Tupferkopf und den Austritt des Wasserdampfs aus dem Behälter.
Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Trocknung aufgrund der oftmals geringen Permeabilität von Membranen sehr langsam abläuft. Ein integriertes Trockenmittel führt demgegenüber zu einer beschleunigten Trocknung, derartige Behältnisse sind aber aufwendig in der Herstellung und deshalb teuer. In beiden Fällen werden die biologischen Proben im Labor aus den Aufnahme- bzw. Transportbehältern entfernt und in neue Reaktionsgefäße zur weiteren Aufarbeitung überführt.
In der Patentschrift DE 10 2007 006 505 B3 werden verschiedene Ausführungsformen eines Abstrichtupfers zur Gewinnung einer biologischen Probe beschrieben, der durch seine spezielle Konstruktion eine Trocknung und damit eine Konservierung einer feuchten Probe in einem speziellen Transportröhrchen erreicht. Dazu ist das Gehäuse des Transportröhrchens mit einer oder mehreren Poren versehen, durch die die Feuchtigkeit aus der Probe entweichen kann. Um die Probe im Inneren des Transportröhrchens vor einer unbeabsichtigten Kontamination zu schützen, sind die Porenöffnungen mit einer wasserdampfdurchlässigen Membran gefüllt.
Nachteile dieser Erfindung sind, dass die trockene Probe im Labor erst in ein Reaktionsgefäß übertragen werden muss, bevor sie aufgeschlossen und aufgereinigt werden kann. Die Übertragung der Proben kann durch Abbrechen oder Abschneiden erfolgen. Dies ist insbesondere bei Reihenuntersuchungen zeitaufwändig und mit dem Risiko einer unerwünschten Kontamination verbunden. Weiterhin besteht das Risiko einer unbeabsichtigten Probenvertauschung bei der Übertragung der Proben vom Transportbehältnis in das für die Probenaufarbeitung vorgesehen Reaktionsgefäß.
Weiterhin beschreibt diese Druckschrift einen Behälter, der durch seine Konstruktion eine Trocknung und Konservierung einer einmal in den Behälter eingebrachten feuchten Probe ermöglicht. Dazu ist die Wandung des Transportröhrchens mit einer oder mehreren Poren versehen, durch die die Feuchtigkeit entweichen kann. Zum Schutz der Probe vor einer unbeabsichtigten Kontamination sind die Porenöffnung wieder mit einer wasserdampfdurchlässigen Membran gefüllt. Diese Vorrichtung besitzt ebenfalls den Nachteil, dass die trockene Probe im Labor erst in ein geeignetes Reaktionsgefäß überführt werden muss, bevor es weiterverarbeitet werden kann.
DE 60 2004 008 884 T2 betrifft eine Vorrichtung für die Aufbewahrung und den Transport von forensischem und/oder biologischem Material, die einen verschließbaren, röhrenförmigen Behälter und einen Abstrichtupfer zur Aufnahme und Aufbewahrung der Probe umfasst. Der Abstrichtupfer ist mit der Verschlusskappe des Behälters verbunden, welche den Behälter hermetisch abschließt. In die Behälterwand sind ein oder mehrere Lüftungslöcher eingebracht, die in unbenutztem Zustand verschlossen sind. Nach dem Einbringen einer feuchten Probe in den Behälter, wird der Verschluss von den Lüftungslöchern abgenommen und die Lüftungslöcher werden freigelegt, so dass das Probenmaterial an der Luft wieder trocknen kann, während es vor Kontamination geschützt innerhalb des Behälters verbleibt.
Die in DE 10 2008 035 851 A1 und WO 2011106784 A1 beschriebenen Systeme erreichen die Trocknung einer feuchten, biologischen Probe durch ein Trockenmittel, welches direkt in das Transportröhrchen integriert und so angeordnet ist, dass es den Wattekopf mit der Probe möglichst umschließt. Dies gewährleistet zwar eine hocheffiziente Trocknung der Probe, aber auch hier muss die Probe nach der Trocknung und dem Transport in das Labor in ein weiteres Reaktionsgefäß überführt werden. Gleichzeit führt der komplexe Aufbau des Abstrichtupfers zu hohen Herstellkosten. Da das eingebrachte Trockenmittel nicht transparent um den Kopf des Abstrichtupfers angeordnet ist, besteht zudem das Risiko, dass ein unbeabsichtigter Kontakt zwischen dem Kopf des Abstrichtupfers und der Röhrchenwand zu einem Verlust der Probe führen kann.
In den Druckschriften US 2014/0105796 A1 und US 2020/0094248 A1 wird ein Transportbehälter für biologische Proben beschrieben, in dessen Verschlussvorrichtung ein Trockenmittel enthalten ist. Nach dem Wangenabstrich wird der Kopf des Abstrichtupfers in das Transportbehältnis eingebracht und kann, nach dem Verschluss, in dem Transportbehälter trocknen. Die Verwendung des Trockenmittels im Transportbehältnis macht eine Probenaufbereitung direkt im Transportbehältnis unmöglich und für die weiteren Analysen muss der Tupferkopf in ein geeignetes Reaktionsgefäß übertragen werden, was wiederum mit den oben genannten Nachteilen behaftet ist.
In der Druckschrift US 6 171 260 B1 wird schließlich die Verwendung einer Schachtel aus Kartonmaterial zur Trocknung, Konservierung und zum Transport biologischer Proben beschrieben. Der Umkarton dient sowohl als Aufbewahrungs- wie auch als Transportbehälter. Nach dem Abstrich wird der komplette Wattetupfer in eine spezielle Haltevorrichtung in der Kartonschachtel fixiert. Durch die Haltevorrichtung wird sichergestellt, dass der Tupferkopf nicht mit den Kartonwänden in Berührung kommt. Da Kartonagen generell feuchtigkeitsdurchlässig sind, ist eine Trocknung und Konservierung der Probe im Transportkarton sichergestellt. Nach dem Eingang der Probe im Labor wird der Tupfer aus der Umverpackung entnommen, der Tupferkopf vom Stiel des Abstrichtupfers getrennt und in ein Reaktionsgefäß zur weiteren Aufarbeitung überführt.
In der DE 10 2011 106 162 B3 wird ein aus einem fluiddichten Wandmaterial gebildeter Bioreaktorbehälter offenbart, der mindestens eine Behälteröffnung aufweist, wobei die Wandung eine fluiddichte Innenschicht aufweist. Vor der Verwendung des Bioreaktorbehälters ist dieser zudem von einer fluiddurchlässigen Außenschicht umhüllt, die auch die mindestens eine Öffnung abdeckt und aus einem gewebten Textil, einem nicht gewebten Textil und/oder einem Schaumstoff besteht. Zur Verwendung des Bioreaktorbehälters wird diese Außenschicht entfernt, so dass die Öffnungen frei zugänglich sind.
Allerdings sind die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Probentrocknung sowie die hierzu verwendeten Behälter anfällig für verschiedene Fehler. Vor allem sind solche Behälter, die eine Trocknung der Probe ermöglichen, prinzipiell nicht ausreichend vor einem Austritt von Flüssigkeiten durch die Membran oder einer Kontamination von außen geschützt.
Die biologische Probe wird gemäß dem Stand der Technik zwar im Transportbehälter getrocknet und dadurch konserviert und teilweise vor Kontamination geschützt, muss jedoch nach dem Eingang in das Labor aus dem Transportbehälter entnommen werden und in ein geeignetes Reaktionsgefäß übertragen werden.
Dieser Vorgang ist aufwändig und mit einem hohen Risiko der Probenkontamination verbunden. Weiter besteht auch die Gefahr einer Verwechslung der Proben während des Übertragungsvorgangs. Zuletzt erhöht sich durch die Verwendung zweier Behälter (Transportbehälter und Reaktionsbehälter) der Materialverbrauch signifikant.
Mit anderen Worten gibt es momentan keinen Probenbehälter, der es ermöglicht eine biologische Probe nicht nur zu konservieren, um sie lager- oder transportfähig zu machen, sondern der auch gleichzeitig eine Aufarbeitung dieser Probe innerhalb desselben Gefäßes ermöglicht, was bisher ein erhöhtes Kontaminationsrisiko, einen hohen Materialverbrauch und eine Verwechslungsgefahr in diesem sensiblen Bereich mit sich brachte.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung wenigstens einen Nachteil aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mindern und insbesondere einen Probenbehälter zur Verfügung zu stellen, der neben dem Transport und der Aufbewahrung biologischen Probenmaterials, insbesondere auch eine Trocknung und weitere Aufarbeitung der biologischen Probe innerhalb desselben Behälters gewährleisten kann.
Konkret wird die Aufgabe gelöst durch einen verschließbaren Probenbehälter mit einer Verschlussvorrichtung und einer mit einer Verschlussvorrichtung verschließbaren Öffnung, wobei der Probenbehälter zum Transport, zur Aufbewahrung und zur Aufbereitung biologischen Probenmaterials geeignet ist und mindestens eine weitere Öffnung durch die Wandung des verschließbaren Probenbehälters und/oder durch die Verschlussvorrichtung hindurch aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Öffnung mit einem Vliesstoff verschlossen oder überzogen ist. Durch diese Merkmale wird ebenfalls ermöglicht, dass neben der Aufbewahrung und Trocknung einer biologischen Probe innerhalb des Probenbehälters auch eine Aufarbeitung derselben in diesem Behälter durch die mit einem Vliesstoff verschlossene Öffnung ermöglicht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der erfindungsgemäße Probenbehälter zur Trocknung sowie Aufarbeitung einer Probe eines biologischen Materials verwendet werden.
Insbesondere ist ein Vorteil der Erfindung hierbei den Prozess der Verarbeitung zu vereinfachen, indem sichergestellt wird, dass innerhalb desselben Probenbehälters (in Folgenden auch als „Behälter“ bezeichnet) die Aufbereitung der biologischen Probe stattfinden kann. Dieser Prozess soll neben der Vereinfachung des Vorgangs, da lediglich ein Behälter und nicht mehr zwei verschiedene gebraucht werden, auch die Kontaminationsgefahr für die Probe senken. Da die biologische Probe für die Weiterverarbeitung nicht mehr aus dem Behälter genommen werden muss, senkt sich das Risiko einer von außen an die Probe getragenen Kontamination.
Insbesondere ist ein weiterer Vorteil der Erfindung auch die Kosten des Verfahrens, sowie den produzierten Abfall zu senken, da das Verfahren sich lediglich eines einzelnen Behälters zum Transport und zur Aufbereitung bedient.
Ferner ist ein schnellerer und kostengünstigerer Ablauf des Verfahrens gewährleistet, da Zeit durch das Vermeiden eines Zwischenschritts nämlich dem Umsetzen der biologischen Probe in ein Reaktionsgefäß gespart wird. Dieser Schritt ist besonders schlecht zu automatisieren und wird auch bei großen Probenzahlen immer noch manuell durchgeführt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, durch das Weglassen des Umsetzens der Probe eine Verwechslung von Proben oder ein Fehler beim Etikettieren der Proben zu vermeiden.
Der Vliesstoff ist dabei derart gestaltet, dass er eine Barriere für biologisches Material bildet, vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass er den Eintritt biologischen Materials in das Innere verhindert. Durch eine solche Barriere ist der Schutz vor Kontamination der biologischen Probe im Inneren des Behälters gewährleistet.
Weiter ist der Vliesstoff dadurch gekennzeichnet, dass er Dampf insbesondere Wasserdampf, aus dem Inneren nach außen passieren lässt. Diese Eigenschaft ermöglicht eine schnelle und effiziente Trocknung der Probe im Inneren des Behälters und verhindert eine Degradation der Probe. Dieser Vorgang ist essentiell für die spätere Verwertung der biologischen Probe.
Des Weiteren ist der Vliesstoff derart gestaltet, dass er Flüssigkeiten, insbesondere wässrige Lösungen, im Inneren zurückhält. Diese Eigenschaft ermöglicht es innerhalb desselben Behälters die biologische Probe aufzuarbeiten. Dabei kann insbesondere eine Lyseflüssigkeit für den Aufschluss der biologischen Probe in einem ersten Schritt der Probenanalyse, beispielsweise durch eine Polymerase-Kettenreaktion (PCR), in denselben, für die Trocknung verwendeten Behälter, eingebracht werden ohne dass diese Flüssigkeit bei der Aufarbeitung der Probe nach Außen tritt.
Die vorliegende Erfindung beruht vor allem auf der Erkenntnis, dass erfindungsgemäße Vliesstoffmaterialien eine hervorragende Kombination aus Durchlässigkeit für Wasserdampf und Rückhalt von Flüssigkeiten, insbesondere wässrige Lösungen, ermöglichen. Durch den erfindungsgemäßen Behälter wird somit eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, die sowohl eine Aufbewahrung, Trocknung als auch eine Aufarbeitung biologischer Proben im gleichen Behälter ermöglicht.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert.
Biologische Proben im Sinne der vorliegenden Erfindung beinhalten dementsprechend gemäß einer bevorzugten Ausführungsform Schleimhautabstriche im Wangenbereich und/oder Speichelproben.
Weitere Probenmaterialien können aber auch andere Körperflüssigkeiten oder Sekrete, wie beispielsweise Blut, Speichel, Urin, Schweiß, Tränen, Sperma, Vaginalflüssigkeiten, Nasalsekrete oder Wundflüssigkeit sein. Der Begriff biologische Probe umfasst dabei sowohl humane Körpermaterialien als auch tierische Proben zur Untersuchung für veterinärmedizinische, tierforensische oder hygienische Zwecke.
Die relevanten Zielanalyten in den biologischen Proben beeinhalten alle Bestandteile biologischer Materialien wie Nukleinsäuren, Proteine, Kohlenhydrate, Lipide, Vitamine und alle Arten von Metaboliten.
Unter nukleinsäurehaltigen biologischen Proben werden bei der vorliegenden Erfindung poly- oder oligonukleotidhaltige biologische Proben verstanden, die für einen analytischen Nachweis der enthaltenen Nukleinsäuremoleküle, beispielsweise DNA, RNA, oder andere Arten von Nukleinsäuremolekülen, gesammelt und zugänglich gemacht werden sollen.
Abstrichtupfer zur Gewinnung der biologischen Proben bestehen im Wesentlichen aus einem Halteelement, beispielsweise einem hohlen oder massiven Stiel oder Schaft aus Holz oder Kunststoff, und einem Probensammelbereich zum Sammeln der biologischen Probe, der sich an einem Ende des Halteelements befindet.
Das Material des Probensammelbereichs unterliegt keiner besonderen Einschränkung, solange es geeignet ist, die biologische Probe bis zur Weiterverarbeitung im Labor im Wesentlichen dauerhaft aufzunehmen und dann im Zuge der Analyse bei der Behandlung mit geeigneten Extraktions- oder Reagenzienlösungen wieder freizugeben.
Der Probensammelbereich kann beispielsweise aus einem Wattebausch gebildet sein, es können jedoch auch andere Materialien und Strukturen verwendet werden. Typische Abstrichtupfer besitzen einen Baumwollkopf, der aus gewickelten aber ungeordneten Baumwollfasern besteht.
Vorzugsweise ist die Verschlussvorrichtung des Behälters hierbei entweder ein Klick- oder Schraubverschluss. Vorzugsweise ist ein solcher Verschluss entweder fest mit dem Behälter verbunden, abtrennbar oder abnehmbar ausgeführt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen verschließbaren Probenbehälter ist eine der mindestens einen weiteren Öffnung in der Verschlussvorrichtung ausgebildet. Vorzugsweise kann der verwendete Vliesstoff hierbei auf der Außenseite des Deckels oder auf der Innenseite des Deckels oder auf beiden Seiten gleichzeitig sitzen. Hierbei kann der Vliesstoff weiter vorzugsweise mit Hilfe eines Schweißverfahrens fest mit dem Kunststoffteil des Deckels verschmolzen sein.
Der am Behälter angebrachte Vliesstoff weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Lückenvolumen von über 30 Prozent, vorzugsweise von über 50 Prozent auf und/oder setzt sich auf hydrophoben organischen Polymeren zusammen.
Das Lückenvolumen L_v in % bestimmt sich dabei gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise wie folgt: $L_{v} = 100 \times (1 - G/D/H) .$
Wobei sich die einzelnen Parameter wie folgt bestimmen:

L_v = Lückenvolumen in %
G = Flächengewicht [g/m²]
D = Vliesdicke [cm]
H = Dichte des Fasermaterials [g/cm³]

Insbesondere kann sich der verwendende Vliesstoff ganz oder teilweise aus synthetischen Fasern mit hydrophoben Eigenschaften zusammensetzt, vorzugsweise aus einem oder mehreren der folgenden Materialien zusammensetzen: Polyester (PES), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylchlorid (PVC) oder Polycarbonat, weiter vorzugsweise aus Polypropylen, Polyethylen, Polyester oder Polycarbonaten.
Insbesondere kann der verwendete Vliesstoff ein Flächengewicht nach ISO 9073-1 zwischen 20 und 500 g/m² aufweisen, vorzugsweise zwischen 50 und 300 g/m².
Insbesondere kann der verwendete Vliesstoff eine Luftdurchlässigkeit nach ISO 9073-15 zwischen 30 und 4000 dm³/ s m² aufweisen, vorzugsweise zwischen 80 und 2000 dm³/ s m².
Insbesondere kann der verwendete Vliesstoff eine Dicke nach FNS 19-04-04 zwischen 0,05 und 1,0 mm aufweisen, vorzugsweise zwischen 0,10 und 0,53 mm.
Ein Vliesstoff gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Flächengebilde aus losen Fasern, Endlosfilamenten oder geschnittenen Garnen. Vliesstoffe werden üblicherweise nach ihrer Faserart, ihrer Faserlänge oder ihrer Orientierung unterteilt. Andere Klassifizierungsarten orientiert sich am Herstellverfahren oder am Anwendungsgebiet.
Vliesstoffe zeichnen sich durch ihr großes Lückenvolumen (definiert als Hohlraumvolumen im Verhältnis zum Gesamtvolumen) aus, was sie besonders prädestiniert für technische Filtrationsanwendungen, bei denen ein hoher Durchsatz erforderlich ist.
Im Gegensatz dazu beschreibt der Begriff Membran, wie sie im zitierten Stand der Technik beschrieben und angewendet wird, eine dünne Struktur, die aus einem durchgehenden Material vergleichbar zu einer Haut oder einer Folie besteht. Im Verhältnis zu ihrer Dicke haben Membranen eine große flächige Ausdehnung. Typische Membrandicken liegen bei 5 bis 50 mm.
Erst durch das Einbringen von Poren werden Membranen durchlässig für Wasserdampf oder andere Substanzen. In der Filtration werden Membranen mit definierten Porengrößen verwendet, um selektiv bestimmte Komponenten aus einer Lösung oder einer Gasphase abzutrennen.
Da es sich bei Membranen um ein durchgehendes Material mit kleinen Löchern (Poren) handelt, ist das Lückenvolumen im Vergleich zum Volumen des Membranmaterials relativ klein (in der Regel unter 20%). Die geringe Dicke macht Membranen mechanisch anfällig, was im vorliegenden technischen Gebiet das Kontaminationsrisiko erhöht.
Sowohl für Vliese wie auch für Membranen sind hydrophobe Eigenschaften wichtig, da die Hydrophobizität des Materials verhindert, das wässrige Lösungen eindringen können oder Wasserdampf angereichert wird. Wasserdampf ist in der Lage hydrophobe Membranen oder Vliese ungehindert zu durchdringen, während wässrige Lösungen abgestoßen und damit gut innerhalb eines Gefäßes zurückgehalten werden.
Hydrophile Vliese und Membranen haben den Nachteil, dass sie nur eine geringe Barrierewirkung gegenüber wässrige Lösungen haben. Hydrophile Vliese oder Membranen nehmen wässrige Proben gut auf und können sie damit gut nach außen oder auch nach innen durchleiten. So kann es beim Transport eines feuchten Wattetupfers zum Kontakt zwischen der feuchten biologischen Probe auf dem Tupferkopf und dem Vlies oder der Membran kommen und ein Teil der Proben nach außen austreten. Umgekehrt können auch wässrige Flüssigkeiten von außen nach innen durchtreten und die Probe kontaminieren.
Insbesondere kann der Behälter eine Länge im Bereich von 1 bis 30 cm aufweisen, vorzugsweise zwischen 2 und 25 cm, weiter vorzugsweise zwischen 2 und 15 cm. Die mit einer Verschlussvorrichtung verschließbare Öffnung kann dabei vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 0,5 und 3 cm aufweisen, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2 cm, weiter vorzugsweise zwischen 1 und 1,5 cm und dient sowohl der Einführung der biologischen Probe zur Trocknung, als auch der Einführung der Lyseflüssigkeit zur Aufarbeitung derselben.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Behälters kann in dem Fachmann bekannter Weise mit einer Reihe etablierter Produktionstechnologien erfolgen. Aus Kostengründen besteht der Behälter nur aus einer geringen Zahl von Bauteilen, die, jedes für sich genommen, einfach und preiswert zu fertigen und anschließend mit wenigen Handgriffen zusammenzubauen sind.
Für die Fertigung der Kunststoffteile können Fertigungsverfahren nach dem Stand der Technik, wie Spritzgießen, Extrudieren oder Tiefziehen verwendet werden. Dies sind Verfahren, bei denen Kunststoffteile formgenau in hohen Stückzahlen und kostengünstig hergestellt werden können.
Die einzusetzenden Vliesstoffe sind kommerziell verfügbar und können aus verschiedenen Materialien und Materialmischungen bestehen. Eine Verarbeitung kann durch Schneiden oder Stanzen oder Laserschneiden erfolgen.
Das Aufbringen von Vliesstoffen auf Kunststoffteile ist bekannt aus dem Stand der Technik und erfolgt üblicherweise mit Hilfe von Schweißverfahren, bei denen das Kunststoffteil und das Vlies miteinander verschmolzen werden. Die Zufuhr der erforderlichen Schmelzenergie kann durch Ultraschall oder Erwärmen erfolgen.
Üblicherweise werden die Einzelteile in einem Reinraum unter kontrollierten Bedingungen hergestellt und, falls erforderlich, vor der Montage zusätzlich sterilisiert. Die Montage der Einzelteile erfolgt ebenfalls in einem Reinraum unter kontrollierten Bedingungen oder an einem Laminar Flow Arbeitsplatz mit entsprechend gefilterter Luft.
Alle hier beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gelten als miteinander kombinierbar, es sei denn, der Fachmann hielte eine solche Kombination für technisch nicht sinnvoll.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der Beschreibung der Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen bzw. Abbildungen.
Es zeigt:

verschiedene Abstrichtupfer nach dem Stand der Technik.
eine schematische Darstellung verschiedener Reaktionsgefäße nach dem Stand der Technik, so wie sie heute im Labor zur Aufarbeitung biologischer Proben verwendet werden.
eine schematische Darstellung eines Typs eines Reaktionsgefäßes, in dessen Innenraum sich verschiedene Tupferköpfe befinden.
eine schematische Darstellung verschiedener Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem wasserdampfdurchlässigen Vliesstoff in der Verschlussvorrichtung des Transportbehälters. Der wasserdampfdurchlässige Vliesstoff kann dabei auf der Außenseite ( .1.), der Innenseite der Verschlussvorrichtung ( .2) oder auf beiden Seiten ( .3) sitzen.
eine schematische Darstellung verschiedener Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung am Beispiel eines alternativen Reaktionsgefäßes. Der wasserdampfdurchlässige Vliesstoff kann dabei auf der Außenseite ( .1), der Innenseite der Verschlussvorrichtung ( .2) oder auf beiden Seiten ( .3) sitzen.
eine schematische Darstellung der Trocknung eines Wangenabstriches in der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Durch die Wasserdampfdurchlässigkeit des verwendeten Vliesstoffes trocknet die Probe im Transportbehälter und unterbindet dadurch eine unerwünschte Degradation der Probe.
eine schematische Darstellung des Probenaufschlusses im Labor. Die Tupferköpfe werden im Transportgefäß (ohne weitere Handhabungsschritte) mit einer Lyselösung beaufschlagt und bei erhöhter Temperatur inkubiert. Der verwendete Vliesstoff verhindern durch Ihren Diffusionswiderstand eine übermäßige Verdunstung der Lyseflüssigkeit.
eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer zusätzlichen Diffusionsbarriere auf dem Vliesstoff. Der Vliesstoff sitzt auf der Außenseite der Verschlussvorrichtung.
eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer zusätzlichen Diffusionsbarriere in der Verschlussvorrichtung der Transportvorrichtung. Der Vliesstoff sitzt auf der Innenseite der Verschlussvorrichtung.
das Trocknungsverhalten eines Tupferkopfes in der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Abhängigkeit von der Art des Verschlusses.
den Verlust an Lyseflüssigkeit während des Lyseprozesses.

Ausführungsbeispiel
Die nachfolgende Beschreibung des Ausführungsbeispiels orientiert sich an .1.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Behälters wurden beispielhaft Eppendorf Safelock Reaktionsgefäße verwendet. In den Deckel wurde zentrisch eine Öffnung mit einem Durchmesser von 7 mm eingestanzt. Auf dem verbleibenden Deckelring wurde ein runder Polyestervliesstoff mit einem Durchmesser von 12 mm fixiert. Für die Produktion von Kleinserien kann der Vliesstoff vorzugsweise mit doppelseitigem Klebeband aufgeklebt werden. Bei größeren Serien kann der Vliesstoff vorzugsweise thermisch mit dem Deckelmaterial verschweißt werden. Eine Befestigung des Vliesstoffes auf dem Deckelring mit Ultraschallschweißen oder Kleben ist ebenfalls möglich.
Als Vliesstoffmaterialien wurden bisher Polyestervliesstoffe der Firma Freudenberg (H1010, H1015 und H1030) verwendet.
Die in den und beschriebenen Experimente beziehen sich auf die genannten Vliesstoffe der Fa. Freudenberg.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Zum Vergleich mit der vorliegenden Erfindung zeigen die und zunächst Abstrichtupfer und Reaktionsgefäße nach dem Stand der Technik. Hierbei bestehen die verschiedenen Abstrichtupfer 10 aus einem Stiel 11 und einem Probensammelbereich 12. Der Probensammelbereich kann dabei als gewickelter Tupfer ( .1, 1.3 und 1.5), als beflockter Tupfer oder als Kämmchen ( .4) ausgeführt werden.
Zur Sicherung der Probe gegen Kontamination kann der Abstrichtupfer in ein Transportröhrchen 13 eingebaut sein. Dabei ist der Tupfer fest mit dem Verschluss 14 verbunden. Besonders vorteilhaft für Wangenabstriche sind Tupfer mit abwerfbarem Kopf ( .3 und 1.4).
Transportbehälter zur Aufnahme des Abstrichtupfers sind im Stand der Technik bekannt. Es handelt sich üblicherweise um Behälter in Form eines Probenröhrchens, im Folgenden auch als Transportröhrchen bezeichnet. Gewöhnlich ist das Transportröhrchen gemäß der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen aus Kunststoffmaterial hergestellt, vorzugsweise einem durchsichtigen Kunststoffmaterial. Geeignete Transportröhrchen haben üblicherweise eine Länge im Bereich von 10 bis 25 cm, beispielsweise 12 bis 20 cm, und einen Durchmesser im Bereich von 1 bis 2 cm, beispielsweise 1 bis 1,5 cm.
Abstrichtupfer, die auch als Wattestäbchen, Tupfer, Swabs oder Brushes (Bürste) bezeichnet werden, bestehen in der Regel aus einem länglichen, stäbchenförmigen Stiel, der an einem Ende einen Probensammelbereich und am anderen Ende einen Haltebereich aufweist. Für die Entnahme biologischer Proben außerhalb des Labors oder wenn eine Analyse der Probe nur mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung erfolgen kann, werden derartige Tupfer mit einem Transportröhrchen kombiniert, wobei der Haltebereich dann zugleich auch den Verschluss des Transportröhrchens bildet.
Für einen Wangenabstrich wird der Tupfer 10 über die Wangeninnenseite gerieben und der Tupferkopf durch Brechen oder Schneiden in ein Reaktionsgefäß überführt. Bei den Abwurftupfern wie in den .3 und 1.4 gezeigt, kann der Tupferkopf einfach abgestreift werden.
zeigt typische Reaktionsgefäße für die Aufarbeitung eines Wangenabstrichs. .1 stellt ein Reaktionsgefäß mit angehängtem Deckel dar, bei dem der Deckel über ein Scharnier 24 mit dem Reaktionsgefäß 20 verbunden ist. Die .2 und 2.5 beschreiben Schraubdeckelgefäße einmal mit Standboden und einmal mit Spitzboden. Die gezeigten Reaktionsgefäße zeichnen sich dadurch aus, dass das Gefäß (20, 21, 22) durch den Deckel (23, 25, 26) feuchtigkeitsdicht verschlossen werden kann.
zeigt beispielhaft das Reaktionsgefäß aus .1 mit den Tupferköpfen 31, 32 und 33 der Tupfer aus den .1, 1.3 und 1.4. Der Deckel 34 verschließt feuchtigkeits- und gasdicht das Gefäß 30.
zeigt schematisch verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 40. Der Deckel 40 ist mit einer Öffnung versehen, wobei diese Öffnung mit einem feuchtigkeitsdurchlässigen Vliesstoff abgedeckt ist.
Der Vliesstoff kann entweder außen auf dem Deckel ( .1) oder auf dem inneren Deckelrand ( .2) oder auf beiden Seiten gleichzeitig ( .3) sitzen.
zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ähnlich , aber nicht mit einem Einsteck- sondern mit einem Schraubdeckel 50. Auch hier gibt es wieder die Möglichkeiten, dass der Vliesstoff außen auf dem Deckel sitzt ( .1) oder auf dem inneren Rand des Deckels ( .2) oder auf beiden Seiten ( .3) angebracht ist.
zeigt schematisch die Trocknung verschiedener Tupferköpfe in dem Reaktionsgefäß mit Trocknungsvliesstoff aus .1. Da der aufgebrachte Vliesstoff feuchtigkeitsdurchlässig ist, trocknen feuchte Tupferköpfe innerhalb kurzer Zeit im Gefäßinneren ohne dem Risiko einer unterwünschten Kontamination ausgesetzt zu sein. Die biologische Probe mit Ihrer DNA bleibt intakt und kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung in das Labor transportiert und gelagert werden.
zeigt schematisch die Situation nach Einbringen einer Lyseflüssigkeit 74 in die erfindungsgemäße Vorrichtung. Der überwiegende Anteil der Lyseflüssigkeit wird durch den aufgebrachten Vliesstoff 75 zurückgehalten und eine Lyse der biologischen Probe auf den Tupferköpfen 71, 72 oder 72 kann sicher durchgeführt werden.
Die und zeigen weitere Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ist gewünscht die Verdampfung der Lyseflüssigkeit komplett zu unterbinden, kann der Vliesstoff 85 durch einen zusätzlichen Überzug 86 versiegelt ( ) oder einen zusätzlichen Stopfen 90 ( ) verschlossen werden.
zeigt den typischen Verlauf einer Trocknung von angefeuchteten Tupferköpfen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zu Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik. Je nach Verschlussmaterial trocknet der Tupferkopf unterschiedlich schnell. Diese Experimente wurde bei einer Temperatur von 2°C und einer Umgebungsfeuchte von 60 Prozent durchgeführt.
Bei diesen Versuchen zeigt sich, dass ein Behälter mit einem erfindungsgemäßen Vliesstoff einer Dicke von 270µm eine hervorragende Trocknung gewährleistet, die der Trocknung in einem offenen Behälter beinahe ebenbürtig ist. Im Gegensatz hierzu verläuft die Trocknung in einem Behälter, der mit einer Membran wie Goretex® (PTFE-Folie mit Poren), Sympatex® (Folie bestehend aus einem Copolymer mit 70% Polyester und 30% Polyether mit Poren) oder Tyvek® (Folie bestehend aus HDPE), wie sie im Stand der Technik verwendet wird, überzogen ist, deutlich langsamer.
zeigt den Flüssigkeitsverlust während der Inkubation der Tupferköpfe in Transportgefäßen mit unterschiedlichen Verschlussvarianten gemäß dem Stand der Technik oder der vorliegenden Erfindung.
Die Transportgefäße wurden mit Lyseflüssigkeit gefüllt und für mehrere Stunden bei 56°C inkubiert. Der Flüssigkeitsverlust bewegt sich auch nach mehreren Stunden der Inkubation in einem Bereich von weniger als 10 Prozent, von dem angenommen werden kann, dass er den Ablauf der Lysereaktion nicht negativ beeinflusst.
Somit besitzt ein Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung gleichzeitig hervorragende Eigenschaften bei der Trocknung biologischer Proben bei gleichzeitigem Schutz vor Kontamination und einer Eignung zur Aufarbeitung der Probe in demselben Behälter aufgrund einer Barriere gegen Flüssigkeitsverlust bei der Aufarbeitung.

Claims

Verschließbarer Probenbehälter mit einer Verschlussvorrichtung und einer mit der Verschlussvorrichtung verschließbaren Öffnung, wobei der Probenbehälter zum Transport, zur Aufbewahrung und zur Aufbereitung biologischen Probenmaterials geeignet ist und mindestens eine weitere Öffnung durch die Wandung des verschließbaren Probenbehälters und/oder durch die Verschlussvorrichtung hindurch aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Öffnung mit einem Vliesstoff verschlossen oder überzogen ist.
Verschließbarer Probenbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff derart gestaltet ist, dass er eine Barriere für biologisches Material bildet und den Eintritt biologischen Materials in das Innere verhindert.
Verschließbarer Probenbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff derart gestaltet ist, dass Dampf, insbesondere Wasserdampf, aus dem Inneren nach Außen passieren kann.
Verschließbarer Probenbehälter nach den oben genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff derart gestaltet ist, dass er eine Barriere für Flüssigkeiten bildet und wässrige Lösungen im Inneren zurückhält.
Verschließbarer Probenbehälter nach den oben genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verschlussvorrichtung mindestens eine der mindestens einen weiteren Öffnung ausgebildet ist.
Verschließbarer Probenbehälter nach den oben genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff ein Lückenvolumen von über 30 Prozent, vorzugsweise über 50 Prozent, aufweist und/oder sich aus hydrophoben organischen Polymeren zusammensetzt.
Verschließbarer Probenbehälter nach den oben genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zu verwendende Vliesstoff ganz oder teilweise aus synthetischen Fasern mit hydrophoben Eigenschaften zusammensetzt, vorzugsweise aus einem oder mehreren der folgenden Materialien: Polyester (PES), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylchlorid (PVC) oder Polycarbonat.
Verschließbarer Probenbehälter nach den oben genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Vliesstoff ein Flächengewicht zwischen 20 und 500 g/m², vorzugsweise zwischen 50 und 300 g/m² aufweist.
Verschließbarer Probenbehälter nach den oben genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Vliesstoff eine Luftdurchlässigkeit zwischen 30 und 4000 dm³/ s m², vorzugsweise zwischen 80 und 2000 dm³/ s m² aufweist.
Verschließbarer Probenbehälter nach den oben genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Vliesstoff eine Dicke zwischen 0,05 und 1,0 mm, vorzugsweise zwischen 0,10 und 0,53 mm aufweist.
Verschließbarer Probenbehälter nach den oben genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenbehälter eine Länge im Bereich von 1 bis 30 cm, vorzugsweise zwischen 2 und 25 cm, weiter vorzugsweise zwischen 2 und 15 cm aufweist und einen Durchmesser zwischen 0,5 und 3 cm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2 cm, weiter vorzugsweise zwischen 1 und 1,5 cm aufweist.
Verwendung des verschließbaren Probenbehälters gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Trocknung sowie Aufarbeitung einer Probe eines biologischen Materials.
Verwendung gemäß Anspruch 12, beinhaltend die folgenden Schritte: a) Verbringen der Probe eines biologischen Materials in den Probenbehälter, b) Trocknung der sich im Probenbehälter befindlichen Probe, c) Aufarbeitung der sich im Probenbehälter befindlichen Probe.