DE19834584A1 - Machine purifying biological materials magnetically, employs conventional microtitration plates in conjunction with array of powerful rare earth doped permanent magnets - Google Patents
Machine purifying biological materials magnetically, employs conventional microtitration plates in conjunction with array of powerful rare earth doped permanent magnetsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur magnetischen Aufreinigung von biologischen Materialien. In Kombination mit Probengefäßen im Multiwell- Plattenformat kann die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders gut zur automatisierten magnetischen Separation von biologischen Materialien verwendet werden.The invention relates to a device for magnetic purification of biological materials. In combination with sample vessels in a multiwell The device according to the invention is particularly well suited for plate format automated magnetic separation of biological materials be used.
Vorrichtungen die bei der magnetischen Aufreinigung von biologischen Materialien verwendet werden, sind auf dem Gebiet der Molekularbiologie, Biochemie und Biomedizin seit längerem bekannt und im Stand der Technik dokumentiert. Allen gemeinsam ist, daß magnetische Trägerpartikel, an die die biologischen Materialien gebunden sind, mittels eines Magneten aktiviert werden, wodurch eine Abscheidung aus der Flüssigkeit erzielt wird. Die Flüssigkeit wird aus den Probengefäßen entfernt und das abgeschiedene Material weiterbehandelt. unvollständiges Abscheiden der Magnetpartikel, Kontaminationsprobleme und schwache Magnetleistungen machen die bisher im Handel erhältlichen Vorrichtungen, insbesondere für den Einsatz in automatisierten Vorgängen, ungeeignet.Devices used in the magnetic purification of biological Materials used are in the field of molecular biology, Biochemistry and biomedicine have been known for a long time and are state of the art documented. Common to all is that magnetic carrier particles to which the biological materials are bound, activated by a magnet , whereby a separation from the liquid is achieved. The Liquid is removed from the sample vessels and the separated Further treated material. incomplete separation of the magnetic particles, Contamination problems and poor magnetic performance make them Devices previously commercially available, in particular for use in automated processes, unsuitable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Aufreinigung von biologischen Materialien die an magnetische Partikel gebunden sind zu vereinfachen und die Probleme, die sich aus dem Stand der Technik ergeben, zu vermeiden.The invention has for its object the purification of biological Simplify materials bound to magnetic particles and to avoid the problems arising from the prior art.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Vereinfachung der automatisierten magnetischen Aufreinigung von biologischen Materalien. Another object of the present invention is to simplify the automated magnetic purification of biological materials.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung bereitgestellt, welche eine Trägerplatte umfaßt in der eine Mehrzahl von Magnetstiften verankert ist, wobei die Trägerplatte durch eine oder zwei seitliche Führungen, welche bei zwei seitlichen Führungen bevorzugt an den entgegengesetzten Enden der Trägerplatte liegen, begrenzt ist und eine oder mehrere mechanische und/oder optische Markierung(en) in der Trägerplatte verankert ist/sind und die Trägerplatte kompatibel mit handelsüblichen Multiwell-Platten ist. Die seitliche(n) Führung(en) an der Trägerplatte erleichtert I erleichtern das wiederholte Abheben und Aufsetzen der Multiwell-Platte auf die Trägerplatte, die mechanische und/oder optische(n) Markierung(en) ermöglicht/ermöglichen das Aufsetzen der Multiwell-Platte auf der Trägerplatte in einer bestimmten Orientierung.To solve this problem, a device is provided, which a Carrier plate comprises in which a plurality of magnetic pins are anchored, the carrier plate through one or two lateral guides, which at two side guides preferred at the opposite ends of the Carrier plate lie, is limited and one or more mechanical and / or optical marking (s) is / are anchored in the carrier plate and the carrier plate is compatible with standard multiwell plates. The lateral guide (s) on the carrier plate makes it easier repeated lifting and placing of the multiwell plate on the carrier plate, the mechanical and / or optical marking (s) enables the multiwell plate to be placed on the Carrier plate in a certain orientation.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die Trägerplatte aus nicht magnetisierbarem Material, bevorzugt ist Kunststoff, Keramik oder Aluminium.In a further preferred embodiment of the invention Device, the carrier plate consists of non-magnetizable material, plastic, ceramic or aluminum is preferred.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Magnetstifte so angeordnet, daß jeder Magnetstift von 4 Probengefäßen umgeben ist, bevorzugt sind 24 Magnetstifte, welche bevorzugt aus Seltenerd Eisen Mischungen, bevorzugt FeNdB Mischungen, bestehen.In a further preferred embodiment of the invention The magnetic pins are arranged in such a way that each magnetic pin of 4 Sample vessels are surrounded, preferably 24 magnetic pins, which preferably from rare earth iron mixtures, preferably FeNdB mixtures, consist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Magnetstifte axial oder diametral angeordnet.In a further preferred embodiment of the invention The magnetic pins are arranged axially or diametrically.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die seitliche Führung aus nicht-magnetisierbarem Material, wobei Kunststoff, Keramik und/oder Aluminium bevorzugt sind, bevorzugt ist die seitliche Führung fest mit der Trägerplatte verbunden.In a further preferred embodiment of the invention The lateral guide consists of non-magnetisable Material, plastic, ceramic and / or aluminum being preferred, the lateral guide is preferably firmly connected to the carrier plate.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung von biologischen Materialien in einer Multiwell-Platte verwendet, insbesondere zur Reinigung von Proteinen und/oder Nukleinsäuren, insbesondere DNA und/oder RNA.In a further preferred embodiment, the Device according to the invention for cleaning biological materials in a multiwell plate is used, especially for protein purification and / or nucleic acids, in particular DNA and / or RNA.
Biologische Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche Materialien, die aus Viren und/oder prokaryotischem und/oder eukaryotischem Material erhalten werden können, z. B. Makromoleküle wie Nukleinsäuren, insbesondere DNA und/oder RNA, Proteine, Polysaccharide, Lipide etc.Biological materials in the sense of the present invention are such Materials made from viruses and / or prokaryotic and / or eukaryotic material can be obtained, e.g. B. Macromolecules like Nucleic acids, especially DNA and / or RNA, proteins, polysaccharides, Lipids etc.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung Teil einer automatischen oder automatisierten Pipettiervorrichtung, bevorzugt ist der BioRobot 9600, 9604 oder dessen Folgemodelle oder ähnliche Modelle, bevorzugt in der Verwendung zur Reinigung von Proteinen und/oder Nukleinsäuren, insbesondere DNA und/oder RNA.In a further preferred embodiment, the invention is Device part of an automatic or automated Pipetting device, the BioRobot 9600, 9604 or its preferred Follow-up models or similar models, preferably used for Purification of proteins and / or nucleic acids, especially DNA and / or RNA.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die aus Kunststoff bestehende Trägerplatte (1) wird von den zwei seitlichen Führungsschienen (2) begrenzt. Trägerplatte und seitliche Führung sind fest miteinander verbunden. Diese Führung erleichtert das Aufsetzen und Abheben der Multiwell-Platten und verhindert die eventuelle Beschädigung der Magnetstifte. Als mechanische Markierung (4) der Trägerplatte wurde ein Metallstift so angebracht, daß die 96-well-Platte nur in einer Orientierung aufgesetzt werden kann. Somit wird eine Verwechslung der Proben vermieden. In der Trägerplatte sind 24 Magnetstifte (3) so verankert, daß jeweils 4 Probengefäße einer handelsüblichen 96-well-Platte, bevorzugt Firma QIAGEN "Round Well Block" Cat.No. 19576/1998 oder eine ähnliche Platte, um einen Magnetstift angeordnet sind. Die Magnetstifte sind aus NdFeB. Die Ausrichtung der Magnete erfolgt, je nach Bedarf, axial oder diametral. Fig. 1 shows the schematic structure of a particularly preferred embodiment of the device according to the invention. The carrier plate ( 1 ) made of plastic is delimited by the two lateral guide rails ( 2 ). Carrier plate and side guide are firmly connected. This guide makes it easier to put the Multiwell plates on and off and prevents any damage to the magnetic pins. A metal pen was attached as a mechanical marking ( 4 ) of the carrier plate so that the 96-well plate can only be placed in one orientation. This prevents mix-ups of the samples. 24 magnetic pins ( 3 ) are anchored in the carrier plate in such a way that 4 sample tubes each of a commercially available 96-well plate, preferably from the company QIAGEN "Round Well Block" Cat.No. 19576/1998 or a similar plate arranged around a magnetic pen. The magnetic pins are made of NdFeB. The magnets are aligned axially or diametrically as required.
In Fig. 2 wird der Effekt, den die unterschiedliche Ausrichtung der Magnete auf die Abscheidungsform der Magnetpartikel hat, skizziert.The effect that the different orientation of the magnets has on the deposition form of the magnetic particles is outlined in FIG. 2.
Fig. 2a) demonstriert die axiale Ausrichtung der Magnete; d. h. das Magnetfeld ist senkrecht zur Trägerplatte ausgerichtet. Die Abscheidung der NdFeB-Partikel erfolgt an einer Stelle der, dem Magneten zugewandten, Probengefäßwand ab. FIG. 2a) demonstrates the axial orientation of the magnets; ie the magnetic field is aligned perpendicular to the carrier plate. The NdFeB particles are separated at a point on the sample vessel wall facing the magnet.
Fig. 2b) zeigt die diametrale Ausrichtung der Magnete; das Magnetfeld ist waagerecht zur Trägerplatte ausgerichtet. Die NdFeB-Partikel scheiden sich entlang der ganzen, dem Magneten zugewandten, Probengefäßwand ab. Fig. 2b) shows the diametrical alignment of the magnets; the magnetic field is aligned horizontally to the carrier plate. The NdFeB particles separate along the entire sample vessel wall facing the magnet.
In Fig. 3 wird die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem BioRobot 9600 der Firma QIAGEN demonstriert. Der BioRobot besteht aus einer automatischen Pipettiervorrichtung und einer Arbeitsplatte. Auf dieser Arbeitsplatte kann die erfindungsgemäße Vorrichtung fixiert werden. Die Reinigung des Biomaterials erfolgt bevorzugt in einer 96-well-Platte. Das biologische Material wird an magnetischen NdFeB-Partikel gebunden und in Lösung suspendiert. Wird die 96-well-Platte auf die in Fig. 1 beschriebene Vorrichtung aufgesetzt, so werden die magnetisierten Biomoleküle abgeschieden und die überstehende Flüssigkeit kann automatisch abpipettiert werden. In Fig. 3, the use of the device according to the invention is demonstrated with the BioRobot 9600 from QIAGEN. The BioRobot consists of an automatic pipetting device and a worktop. The device according to the invention can be fixed on this worktop. The biomaterial is preferably cleaned in a 96-well plate. The biological material is bound to magnetic NdFeB particles and suspended in solution. If the 96-well plate is placed on the device described in FIG. 1, the magnetized biomolecules are separated and the supernatant liquid can be pipetted off automatically.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich gut zur Verwendung in allen automatisierten Pipettier-Systemen, die Multiwell-Platten als Probengefäße für die automatisierte Aufreinigung von biologischen Materialien wie Proteinen oder Nukleinsäuren verwenden, insbesondere zur Verwendung im BioRobot 9600, 9604 oder dessen Folgemodellen oder ähnlichen Modellen. Der BioRobot besteht aus einer automatischen, von einem Prozessor gesteuerten, Pipettiervorrichtung, welche in mindestens 2 (zwei) Richtungen, bevorzugt sind 3 (drei) Richtungen, relativ zu einer Arbeitsplatte bewegt werden kann. Auf der Arbeitsplatte kann die erfindungsgemäße Vorrichtung fixiert werden. Die Reinigung des biologischen Materials erfolgt bevorzugt in einer Multiwell-Platte, bevorzugt ist eine 96er oder 384er Platte. Die Biomoleküle werden bevorzugt an magnetische Partikel, bevorzugt NdFeB- Partikel, gebunden und in Lösung suspendiert. Wird die Multiwell-Platte auf die in Fig. 1 beschriebene Vorrichtung aufgesetzt, so wird das an magnetische Partikel gebundene biologische Material abgeschieden und die überstehende Flüssigkeit kann automatisch abpipettiert, und das biologische Material kann isoliert werden.The device according to the invention is well suited for use in all automated pipetting systems which use multiwell plates as sample vessels for the automated purification of biological materials such as proteins or nucleic acids, in particular for use in the BioRobot 9600, 9604 or its successor models or similar models. The BioRobot consists of an automatic pipetting device controlled by a processor, which can be moved in at least 2 (two) directions, preferably 3 (three) directions, relative to a worktop. The device according to the invention can be fixed on the worktop. The biological material is preferably cleaned in a multiwell plate, a 96 or 384 plate is preferred. The biomolecules are preferably bound to magnetic particles, preferably NdFeB particles, and suspended in solution. If the multiwell plate is placed on the device described in FIG. 1, the biological material bound to magnetic particles is separated and the supernatant liquid can be pipetted off automatically and the biological material can be isolated.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren, bevorzugt wie oben beschrieben, zur Reinigung von biologischem Material, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einer automatischen Pipettierstation montiert ist, eine Mulitwell-Platte, in der sich an magnetische Partikel gebundenes biologisches Material befindet, in diese eingebracht wird, die überstehende Flüssigkeit abpipettiert, und das biologische Material anschließend isoliert wird.Another aspect of the present invention relates to a method preferably as described above, for cleaning biological material, the device according to the invention on an automatic Pipetting station is mounted, a multiwell plate in which magnetic Particle-bound biological material is located, introduced into this the supernatant liquid is pipetted off, and the biological material is then isolated.
Claims (14)
- - daß die Trägerplatte durch mindestens eine seitliche Führung begrenzt ist und
- - daß mindestens eine mechanische und/oder optische Markierung in der Trägerplatte verankert ist und
- - daß die Trägerplatte kompatibel mit handelsüblichen Multiwell-Platten ist.
- - That the carrier plate is limited by at least one lateral guide and
- - That at least one mechanical and / or optical marking is anchored in the carrier plate and
- - That the carrier plate is compatible with commercially available multiwell plates.
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