DE4119574A1 - Storage and/or transportation of nucleic acids in undissolved form - by binding acids reversibly to mineral solid, e.g. silica gel or glass - Google Patents

Storage and/or transportation of nucleic acids in undissolved form - by binding acids reversibly to mineral solid, e.g. silica gel or glass

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DE4119574A1 DE19914119574 DE4119574A DE4119574A1 DE 4119574 A1 DE4119574 A1 DE 4119574A1 DE 19914119574 DE19914119574 DE 19914119574 DE 4119574 A DE4119574 A DE 4119574A DE 4119574 A1 DE4119574 A1 DE 4119574A1
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Abstract

Storage and/or transportation of nucleic acids in undissolved form comprises binding the nucleic acids reversibly to mineral solids and storing and/or transporting them in the adsorbed state. Solid is (non)porous-silica gels and/or glasses. Particle size of the solid is 0.1-1000 microm. The solid is esp. in particle, plate, membrane, filler or rod form. Nucleic acids are pref. bound to the solid under conditions of high ionic strength and eluted from the solid under conditions of low ionic strength. In particular, the high ionic strength conditions are provided by 5m NaCl soln. (contg. other components, e.g. other buffer salts) and the low ionic strength conditions are provided by a soln. of NaCl (100 mM) (contg. other substances, e.g., other buffer salts). Adsorbed acids are pref. shipped or stored in solid form or as a suspension in organic solvent, esp. EtOH. USE/ADVANTAGE - Process allows storage and transport on nucleic acids with the acids losing their biological activity. Unlike previous processes, e.g. where the acids were stored in bacterial plasmids in a frozen state, it is not necessary to cool the adsorbed acids, and they are even stable up to ca. 70 deg.C. The process is cheap and technically easy.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lagerung und/oder zum Transport von Nukleinsäuren in nicht gelöster Form, die Verwendung mineralischer Feststoffe zur Lagerung und/oder zum Transport von Nukleinsäuren sowie die Verwendung von mineralischen Feststoffen zur Herstellung eines Lagerungs- und/oder Transportmittels für Nukleinsäuren unter Erhalt ihrer biologischen Akti­ vität.The present invention relates to a method for Storage and / or transport of nucleic acids in not dissolved form, the use of mineral solids for storing and / or transporting nucleic acids as well as the use of mineral solids for Manufacture of a storage and / or means of transport for nucleic acids while maintaining their biological activity vity.

Im Zuge der Entwicklung der Gentechnologie stellt sich in starkem Ausmaß das Problem, DNA- oder RNA-Moleküle mittel- und langfristig zu konservieren. Die biologische Aktivität sollte dabei ohne merkliche Einbußen erhalten bleiben. Es sind unterschiedliche Methoden bekannt (siehe Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, 1989). So wurde beispielsweise rekombinante DNA in Form von Plasmiden in gefrorenen oder lyophilisierten Bakterienzellen gelagert. Freie DNA wird vornehmlich in lyophilisierter Form gelagert oder in Pufferlösungen in gefrorener Form. Für Plasmide ist es gewöhnlich hin­ reichend, sie in Form von Lyophilisaten zu lagern. Dabei werden Verluste der biologischen Aktivität, gemessen als Transfektionseffizienz suszeptibler Zellen, dieser Lage­ rungsprodukte hingenommen.In the course of the development of genetic engineering severe the problem of having DNA or RNA molecules medium- and to preserve in the long term. The biological activity should be preserved without noticeable losses. It different methods are known (see Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor, 1989). For example, recombinant DNA in the form of plasmids in frozen or lyophilized Bacterial cells stored. Free DNA is primarily found in lyophilized form or stored in buffer solutions frozen shape. It is usually gone for plasmids sufficient to store them in the form of lyophilisates. Here biological activity losses are measured as Transfection efficiency of susceptible cells, this location products accepted.

Problematischer ist jedoch die Lagerung von nicht von sich aus replikationsfähigen DNA- oder RNA-Segmenten in lyophilisierter Form. Dies betrifft beispielsweise Re­ striktionsfragmente, die ihre Fähigkeit zur Ligation er­ halten sollen oder Genomsegmente, wie sie im Rahmen nationaler oder internationaler Forschungskoordinationen zwischen den gentechnischen Laboratorien ausgetauscht werden. Als zuverlässige Methode hat sich zwar die La­ gerung und der Transport im gefrorenen Zustand bewährt. Dies bedeutet jedoch einen großen technischen wie auch wirtschaftlichen Aufwand. So muß zum Beispiel bei der Versendung von Nukleinsäuren in gefrorener Lösung jeweils Trockeneis mit hinzugegeben werden, um ein Auftauen der Probe, insbesondere bei längeren Transportwegen, zu ver­ meiden. Die Lagerung ist insofern nicht unproblematisch, als daß die Tiefgefriereinheiten, die üblicherweise mit flüssigem Stickstoff betrieben werden, spezifische Ab­ sicherungen wie Alarmanlagen benötigen, um bei einem eventuellen Störfall hinreichend schnell Gegenmaßnahmen einleiten zu können. Es wird auch die unabhängige Doppel­ lagerung bestimmter Proben durchgeführt, um Verluste un­ wiederbringlichen Materials zu vermeiden.However, the storage of not from is more problematic are made up of replicable DNA or RNA segments lyophilized form. This applies, for example, to Re  restriction fragments that increase their ability to ligate should hold or genome segments as they are in the frame national or international research coordination exchanged between the genetic engineering laboratories will. La. Has proven to be a reliable method storage and transport in the frozen state. However, this means a great technical as well economic effort. For example, the Dispatch of nucleic acids in frozen solution in each case Dry ice can be added to thaw the Sample, especially with longer transport routes, to ver avoid. Storage is not without problems, than that the freezer units, usually with liquid nitrogen operated, specific Ab Security devices such as alarm systems need to be installed at a Countermeasures can be taken quickly enough in the event of a malfunction to initiate. It will also be the independent double Storage of certain samples is carried out to avoid losses to avoid recoverable material.

Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem ist somit die Bereitstellung eines Lagerungs- und Transportverfahrens für Nukleinsäuren, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll das Verfahren auf Kühlung der zu lagernden Probe verzichten können und auch bei erhöhten Temperaturen bis zu 70°C ein Verlust der entsprechenden Nukleinsäure hinsichtlich ihrer Aktivität vermeiden.The technical basis of the present invention The problem is therefore the provision of a storage and Transport method for nucleic acids, which has the disadvantages avoids the prior art. In particular, that should Do not cool the sample to be stored can and even at elevated temperatures up to 70 ° C Loss of the corresponding nucleic acid with respect to it Avoid activity.

Das technische Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Un­ teransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.According to the invention, the technical problem is solved by a method with the features of claim 1. The Un Claims relate to preferred embodiments of the inventive method.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß durch Adsorption der Nukleinsäuren an mineralischen Feststoffen und Lagerung und Transport der Nukleinsäuren in dieser Form, nach der Elution die Aktivität der so behandelten Nukleinsäuren praktisch unverändert geblieben ist. Hingegen zeigten sich Ionenaustauschermaterialien und Adsorptionsmedien auf Basis von Cellulose als nicht geeignet, Nukleinsäuren unter Erhalt der biologischen Aktivität zu lagern und/oder zu transportieren.Surprisingly, it was found that by adsorption of nucleic acids on mineral solids and storage  and transport of the nucleic acids in this form, after which Elution the activity of the nucleic acids treated in this way has remained practically unchanged. On the other hand, showed ion exchange materials and adsorption media based on cellulose as unsuitable, nucleic acids store while maintaining biological activity and / or to transport.

Geeignete mineralische Feststoffe sind poröse oder nicht poröse Silicagele und/oder Gläser. Sie weisen vorzugs­ weise eine hohe Oberflächenbindungskapazität für die Nu­ kleinsäuren auf. Typischerweise beträgt die Partikelgröße 0,1 µm bis 1000 µm. Das mineralische Feststoffmaterial liegt vorzugsweise in Partikel-, Platten-, Stäbchen-, Membran- oder Filterform vor.Suitable mineral solids are porous or not porous silica gels and / or glasses. They prefer have a high surface binding capacity for nu small acids. The particle size is typically 0.1 µm to 1000 µm. The mineral solid material lies preferably in particle, plate, rod, Membrane or filter form.

Eine bevorzugte Verfahrensweise zum Aufbringen der Nu­ kleinsäure auf die mineralischen Feststoffe erfolgt in an sich bekannter Weise dadurch, daß die zu behandelnden Nukleinsäuren aus wäßrigen Lösungen hoher Salzkonzen­ tration auf dem mineralischen Feststoff gebunden werden. Dieser Effekt wird bereits benutzt zur Reinigung von Nukleinsäuren. Die Adsorption der Nukleinsäuren aus wäßrigen Lösungen erfolgt beispielsweise aus Lösungen, die 5 M NaCl enthalten oder anderen wäßrigen Lösungen mit ähnlichen Ionenstärken, zum Beispiel 3 M NaI, 4 M NaClO4, pH 7,0). Es ist ebenfalls bekannt, die Nukleinsäuren bei Bedarf mit reinem Wasser oder mit einem Puffer niedriger Ionenstärke, zum Beispiel TE 10 mM Tris HCl pH 8,0, 1 mM EDTA, zu eluieren.A preferred procedure for applying the nucleic acid to the mineral solids is carried out in a manner known per se in that the nucleic acids to be treated are bound to the mineral solid from aqueous solutions of high salt concentration. This effect is already used to purify nucleic acids. The nucleic acids are adsorbed from aqueous solutions, for example from solutions which contain 5 M NaCl or other aqueous solutions with similar ionic strengths, for example 3 M NaI, 4 M NaClO 4 , pH 7.0). It is also known to elute the nucleic acids with pure water or with a low ionic strength buffer, for example TE 10 mM Tris HCl pH 8.0, 1 mM EDTA, if necessary.

Es kann vorteilhaft sein, die adsorbierte Nukleinsäure, nachdem sie vom Lösungsmittel befreit worden ist, zu lyo­ philisieren oder beispielsweise mit Alkohol zu über­ schichten. Bei dieser Behandlungsart bleibt die bio­ logische Aktivität ebenfalls praktisch unverändert. Selbst wenn die flüchtigen Komponenten wie Ethanol und Restwasser verdampft sind, läßt sich die Nukleinsäure intakt zurück­ gewinnen. Dies ist insbesondere deshalb erstaunlich, da lyophilisierte freie Nukleinsäure bei Lagerung bei Zimmer­ temperatur eine Verringerung der Ligationseffizienz um den Faktor 10 zeigt. Dagegen ist bei der erfindungsgemäß gelagerten Nukleinsäure die Ligationseffizienz mit einer Aktivität von < 90% erhalten geblieben. Selbst die Lage­ rung bei 60°C für 5 Tage kann die Effizienz nicht wesent­ lich beeinflussen.It may be advantageous to use the adsorbed nucleic acid, after being freed from the solvent, to lyo philize or over alcohol, for example layers. With this type of treatment, the organic remains logical activity also practically unchanged. Self  if the volatile components like ethanol and residual water evaporated, the nucleic acid can be left intact win. This is particularly surprising because lyophilized free nucleic acid when stored at room temperature by a reduction in the ligation efficiency shows the factor 10. In contrast, in the invention stored nucleic acid the ligation efficiency with a Activity of <90% remained. Even the location Efficiency at 60 ° C for 5 days is not essential influence.

Es ist auch möglich, die Nukleinsäure, ohne daß sie von dem Lösungsmittel befreit wurde, im an den Feststoff adsorbierten Zustand zu lagern oder zu transportieren.It is also possible to remove the nucleic acid from it the solvent was freed, in the solid store or transport adsorbed state.

Mineralische Feststoffe der genannten Art sind somit ge­ eignet, als Lagerungs- und Transportmittel für Nuklein­ säuren zu dienen. Des weiteren sind die mineralischen Feststoffe geeignet zur Herstellung eines Lagerungs- und/oder Transportmittels von Nukleinsäuren unter Erhalt ihrer biologischen Aktivität.Mineral solids of the type mentioned are thus ge suitable as storage and transport for nucleus acids to serve. Furthermore, the mineral Solids suitable for making a storage and / or means of transport of nucleic acids while receiving their biological activity.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit die Mög­ lichkeit einer Lagerung und eines Transports von sensiblen biologisch aktiven Substanzen in kostengünstiger und technisch einfacher Weise bereitgestellt.With the method according to the invention, the poss possibility of storing and transporting sensitive biologically active substances in inexpensive and provided technically simple.

Claims (10)

1. Verfahren zur Lagerung und/oder zum Transport von Nukleinsäuren in nicht gelöster Form, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nukleinsäure an mineralische Feststoffe reversibel gebunden wird und im adsor­ bierten Zustand gelagert und/oder transportiert wird.1. A method for storing and / or transporting nucleic acids in undissolved form, characterized in that the nucleic acid is reversibly bound to mineral solids and is stored and / or transported in the adsorbed state. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Feststoffe poröse oder nicht poröse Silicagele und oder Gläser sind.2. The method according to claim 1, characterized in that that the mineral solids are porous or not are porous silica gels and or glasses. 3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Fest­ stoffe poröse Träger mit hoher Bindungskapazität für Nukleinsäuren an der Oberfläche sind.3. The method according to any one of claims 1 and / or 2, characterized in that the mineral festival porous carriers with high binding capacity for Nucleic acids are on the surface. 4. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelgröße der mineralischen Feststoffe 0,1 bis 1000 µm beträgt.4. The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the particle size of the mineral solids is 0.1 to 1000 µm. 5. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Feststoffe in Partikel-, Platten-, Stäbchen-, Mem­ bran- oder Filterform vorliegen.5. The method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the mineral Solids in particle, plate, rod, mem branch or filter form. 6. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nukleinsäuren unter Pufferbedingungen hoher Ionenstärke an die mineralischen Feststoffe gebunden werden und unter Bedingungen niedriger Ionenstärke vom mineralischen Feststoff eluiert werden. 6. The method according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the nucleic acids under high ionic strength buffer conditions mineral solids are bound and under Conditions of low ionic strength from the mineral Solid eluted.   7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochsalzpufferbedingungen einer Lösung von etwa 5 M Kochsalz neben anderen Substanzen, wie Puffersalzen, und die Bedingungen niedriger Ionen­ stärke einer Lösung von weniger als 100 mM Natrium­ chlorid neben anderen Substanzen, wie Puffersalzen, entsprechen.7. The method according to claim 6, characterized in that that the high salt buffer conditions of a solution of about 5 M common salt along with other substances such as Buffer salts, and the conditions of low ions strength a solution of less than 100 mM sodium chloride along with other substances such as buffer salts, correspond. 8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die am mineralischen Feststoff adsorbierte Nukleinsäure in getrockneter Form oder als Suspension mit organischem Lösungs­ mittel, vorzugsweise Ethanol, gelagert und/oder ver­ sandt wird.8. The method according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the mineral Solidly adsorbed nucleic acid in dried Form or as a suspension with organic solution medium, preferably ethanol, stored and / or ver is sent. 9. Verwendung mineralischer Feststoffe zur Lagerung und/oder zum Transport von Nukleinsäuren, ohne deren biologische Aktivität zu verlieren.9. Use of mineral solids for storage and / or for the transport of nucleic acids without their losing biological activity. 10. Verwendung mineralischer Feststoffe zur Herstellung eines Lagerungs- und/oder Transportmittels für Nu­ kleinsäuren unter Erhalt ihrer biologischen Akti­ vität.10. Use of mineral solids for production a storage and / or transportation means for Nu small acids while maintaining their biological activity vity.
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