DE69012013T2

DE69012013T2 - Mehrfachlochfiltergerät.

Info

Publication number: DE69012013T2
Application number: DE69012013T
Authority: DE
Inventors: Michael J Sarrasin
Original assignee: Millipore Corp
Current assignee: EMD Millipore Corp
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1990-06-27
Publication date: 1995-01-26
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: EP0408940B1; JP3016830B2; DE69012013D1; EP0408940A1; US5009780A; JPH03131326A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Mehrfachloch- bzw. Vielzellenfiltergerät mit einer an jeder Zelle (well) vorgesehenen Filtrationsmembran, welche Membranen für Analyse nach der Filtration von den Zellen abziehbar sind.
Für die in vitro-Analyse vorgesehene Testplatten, die eine (große) Vielzahl von einzelnen Zellen oder Reaktionskammern enthalten, sind allgemein bekannte Laboratoriumswerkzeuge. Derartige Geräte sind bereits für eine große Vielfalt von Zwecken und Untersuchungen eingesetzt worden (vgl. z.B. US-PSen 3 694 464, 4 304 865, 4 276 048, 4 154 795, 4 427 415, 4 526 690 und Re 30 562). Mikroporöse Membranfilter und letztere verwendende Filtrations- oder Filtergeräte erwiesen sich als besonders zweckmäßig für zahlreiche der in neuerer Zeit entwickelten Zellen- und Gewebekulturtechniken und -untersuchungen, insbesondere für diejenigen auf dem Gebiet der Virologie und Immunologie, wo das interessierende Material von dem Filter zurückgehalten wird. Typischerweise wird eine 96 Zellen aufweisende Filtrationsplatte für die gleichzeitige Durchführung mehrfacher Untersuchungen oder Analysen benutzt, wobei einige Schritte vor der Durchführung der Filtration mehrere Stunden dauern können. Häufig wird das interessierende Material auf dem Filter zurückgehalten. Wenn jedoch ein interessierendes (betreffendes) analytisches Instrument die Filter nicht unmittelbar in den Plattenzellen abzulesen vermag, müssen die Filter von den Zellen entfernt werden.
Vorgeschlagen wurde auch die Verwendung eines Durchdrückstempels mit einer Flachseite, der in die Zelle und durch das das Retentat (den Filterrückstand) tragende Filterpapier eingeführt wird, um das Filterpapier und das Retentat für anschließende Untersuchung oder Prüfung aus der Zelle in eine Phiole auszutreiben. Dieses System ist mit zwei Hauptproblemen behaftet. Erstens wird dabei nämlich oftmals nur ein Abschnitt des Filterpapier-Umfangs abgeschert, wobei die Filterscheibe an der Zelle hängenbleibt. Zweitens neigt die Flachseite des Stempels zum Entfernen eines Teils des Retentats vom Filterpapier, so daß die anschließende Prüfung ungenau ist. Ein alternatives System verwendet ein hohles Rohr als Stempel zwecks Minimierung der Berührungsfläche des Stempels und Verringerung der Probenmenge, die ungewollt auf den Stempel übertragen wird. In einem anderen System ist das Filter um seinen Umfang herum eingekerbt, um das nachfolgende Ausstanzen zu erleichtern. Ungünstig an diesem System ist, daß das Filterpapier längs der Einkerbung ungewollt aufbrechen oder reißen kann. Zudem sind alle diese Systeme insofern ungünstig, als sie jeweils die physikalische oder körperliche Überführung einzelner Filterscheiben bedingen.
Für einen Zähler, der eine flache Probenanordnung benötigt, wäre es vorteilhaft, die Filterscheiben aus den Zellen unmittelbar auf eine mit Klebmittel beschichtete Folie zu übertragen, um damit die Relativlagen aller Filterscheiben aufrechtzuerhalten. Dieses System ist für bestimmte Membranfilter zufriedenstellend, nicht aber für mehrlagige Filterlaminate, die eine Tendenz zum Auftrennen (Delaminieren) zeigen, so daß nur ein Teil der unteren Filterlage auf das Klebmittel übertragen wird, während die Trägerbahn und die gesamte obere Filterfläche sowie die Probe weiterhin an der Zelle anhaften. Demzufolge wäre es wünschenswert, eine Einrichtung zum Entfernen oder Abnehmen von Retentat und Filterpapier von einer Vielzellenfilterplatte bereitzustellen, welche Einrichtung gewährleistet, daß das Filterpapier ohne Verlust eines Teils des Retentats zum Zwecke nachfolgender Untersuchung vollständig von der Zelle entfernt wird. Ferner wäre es wünschenswert, eine derartige Einrichtung bereitzustellen, die ein gleichzeitiges Entfernen des Filters und des Retentats (Filterrückstands) aus mehreren Zellen auf eine plane Fläche erlaubt, so daß die Verwendung des eine plane Fläche zum Tragen der Proben erfordernden analytischen Geräts begünstigt wird.

ABRISS DER ERFINDUNG

Mit der Erfindung wird ein Mehrloch-, d.h. Vielzellenfiltergerät bereitgestellt, das für die Untersuchung von Mikrolitermengen biologischer und biochemischer Stoffe geeignet ist. Das Filtergerät umfaßt eine Platte mit einer Vielzahl von am einen Ende offenen Zellen, wobei über ein gegenüberliegendes Ende jeder Zelle hinweg eine Filtrationsmembran angeordnet ist. Letztere kann als Einzelschicht oder -lage oder als Laminat ausgebildet sein und ist so geformt, daß sie leicht von der Unterseite der Zelle entfernt bzw. abgezogen werden kann, nachdem die freiliegende Unterseite mit einer Klebefolie kontaktiert worden ist. Die Filtrationsmembran ist so geformt, daß sie um den Gesamtumfang, z.B. den Umfang der Zelle herum wärmeversiegelt oder -verklebt werden kann, und sie weist einen vom Umfang der Versiegelung nach außen ragenden Laschenabschnitt auf. Die Laschenabschnitte an jeder Zelle verlaufen in jeweils praktisch gleicher Richtung, so daß die Membranen nach der Filtration, wenn eine Klebefolie auf die freiliegenden Unterseiten der Filtrationsmembranen aufgesetzt und letztere zum Haften an der Folie gebracht werden, einfach und vollständig von den Zellen abgezogen werden können, indem die Folie in einer Richtung im wesentlichen entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher sich die Laschenabschnitte erstrecken, gezogen wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine auseinandergezogene (perspektivische) Darstellung einer zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeigneten Vakuumanordnung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Filtergerät, einen zweiten Plattenabschnitt dieses Geräts umfassend (zeigend),
Fig. 3 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Geräts im teilweise zusammengesetzten Zustand,
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Mittel zum Entfernen von Filtermembranen nach der Filtration und
Fig. 5 eine Draufsicht zur Darstellung der entfernten, d.h. abgezogenen, an einer Klebefolie positionierten Filtermembranen.

GENAUE BESCHREIBUNG SPEZIFISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Mit der Erfindung wird ein verbessertes Vielzellenfiltergerät mit einer Vielzahl von Membranfiltern geschaffen, welches die Gewinnung von während der Filtration entstandenem Retentat (Filterrückstand) auf den Membranfiltern ermöglicht. Jedes Membranfilter ist so geformt, daß es durch Wärmeversiegeln oder auch -kleben an der Unterseite der Zelle anbringbar ist, und weist einen über den Umfang der Versiegelung nach außen ragenden Laschenabschnitt auf. Die Laschenabschnitte an jedem Membranfilter erstrecken sich allgemein in gleicher Richtung, so daß die Filter, wenn eine Klebefolie an den freiliegenden Unterseiten der Membranfilter angebracht (worden) ist, vollständig von den Zellen abgezogen werden können, indem auf die Klebefolie eine Ziehkraft in einer Richtung im wesentlichen entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher sich die Laschen, wenn sie durch Versiegeln an den Zellen angebracht sind, erstrecken, ausgeübt wird. Da hierbei die das Retentat tragende Filterfläche mit keinem Teil in Berührung gelangt, wird ein Retentatverlust verhindert, und die Retentate können nach Positionierung auf einer flachen Lage oder Folie analysiert werden.
Fig. 1 veranschaulicht eine Vakuumanordnung, die für die gleichzeitige Verarbeitung bzw. Behandlung einer Vielzahl von Testproben jeweils einer Größe von üblicherweise bis zu etwa 400 ul geeignet ist. Die Vakuumanordnung umfaßt eine Basis 2, die als Vakuumkammer dient und einen Schlauchanschluß 3 für den Anschluß einer geregelten externen Vakuumquelle über einen Schlauch 5 aufweist. Im Inneren der Basis 2 sind eine Flüssigkeitssammeleinrichtung 4 mit einer Sammelwanne 6 und/oder einer Auffangplatte 8 mit einer Vielzahl von einzelnen Kammern 9 zum Sammeln bzw. Auffangen von Filtrat angeordnet. Die einzelnen Kammern 9 sind jeweils einer einzelnen Zelle 11 in einer Filtrationsplatte 12 zugeordnet. Ein die Filtrationsplatte 12 über der Flüssigkeitssammeleinrichtung 4 haltender Plattenträger 10 ist durch Dichtungen 14 und 16 getrennt, die beim Vorhandensein einer über den Schlauch 5 ausgeübten Vakuumkraft eine luftdichte Abdichtung herstellen.
Gemäß den Fig. 2 und 3 weist die Platte 12 eine Vielzahl von Zellen 11 auf, an denen durch Wärmeversiegeln oder -kleben Filtermembranen 15 mit Laschenabschnitten 17, die sich im wesentlichen in gleicher Richtung erstrecken, angebracht sind. Die Filtermembranen 15 sind durch Wärmeversiegeln bzw. -kleben an der Unterseite 19 einer Zellenwand 21 angebracht. Die (jede) Zelle 11 verläuft abwärts zu einer solchen Stelle, daß die Membran 15 über einem Aufnahmebehälter 9 positioniert ist, so daß die die Membran 15 passierende Flüssigkeit in den Aufnahmebehälter 9 geleitet wird. Zum Verbinden der Membran 15 mit der Platte 12 kann ein herkömmliches Verbindungsverfahren angewandt werden. Wie z.B. aus Fig. 3 hervorgeht, kann sich die Lasche 17 über eine gewisse Strecke von der Fläche 19 aus über die Zelle 11 hinaus erstrecken. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Lasche sich auch über eine Strecke erstrecken kann, die innerhalb der Zelle oder der Zellenwand liegt. Weiterhin kann die Lasche gewünschtenfalls vom gesamten Umfang der Versiegelung abstehen. Zweckmäßigerweise wird eine zu schmale oder einen scharfen Winkel zur Hauptscheibe bildende Lasche vermieden, um ein Aufreißen über den Mittelteil der Scheibe anstelle eines Abziehens zu vermeiden. Beispielhafte, geeignete mikroporöse Membranen bestehen aus Nitrocellulose, Celluloseacetat, Polycarbonat, Polypropylen und Polyvinylidenfluorid. Wahlweise kann die Membran eine Ultrafiltrationsmembran sein; derartige Membranen eignen sich zum Zurückhalten von kleinen Molekülen einer Größe von nur etwa 100 Dalton und allgemein von Molekülen einer Größe von (bis zu) etwa 2.000.000 Dalton. Beispiele für solche Ultrafiltrationsmembranen sind solche aus Polysulfon, Polyvinylidenfluorid oder Cellulose u.dgl.. Ferner kann die Membran auch aus einem Tiefenfiltermedium, wie Papier oder Glasfaser, bestehen. Darüber hinaus kann die Filtermembran als Laminat oder Schichtstruktur mit einer mikroporösen Membran, die mit einem Gewebe- oder Vliessubstrat (klebend) verbunden ist, geformt sein. Der Laschenabschitt der Membran steht über eine Strecke von etwa 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise etwa 0,2 mm von der Versiegelungslinie ab. Wenn das Hauptmaß oder die Hauptlänge des Laschenabschnitts zu klein ist, neigt die Membran beim Abziehen von den Zellen 11 zu einem Einreißen.
Die Membranen mit den Laschenabschnitten können auf herkömmliche Weise hergestellt werden, beispielsweise durch Wärmeversiegeln oder -kleben einer Membranfolie an den Unterseiten der Zellen 11 und anschließendes Schneiden der Membranfolie z.B. mittels eines Lasers in die gewünschten Formen. Hierauf kann eine Filtration durchgeführt werden.
Gemäß Fig. 4 wird nach Abschluß der Filtration, so daß an den innerhalb der Zellen 11 liegenden Membranflächen Retentat positioniert ist, eine Klebefolie 25 an der retentatfreien Unterseite 23 der Membran 15 so angebracht, daß sowohl die Filtratabschnitte als auch die Laschenabschnitte 17 der Membran 15 an der Folie 25 haften. Hierauf wird die Folie 25 in Richtung eines Pfeils 27 gezogen, d.h. in der Richtung, die um etwa 180º zur Erstreckungsrichtung der Laschenabschnitte 17 entgegengesetzt ist. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, haften die Membranen 15 mit den Laschenabschnitten 17 an der flachen Folie 25 an, so daß die einzelnen Retentate darauf für die Analyse zugänglich sind.

Claims

1. Filtergerät, umfassend:

eine Platte (12) mit einer Vielzahl von Zellen (11), die ein offenes erstes Ende zum Einführen von Flüssigkeit in die Zelle (11), ein zweites Ende und eine um das zweite Ende herum angeordnete Außenumfangsfläche (19) aufweisen, (und)

eine mit der Umfangsfläche (19) jeder Zelle (11) (klebend) verbundene Filtermembran (15) einer solchen Form, daß sie mit der gesamten Umfangsfläche (19) versiegelt bzw. verklebt werden kann, und mit einem Laschenabschnitt (17), der vom Versiegelungsumfang nach außen ragt, wobei alle Laschenabschnitte (17) in der gleichen Richtung verlaufen, so daß dann, wenn nach der Filtration eine Klebefolie (25) an den freiliegenden Unterseiten der Filtermembranen (15) angebracht wird, um diese an der Folie (25) haften zu lassen, die Membranen (15) durch (Ab-)Ziehen der Folie (25) in einer Richtung entgegengesetzt zur Erstreckungsrichtung der Laschenabschnitte (17) leicht und vollständig von den Zellen (11) abziehbar sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Filtermembran (15) eine mikroporöse Membran ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Filtermembran (15) eine Ultrafiltrationsmembran ist.

4. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Filtermembran (15) ein Tiefenfilter ist.

5. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Filtermembran (15) ein Laminat ist.