DE69206136T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Trennung von Flüssigkeitsproben. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betriffi eine Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeitsproben mit einem Probenaufnahmegefäß, das eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung aufweist, zwischen denen eine Trennschicht angeordnet ist, wobei die Auslaßöffnung mit einem Auslaßröhrchen verbunden und von diesem umgeben ist, und wobei die Vorrichtung ferner ein Auffangbehältnis mit einer Öffnung für die durch das Auslaßröhrchen austretende Flüssigkeit aufweist.
• Mehrbehälter-Filtervorrichtungen sind in US-A4,777,021 und US-A4,427,415 offenbart. Beiden bekannten Vorrichtungen gemeinsam ist der Umstand, daß die die Trennschichten durchdringenden Flüssigkeitstropfen der Proben in ein gemeinsames Auffangbehältnis gelangen, das Teil einer Unterdruckkammer ist, die durch eine die einzeln matrixförmig angeordneten Probenaufnahmegefäße miteinander verbindende Trägerplatte dicht verschlossen ist. Bei der bekannten Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeitsproben ist der von bzw. in der Trennschicht zurtickgehaltene Bestandteil der Probe von Interesse für die nachfolgenden Untersuchungen. Die die Trennschicht durchdringende Flüssigkeit ist für die weitere Analyse "verloren". Für die Trennung bei der chemischen oder der Biopolymerpräparation von Proben ist es jedoch oft erforderlich, die die Trenn- oder Filterschicht durchdringende oder aus der Filterschicht durch Aufbringen von Lösungsmitteln ausgewaschenen bzw. gelösten Probenbestandteile einzeln und getrennt voneinander auffangen zu können. Das läßt sich mit den bekannten Vorrichtungen nicht realisieren.
• Aus US-A4,902,48l ist eine Mehrbehälter-Filtervorrichtung flir Assays in Mikroliter- Mengen bekannt. Die Vorrichtung ist ein Filter, das in jedem Behälter auf einer Platte mit einem in der Platte angeordneten offenen Auslaßröhrchen positioniert ist. Das Auslaßröhrchen weist auf seiner Außenfläche einen Stutzen auf, der sich senkrecht zur vertikalen Achse des Auslaßröhrchens erstreckt. Der Stutzen verhindert das Aufsteigen von Flüssigkeitstropfen vom offenen Ende des Auslaßröhichens entlang der Außenfläche desselben.
• Die einzelnen Auffangbehältnisse der Vorrichtung nach US-A-4,902,481 haben lediglich einen geringen Abstand voneinander. Aufgrund des Abstands der Auffangbehältnisse von den Probenaufhamnegefäßen besteht die Gefahr, daß Teile eines Flüssigkeitstropfens, der von dem unter einem Probenaufnahmegefäß angeordneten Auffangbehältnis aufgenommen werden soll, in ein benachbartes Auffangbehältnis gelangt und dessen Filtrat kontaminiert. Ferner ist die Tropfenbildung bei der bekannten Vorrichtung nach US-A4,902,481 nicht gleichmäßig. Sie ist insbesondere dann nicht gleichmäßig, wenn die Unterdruckkammer kurzzeitig belüftet wird, um den in ihr untergebrachten Satz von Auffangbehältnissen gegen einen neuen auszuwechseln. Bei der Belüftung der Unterdruckkammer kann die Unterseite der Steckplatte mit Flüssigkeitstropfen benetzt werden. Bei anschließender Erzeugung eines Unterdrucks bilden sich nun relativ große Tropfen, da die angesaugte Flüssigkeit aufgrund der Benetzung der Unterseite sich entlang dieser ausbreitet. Hierbei kann der Tropfen bis zum Ringrand reichen, wo er über den Spalt zwischen Ringrand und Auffangbehältnis abgesaugt wird. Die Flüssigkeit gelangt also nicht in das gewünschte Auffangbehältnis, sondern unter Umständen in ein benachbartes Auffangbehältnis (Kontamination) bzw. läuft außen an dem jeweiligen Auffangbehältnis enilang. Kontaminationen der von den Auffangbehältnissen aufgefangenen Flüssigkeitstropfen sind insbesondere bei der Biopolymerseparation von Flüssigkeitsproben nicht tolerierbar, da hier die Untersuchung von Nukleinsäuren und Proteinen nach vorheriger Durchflihlung mehrerer (25 bis 40) selbstreplizierender Zyklen, z.B. In der Polymerase Chain Reaction (PCR), durchgefhhrt wird, mithin sich bereits geringfügige Kontanünationen Verunreinigungen von 1 : 1000) vervielfachen und damit zu fehlerhaften Ergebnissen bei der anschließenden Analyse führen.
• In EP-A-0 321 064 ist eine Flaschen-Filtervorrichtung offenbart, die aus den jeweils separat hergestellten Elementen Trichter oder Behälter, Adapter und Flasche oder Auffangbehältnis besteht. Das Behältnis weist ein Auslaßröhrchen auf, auf dem der Adapter angeordnet ist. Der Adapter 12 weist einen zylindrischen Bereich 70 auf, der das Auslaßröhrchen mit radialem Abstand umgibt. Ferner liegt der Adapter 12 luftdicht schließend an der Unterseite des Bodens des Behältuisses 10 an. Ein Aufhahmebereich 100 des Adapters nimmt das Auffangbehältnis auf. Somit ist zwischen dem Probenaufnahmegefäß 10 und dem Auffangbehältnis ein Zwischenstück, namlich der Adapter, angeordnet. Anders ausgedrückt: das Auffangbehältnis berührt das Probenaufhahmegefäß nicht.
• Die vorliegende Erfindung schaffi eine Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeitsproben mit einem Probenaufnahmegefäß, das eine Einlaßöffiiung und eine Auslaßöffnung aufweist, zwischen denen eine Trennschicht angeordnet ist, wobei das Probenaufnahmegefäß eine Bodenwand, ein Auffangbehältnis für durch die Auslaßöffiiung austretende Flüssigkeit, das eine rohrförmige Wand mit einem eine Öffnung definierenden Wulst hat, und ein Auslaßröhrchen aufweist, das sich an die Auslaßöffnung anschließt und dieses umgibt, und wobei das Auffangbehältnis an wenigstens dem Probenaufnahmegefäß und/oder dem Auslaßröhrchen in der Nähe des Wulsts anliegt, ohne einen luftdichten Verschluß zu bilden, und wobei sich ein Ende des Auslaßröhrchens durch die Öffnung des Auffangbehältnissen und in dieses hinein erstreckt.
• Zum Trennen von Flüssigkeitsproben in ihre einzelnen Bestandteile, Reinigen bestimmter Komponenten der Flüssigkeitsprobe oder auch Filtern der Flüssigkeitsproben wird die Flüssigkeitsprobe, die eine Losung, eine kolbide Dispersion oder eine Suspension sein kann, in ein Probenaufnahmegefaß eingebracht (pipettiert), wo sie eine Filterschicht (Filterpapier, Glasfritte, Membran oder Material mit selektiver Adsorptionseigenschaft) durchdringt und über eine Auslaßöffnung gegebenenfalls tropfenweise in ein mit Abstand unter dem Probenaufnahmegefäß angeordnetes Auffangbehältnis gelangt. Das Probenaufnahmegefäß und das Auffangbehältnis sind im allgemeinen röhrenförmig ausgebildet, wobei die Filterschicht auf der mit der Auslaßöffnung versehenen stirseitigen Bodenwand des Probenaufhahmegefäßes aufliegt. Die Auslaßöffnung hat einen Durchmesser von einigen wenigen 1/10 mm. Mehrere derartige Probenaufnahmegefäße sind nebeneinander in Reihen und Spalten angeordnet und über eine Trägerplatte miteinander verbunden. Das Durchdringen der Filterschicht erfolgt insbesondere durch Ansaugen der Flüssigkeitsprobe infolge eines Unterdrucks. Zu diesem Zweck wird eine einem Unterdruck aussetzbare Kammer mit der die Probenaufnahmegefäße haltenden Trägerplatte luftdicht verschlossen. Innerhalb der Kanuner befinden sich die den Probenaufhahmegefaßen zugeordneten Auffangbehältnisse, die in einem Gestell untergebracht und gehalten sind. Derartige Apparaturen werden beispielsweise in medizinisch-technischen Labors zum gleichzeitigen Filtern von einer Vielzahl von Flüssigkeitsproben niehrerer Patienten eingesetzt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeiten der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine Kontamination der von dem Auffangbehältnis aufgefangenen Flüssigkeit unterbunden wird.
• Die vorliegende Erfindung sieht vor, daß das Probenaufhahmegefäß mit einem das Auslaßröhrchen umgebenden Ringstutzen ausgebildet ist, der kürzer ist als das Auslaßröhrchen. Das Auffangbehältnis kann lose (d.h. proximal, jedoch nicht eng oder fest angebracht) mit dem Stutzen verbunden sein. Durch die lose Verbindung des Auffangbehältnisses mit dem Stutzen entsteht ein schmaler luftdurchlässiger Spalt (Belüftung). Der Stutzen und das Auffangbehältnis bilden somit eine Spielpassung. Der das Auslaßröhrchen koaxial umgebende Stutzen wirkt als Schutz und bewirkt eine weitere Verringerung der Gefahr des Austretens von Flüssigkeiten oder Aerosolen aus dem Auffangbehältnis. Vorzugsweise ist der Stutzen ungefähr halb so lang wie das Auslaßröhrchen. Das probenaufhahmegefäß, das Auslaßröhrchen und der Stutzen sind vorteilhafterweise einstückig ausgebildet.
• Das Probenaufnahmegefaß mit den daran angeformten Auslaßröhrchen und Stutzen sowie das Auffangbehältnis sind vorzugsweise Spritz-Kunststoffieile. Dies betriffi auch den Fall, in dem mehrere Probenaufnähmegefäße auf einer gemeinsamen Trägerplatte angeordnet sind (sogenannte Mikro-Titer-Platte).
• Erfindungsgemäß liegt der Rand der Öffnung des Auffangbehältnisses am Probenaufnahmegefäß und/oder am Auslaßröhrchen an, ohne dadurch luftdicht verschlossen zu sein, und das Ende des Auslaßröhrchens ragt durch die Öffnung des Auffangbehältnisses hindurch bis in dieses hinein. Die Flüssigkeits-(Tropfen-)Abgabestelle des Probenaufnahmegefäßes und die Berühnmgsfläche von Probenaufnahmegefäß und Auffangbehältnis liegen somit nicht in ein und derselben Horizontalebene, sondern weisen einen Höhenabstand voneinander auf, der derart bemessen ist, daß ein am Ende des Auslaßröhrchens sich bildender Tropfen nicht in den Bereich der Berührungsfläche gelangt. Das Ende des Auslaßröhrchens ist dabei unterhalb der Berruungsfläche angeordnet.
• Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ragt das die Auslaßöffnung umgebende Auslaßröhrchen bis weit in das Auffangbehältnis hinein. Der Innendurchmesser des Auslaßröhrchens beträgt zwischen 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise ca. 0,5 mm. Das Auslaßröhrchen hat eine Länge - von der Unterseite der Bodenwand gerechnet - von 5 bis 20 mm, vorzugsweise etwa 6 mm. Insgesamt liegt damit das Verhältnis aus Innendurchmesser des Auslaßröhrchens zur Lange des Auslaßröhrchens zwischen 0,005 bis 0,2, vorzugsweise bei ca. 0,08. Zu allen Seiten um das Ende des Auslaßröhrchens (Flüssigkeits- bzw. Tropfenabgabestelle) herum ist dieses gegenüber einem benachbarten Auffangbehältnis durch die Wandung des dem Auslaßrohr zugeordneten Auffangbehältnisses abgeschirmt. Eine Kontamination wird damit so gut wie ausgeschlossen. Ein übriges trägt die Berührung des Auffangbehältnisses im Bereich seiner Öffnung mit dem Probenaufhahmegefäß bei. Absolut luftdicht sollte diese Berührung nicht sein, da in dem Auffangbehältnis ein Unterdruck (weniger als 1 Atmosphäre) erzeugt werden und aufrechterhalten bleiben muß. Ideal wäre es, wenn zwischen Auffangbehältnis und Probenaufnahmegefäß ein Luftaustausch möglich ist, ohne daß Flüssigkeit oder Aerosole austreten können.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere geeignet flir die oben beschriebenen Apparaturen, bei denen die zu "trennenden" Flüssigkeitsproben mit Unterdruck durch die Filterschicht hindurch gesaugt und von den Auffangbehältnissen tropfenweise aufgefangen werden. Der nicht gänzlich luftdichte Abschluß des Auffangbehältnisses gegenüber der Umgebung sollte aber auch dann gegeben sein, wenn nicht mit Unterdruck gearbeitet wird, sondern die Flüssigkeit auf andere Weise, z.B. mittels einer Zentrifuge, durch die Filterschicht gedrückt wird. Die dabei in das Auffangbehältnis gelangende Flüssigkeit würde zu einem Druckatieg im Auffangbehältnis führen, wenn dieses luftdicht verschlossen wäre. Daher ist auch hier ein nicht luftdichter Abschluß des Auffangbehältnisses wünschenswert.
• Vorteilhafterweise ist die Auslaßöffnung in der Bodenwand des Probenaufnahmegefäßes angeordnet, wobei das Auffangbehältnis mit dem Rand seiner Öffnung an der Bodenwand anliegt. Das Auffangbehältnis umgibt hierbei nicht das Probenaufiiahmegefäß seitlich, sondern ist gänzlich unterhalb des Probenaufnahmegefäßes angeordnet. Das Auffangbehältnis und das Probenaufhahmegefäß sind vorzugsweise als einige wenige Zentimeter lange Röhren ausgebildet und bestehen aus Kunststoff. Eine Stimwand der Probenaufnahmegefäß-Röhre ist offen und stellt die Einlaßöffnung dar, während die andere Stirnwand bis auf ein kleines Loch verschlossen ist. Auf dieser die Bodenwand bildenden Stirnwand liegt die Filterschicht auf, die somit von der Bodenwand gestützt wird. Sofern das Material der Filterschicht selbsttragend ist (z.B. bei einer Glasfritte), ist die Stützung an der Bodenwand nicht erforderlich.
• Wie bereits oben erwähnt, ist die Erfindung insbesondere bei Apparaturen anwendbar, bei denen mehrere Probenaufnahmegefäße dicht nebeneinanderliegend angeordnet sind, so daß die gleichzeitige Trennung mehrerer Flüssigkeitsproben ermöglicht wird. Die Probenaufnhhmegefaße sind entweder in einer einzigen Reihe nebeneinanderliegend angeordnet und miteinander verbunden (Probenaufnahmegefäß-Streifen) oder aber in einer zweidimensionalen Matrix in Reihen und zu diesen orthogonalen Spalten angeordnet und miteinander verbunden, wobei in jedem dieser Fälle jedem Probenaufnahmegefäß ein Auffangbehältnis zugeordnet ist. Da die Probenaufnahmegefäße Wand an Wand anliegen und röhrenförmig sind, ist der Stutzen zum Aufstecken eines Auffangbehältnisses auf ein Probenaufnahmegefäß im Durchmesser vorzugsweise kleiner als der Durchmesser des röhrenförmigen Probenaufnahmegefäßes. Das hat den Vorteil, daß benachbarte Probenaufhahmegefäße nicht auf Abstand gehalten werden müssen, um zwischen ihnen ausreichend Platz für die aufsteckbaren Auffangbehältnisse zu schaffen. Die relativ hohe Packungsdichte der Probenaufriahmegefäße, wie sie von den obigen Apparaturen her bekannt ist (auf einer Fläche von etwa 100 cm² sind auf den im Stand der Technik bekannten Mikrofilter-Platten 96 Proberaufnahmegefabe untergebracht), kann hierbei beibehalten werden. Die Längenabmessungen einer Mikrotitterstandard-Platte beträgt ca. 12,3 cm und 8,2 cm.
• Mit der erfindungsgeniäßen Vorrichtung läßt sich eine physikalische, chemische oder Biopolymertrennung und/oder -Reinigung von pflanzliche, tierische oder menschliche Zellen beinhaltenden Flüssigkeiten, insbesondere die Trennung von Nukleinsäuren und/ oder Proteinen der Zellen durchführen. Hierzu durchdringt die Flüssigkeit in dem Probenaufnahmegefäß eine Schicht aus selektiv adsorbierendem Material, wobei die die Schicht verlassende Flüssigkeit in das Auffangbehältnis gelangt. Vorzugsweise weist die Schicht des selektiv adsorbierenden Materials chromatographische Eigenschaften auf, beispielsweise Ionenaustauscher-Eigenschaften oder affinitätschromatographische Eigenschaften, wenn die Schicht entsprechende Affinitätsliganden trägt. Eine bevorzugte Trennschicht weist eine fibrillierte Polytetrafluorethylen-Matrix mit darin eingebetteten sorptiven derivatisierten Siliziumdioxid-Partikeln, wie sie in US-A-4 810 381 und US-A4 699 717 offenbart sind. Anschließend wird das Auffangbehältnis gegen ein neues ausgetauscht und auf die Schicht wird eine ein Lösungsmittel enthaltende Flüssigkeit gegeben, die einen bestimmten Anteil des in der Schicht adsorbierten Materials löst, so daß dieses in das Auffangbehältnis gelangt. Dabei ist entscheidend, daß dieses gelöste Material kontaminationsfrei aufgefangen wird, wobei diese Kontaminationsfreiheit auch dann noch gewährleistet ist, wenn mit Unterdruck gearbeitet wird und mehrere Probenaufnahmegefäße mit ihren Auffangbehältnissen dicht nebeneinanderliegend verwendet werden. Das Belüften der Unterdruckkammer beim Auswechseln der Auffangbehältnisse wirkt sich, wie bereits eingangs erwähnt, nachteilig auf die Tropfenbildung aus. Ein derartiges Austauschen der Auffangbehältnisse ist jedoch bei der Biopolymerpräparation erforderlich, da durch die mehrfache Zugabe von jeweils unterschiedliche Lösungsmittel enthaltenden Flüssigkeiten jeweils unterschiedliche in der Schicht adsorbierte Materialien gelöst und aufgefangen werden müssen. Die unterschiedliche Tropfenbildung ist, wie dem Fachmann ersichtlich, insbesondere auf die Benetzung der Unterseite des Probenaufnahmegefäßbodens zurückzuführen. Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Tropfenabgabestelle aufgrund des langgestreckten Auslaßröhrchens weit nach unten verlegt ist, wird dieser negative Einflußfaktor für die unterschiedliche Tropfenbildung ausgeschlossen.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Filterschicht mittels eines Halterings an der Bodenwand des Probenaufnahmegefäßes anliegend gehalten. Der Haltering ist in dem Probenaufnahmegefäß eingesetzt, wobei er mit Spannung gegen die Innenseite des Probenaufnahmegefaß drückt. Der Ring besteht aus einem gummiartigen, vorzugsweise Kunststoffmaterial.
• Die Filterschicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein. Bevorzugte Trennschichten weisen eine fibrillierte Polytetrafluorethylen- Matrix mit darin eingebetteten sorptiven Partikeln auf, wie sie zum Beispiel in US-A4 810 381 offenbart ist. Insbesondere kann die Filterschicht aus zwei porösen Fixiereinrichtungen, insbesondere Fritten, mit dazwischenliegenden Partikeln bestehen. Vorzugsweise haben die insbesondere in Form von Schüttgut eingebrachten Partikel chromatographische Eigenschaften, wie sie oben beschrieben sind. Die Partikel bestehen aus einem Material, das auf Silikagel, Dextran oder Agarose basiert. Die Fritten bestehen beispielsweise aus Glas, Polyethylen (PE) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) und weisen eine Porosität von ca. 0,1 bis 250 µm, vorzugsweise ca. 100 µm auf.
• Die Dicke der Partikelschicht beträgt ca. 1 bis 10 mm, vorzugsweise ca. 2,5 mm, bei einer Partikelgröße von 1 bis 300 µm, vorzugsweise 16 bis 23 µm.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Filterschicht eine Trägermembran auf, in die die adsorbierenden bzw. chromatographischen Partikel eingebettet sind. Da die Trägermembran relativ brüchig ist und deshalb die Gefahr besteht, daß sie bei Aufbringen eines Unterdruckes bricht (relativ hoher Differenzdruck), wird unterhalb der Trägermembran eine Stützgewebe-Schicht angeordnet, die die Trägermembran gegen den Boden des Probenaufnahmegefäßes abstützt und vorzugsweise aus einem Vlies-Stoff aus Polyalkylen-Fasern, wie zum Beispiel Polypropylen- oder Polyethylen- Fasern besteht.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf die hier angegebenen Abmessungen der einzelnen Teile nicht beschränkt. Grundsätzlich läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung in jeder beliebigen Größe herstellen, wobei auch die oben beschriebene Weiterbildung der Erfindung zum gleichzeitigen Trennen einer Vielzahl von Proben prinzipiell nicht auf die dort angegebenen Abmessungen und sonstigen Zahlenangaben beschränkt ist.
• Nachfolgend werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
• Fig. 1 - ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt,
• Fig. 2- in Seitenansicht eine Apparatur, bei der mittels Unterdruck die in einer Vielzahl von Probenaufnahmegefäßen befindlichen Flüssigkeitsproben durch die Filterschichten hindurch gesaugt und in den einzelnen Probenaufhahmegefaben zugeordneten Auffangbehältnissen aufgefangen werden, und
• Fig. 3 - eine Abdeckplatte für die Apparatur nach Fig. 5, von der mehrere in einer Reihe nebeneinanderliegend angeordnete Probenaufnahmegefaße aufgenommen werden.
• Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung 10 ein röhrenförmiges Probenaufnahmegefäß 12 auf, dessen oberes stirnseitiges Ende 14 offen ist und die Einlaßöffnung 16 des Probenaufnahmegefäßes 12 darstellt. Diese Einlaßöffnung 16 erstreckt sich über die gesamte obere Stirnseite des röhrentörmigen Gefaßes. Die untere Stirnseite 18 ist mit einer kreisrunden Bodenwand 20 versehen. In der Bodenwand 20 ist eine zentrale Auslaßöffnung 22 in Form eines Loches ausgebildet, das einen Durchmesser von einigen 1/10 mm (0,2 - 0,9 mm, vorzugsweise 0,4 - 0,6 mm) aufweist. An der Unterseite der Bodenwand 20 ist ein konisches Auslaßröhrchen 24 angeformt, das die Auslaßöffnung 22 umschließt und sich in axialer Richtung des Probenaufhahmegefäßes 12 erstreckt. Das Auslaßröhrchen 24 verjüngt sich zu seinem freien Ende 26 hin und hat eine Länge von bis zu 2 cm (vorzugsweise 0,1 - 1 cm, höchst vorzugsweise 0,2 - 1 cm) bei einem (gegebenenfalls zum Ende hin abnehmenden) Durchmesser von 0,3 bis 2,0 mm. Innerhalb des Probenaufnahmegefäßes 12 ist eine Filterschicht 28 angeordnet, die aus einem selektiv adsorbierenden Material besteht. Die Schicht 28 liegt auf der Bodenwand 20 des Probenaufhahmegefäßes 12 auf und überdeckt dabei die Auslaßöffnung 22. Die Schicht 28 wird durch einen gummiartigen, vorzugsweise Kunststoff-Haltering 30, der gegen die Innenwand des Probenaufnahmegefäßes 12 andrückt, an der Bodenwand 20 gehalten. Die Schicht 28 erlaubt die selektive Adsorption von Inhaltsstoffen, insbesondere von Nukleinsäuren und Proteinen in Flüssigkeiten, in denen vollständige pflanzliche, tierische oder menschliche Zellen oder Teile davon enthalten sind.
• Unterhalb des röhrenförmigen Probenaufhahmegefäßes 12 beflndet sich ein Auffangbehältnis 32, das vorzugsweise ebenfalls röhrenförmig ist und die Form eines Reagenzglases aufweisen kann. Der Bodenbereich des Auffangbehältnisses 32 kann dabei auch sich konisch nach unten verjüngend ausgestaltet sein. Der Durchmesser des Auffangbehältnisses 32 entspricht in etwa demjenigen des Probenaufnahmegefäßes 12; das Auffangbehaltnis 32 weist vorzugsweise etwa die 1 1/2-fache axiale Länge des Probenaufnahmegefäßes 12 auf. An seinem oberen Ende 34 ist das Auffangbehältnis 32 offen; dieses offene Ende bildet die Öffnung 36 des Auffangbehältnisses 32. Das Auffangbehältnis 32 liegt mit seinem die Öffnung 36 begrenzenden Öffnungsrand 38 an der Unterseite der Bodenwand 20 des Probenaufnahmegefäßes 12 an. Dabei schließt der Öffiiungsrand 38 nicht luftdicht mit der Bodenwand 20 ab; vielmehr ist bei gegen die Bodenwand 20 anstoßendem Auffangbehältnis 32 noch ein Luftaustausch zwischen dem Inneren des Auffangbehältnisses 32 und dessen Umgebung möglich. Dieser Luftaustausch ist erforderlich, wenn die Vorrichtung 10 in einer Apparatur eingesetzt wird, bei der mittels Unterdruck die Probenflüssigkeit durch die Filterschicht 28 hindurch in das Auffangbehältnis 32 gesaugt wird. Die Halterung oder Stützung des Auffangbehältnisses 32 ist in Fig. 1 der Einfachheit halber nicht dargestellt; eine mögliche Abstützung wird im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben werden.
• Wie anhand von Fig. 1 zu erkennen ist, ragt das Auslaßröhrchen 24 bis weit, d.h. einige Millineter bis einige Zentimeter, in das Innere des Auffangbehältisses 32 hinein. Ein sich am Ende 26 des Auslaßröhrchens 24 bildender Tropfen befindet sich demzufolge nicht im Bereich des Öffnungsrandes 38, wo er aufgrund des nicht vollständigen Abschlusses des Auffangbehältnisses 32 gegenüber dem Probenaufnahmegefäß 12 austreten könnte. Die Kontaminationsgefahr bei dicht nebeneinander angeordneten Vorrichtungen 10 ist also weitestgehend ausgeschlossen, da zwischen der Tropfenabgabestelle (freies Ende 26 des Auslaßröhrchens 24) und der Öffnung 36 des Auffangbehältnisses 32 ein ausreichender axialer Abstand gegeben ist.
• An der Unterseite der Bodenwand 20 des Probenaufnahmegefäßes 12 ist ein kragenartiger axial abstehender Ringstutzen 40 angeformt, der das Auslaßröhrchen 24 koaxial umgibt. Der Stutzen 40 ist kürzer als das Auslaßröhrchen 24, letzteres ragt also nach unten, vorzugsweise um etwa seine halbe Länge, über das Ende des Stutzens 40 über. Von außen auf den Stutzen 40 aufgesetzt ist das Auffangbehältnis 32, dessen Innenwand mit der Außenseite des Stutzens 40 in loser Berührung steht; zwischen dem Stutzen 40 und dem Auffangbehaltnis 32 besteht also eine Spielpassung, die den nicht luftdichten Abschluß des Auffangbehältnisses gewährleistet, ein Austreten von Flüssigkeit aus dem Auffangbehältnis 32 aber erschwert. In Fig. 1 ist die Spielpassung übertrieben als ein am Luftaustausch zwischen dem Inneren des Auffangbehältnisses 32 und der Umgebung ermöglichender Ringspalt 41 dargestellt. Der Stutzen 40 hat primär nicht die Aufgabe, das Auffangbehältnis 32 am Probenaufnahmegefäß 12 zu halten, sondern dient in erster Linie dazu, eine Barriere gegen das Austreten von Flüssigkeit aus dem Auffangbehältnis 32 zu bilden. Der Stutzen 40 hat vorzugsweise eine Länge von ca. 4 mm und einen Durchmesser von 5 bis 8 mm, vorzugsweise 6,5 mm. Das Auslaßröhrchen 24 ragt um mehr als 2 mm nach unten über den Stutzen 40 über, weist also eine Länge von 6 mm und mehr auf. Das Probenaufnahmegefäß 12 und das Auffangbehältnis 32 weisen einen Außendurchmesser von etwa 8 mm auf. Bei diesen Abmessungen lassen sich 96 matrixförmig angeordnete Probenaufnahmegefäße mit gegenseitigem Abstand von ca. 1 mm auf einer gemeinsamen Trägerplatte mit Mikrotitterplatten-Standard unterbringen. Die Länge, um die das Auslaßröhrchen 24 über den Stutzen 40 nach unten übersteht, sollte mindestens gleich der Hälfte des Durchmessers des größtmöglichen Flüssigkeitstropfens sein.
• Wie in Fig. 1 bei 42 angedeutet, ist die Bodenwand 20 eines Probenaufhahmegefäßes 12 Teil einer Trägerplatte, über die eine Vielzahl von Probenaufiiahmegefäßen 12 miteinander verbunden sind. Bei der Trägerplatte 42 handelt es sich z.B. um eine Mikrotitter-Platte, mit der 96 Probenaufhahinegefaße 12 einstückig verbunden sind. Die Trägerplatte 42, die Probenaufnahmegefäße 12, die Auslaßröhrchen 24 und der Stutzen 40 sind einstückig miteinander verbunden und als Kunststoffspritzteil gefertigt. Die Trägerplatte 42 verschließt in bekannter Weise eine Unterdruckkarnmer, in der die Auffangbehältnisse 32 untergebracht sind.
• Da die Tropfenabgabestelle (unteres Ende 26 des Auslaßröhrchens 24) in zum Durchmesser eines Flüssigkeitstropfens von typischerweise ca. 50 µl relativ großem Abstand zur (Unterseite der) Bodenwand 24 und damit zur Berührungsfläche zwischen Probenaufnahmegefäß 12 und Auffangbehältnis 32 angeordnet ist, berührt ein Flüssigkeitstropfen die Bodenwand 24 bzw. den Stutzen 40 auch nach einer Belüftung der Unterseite der Bodenwand 24 und des Auffangbehältnisses 32 nicht. Der Flüssigkeitstropfen wird demzufolge vollständig von dem darunter angeordneten Auffangbehältnis aufgenommen und gelangt nicht in den Bereich außerhalb dieses Auffangbehältnisses, so daß eine Kontamination der in einem benachbarten Auffangbehältnis enthaltenden Flüssigkeit so gut wie ausgeschlossen ist.
• In den Fign. 2 und 3 ist eine Apparatur bzw. Teile derselben dargestellt, bei der die in einer Vielzahl von Probenaufahmegefäßen befindlichen Flüssigkeitsproben mittels Unterdruck durch die Filterschichten hindurch in mehrere Auffangbehältnisse gesaugt werden. Jedem Probenaufnahmegefäß ist dabei ein Auffangbehältnis zugeordnet. Die Apparatur 43 weist ein rechteckiges Gehäusebodenteil 44 auf, das nach oben hin offen ist und in dessen die Öffnung begrenzenden Rand eine Dichtungsringschnur 46 eingelassen ist. In einer der Seitenwände des Gehäusebodenteils 44 ist ein Anschlußstutzen 48 für den Ansaugsehlauch 49 einer (nicht dargestellten) Vakuumpumpe eingebracht. In dem Gehäusebodenteil 44 ist ein Gestell 50 untergebracht, in dem mehrere in Reihen und Spalten nebeneinanderliegend angeordnete Aufnahmeöffnungen angeordnet sind, in denen die Auffangbehältnisse 32 eingesteckt und gehalten sind.
• Auf das Gehäusebodenteil 44 aufgesetzt ist ein Trägerrahmenteil 52, das auf der Dichtungsringschnur 46 aufliegt. Durch geeignete Ausgestaltung des Trägerrahmenteils 52 und des Gehäusebodenteils 44 wird eine seitliche Verschiebung des Trägerrahmenteils 52 relativ zum Gehäusebodenteil 44 verhindert. Das Trägerrahmenteil 52 trägt einen rechteckigen Materialblock 54 (im allgemeinen aus Kunststoffmaterial), der mit seinem Randbereich auf einer Dichtungsringschnur 56 aus Gummi aufliegt, die am Trägerrahmenteil 52 befestigt ist. In dem Materialblock 54 sind eine Vielzahl von in Reihen und Spalten angeordneten vertikalen Sackbohrungen 58 (Bohrlöcher) vorgesehen, die Probenaufnahmegefäße bilden. Die Positionen der Bohrungen 58 entsprechen denjenigen der Auffangbehältnisse 32 in dem Gestell 50. Jede Bohrung 58 fluchtet also mit einem Auffangbehältnis 32.
• Die unteren Enden der Bohrungen 58 sind bis auf einen kleinen zentralen Kanal (Öffnung) verschlossen. Auf dem Boden der Bohrlöcher 58 sind die Filterschichten angeordnet, wobei sie die Bodenlöcher überdecken. Auf der den Auffangbehältnissen 32 zugewandten Unterseite des Materialblockes 54 ist pro Loch ein konisches Auslaßröhrchen 60 vorgesehen, das bei auf das Trägerrahmenteil 52 aufgesetztem Materialblock 54 in das zugehörige Auffangbehältnis 32 hineinragt. Dabei liegt der Öffnungsrand des Auffangbehältnisses an der Unterseite des Materialblockes 54 an. Die Bertihrung eines Auffangbehälmisses 32 mit der Unterseite des Materialblockes 54 kann auf die in Fig. 1 dargestellte Weise erfolgen.
• An zwei gegenüberliegenden Außenwänden des Gehäusebodenteils 44 ist jeweils ein Hakenbügel 62 vorgesehen, mit denen ein Spannbügel 64 festziehbar ist, der den Materialblock 54 überspannt und gegen das Trägerrahmenteil 52 sowie dieses gegen das Gehäusebodenteil 44 drückt. Infolge der Dichtungsringschnüre 46 und 56 ist damit der von dem Gehäusebodenteil 44, dem Trägerrahmenteil 52 und dem Materialblock 54 begrenzte Raum 66 luftdicht verschlossen. Bei Erzeugung eines Unterdrucks im Raum 66 werden in den Bohrlöchern 58 befindliche Flüssigkeitsproben durch die jeweiligen Filterschichten hindurch angesaugt, wobei sie über die Auslaßröhrchen 60 in die jeweiligen Auffangbehältnisse 32 gelangen. Wegen des "flüssigkeitsdichten" Abschlusses der Auffangbehältnisse 32 ist Kontaminationsfreiheit gesichert.
• In Fig. 3 ist eine Lochplatte 68 dargestellt, die anstelle des Materialblocks 54 der Apparatur 42 nach Fig. 2 eingesetzt wird, wenn ein Probenaufnahmegefäßstreifen 70, der aus mehreren in einer Reihe nebeneinander angeordneten und miteinander verbundenen Probenaufnahmegefäßen 12 besteht, verwendet wird. In dem in Fig. 3 dargestellten Fall sind acht Probenaufnahmegefäße 12 zum Probenaufnahmegefäßstreifen 70 zusammengefaßt. Die miteinander verbundenen Probenaufnahmegefäße 12 sind von einem rechtwinklig zur axialen Erstreckung der Probenaufnahmegefäße 12 verlaufenden Flansch 72 umgeben. Der Flansch 72 ist etwa in Höhe der Mitte der Probenaufnahmegefäße 12 angeordnet. Der Probenaufhahmegefäßstreifen 70 wird auf die Lochplatte 68 aufgesteckt, wobei der untere Teil der Probenaufnahmegefäße 12 die Löcher 74 durchdringen, bis die Unterseite des Flansches 72 auf der Oberseite der Lochplatte 68 aufliegen. Der Zwischenraum zwischen den einzelnen Löchern 74 in der Lochplatte 68 ist ebenfalls ausgespart, so daß sich insgesamt ein Langloch 76 mit wellentörmigem Rand ergibt. Um dieses Langloch 76 herum ist auf der Oberseite der Lochplatte 68 eine Dichtungsringschnur 78 angeordnet, die in eine Nut eingesetzt ist und auf der die Unterseite des Flansches 72 ruht.

Claims (17)

1. Vorrichtung zum Trennen von Flüssigkeitsproben, mit

- wenigstens einem Probenaufhahmegefäß (12) mit einer Einlaßöffnung (16) und einer Auslaßöffnung (22), zwischen denen eine Filter-/Trennschicht (28) angeordnet ist,

- einem Auffangbehältnis (32), das jedem der Probenaufnahmegefäße (12) zugeordnet ist und eine Öffnung (36) für durch die Auslaßöffnung (22) des Probenaufahmegefäßes (12) austretende Flüssigkeit aufweist, und

- einem sich an die Auslaßöffnung (22) des Probenaufnahmegefäßes (12) anschließenden und diese umgebenden Auslaßröhrchen,

dadurch gekennzeichnet, daß

- an dem Probenaufgefäß (12) ein das Auslaßröhrchen (24) umgebender Stutzen (40) angeformt ist,

- das Auffangbehältnis (32) mit seiner Öffnung (36) von außen derart lose auf den Stutzen (40) aufsteckbar ist, daß diese Steckverbindung eine Spielpassung zwischen dem Stutzen (40) und dem Auffangbehältnis (32) bildet, die einen Luftaustausch zwischen dem Inneren des Auffangbehältnisses (32) und dessen Umgebung erlaubt, und

das Auslaßröhrchen (24) länger ist als der Stutzen (40) und durch die Öffnung (36) des Auffangbehältnisses (32) in dieses hineinragt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (40) etwa halb so lang ist wie das Auslaßröhrchen (24).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (22) in der Bodenwand (20) des Probenaufnahmegefäßes (12) angeordnet ist und daß das Auffangbehältnis (32) mit dem Rand (38) seiner Öffnung (36) an der Bodenwand (20) anliegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßröhrchen (24) zum Ende hin konisch zuläuft.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Probenaufnahmegefäß (12) und das Auffangbehältnis (32) jeweils im wesentlichen röhrenförmig sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Stutzens (40) kleiner ist als der Innendurchmesser des röhrenförmigen Probenaufnahmegefäßes (12).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (28) von einem Haltering (30) an der Bodenwand (20) des Probenaufnahmegefäßes (12) anliegend gehalten ist, wobei sich der Haltering (30) radial gegen die Innenseite des Probenaufnahmegefäßes (12) abstützt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Probenaufnahmegefäß (12), das Auslaßröhrchen (24) und der Stutzen (40) einstückig ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Probenaufnahmegefäße (12) in einer Reihe nebeneinanderliegend angeordnet und miteinander verbunden sind und daß jedem dieser Probenaufnahmegefaße (12) ein Auffangbehältnis (32) zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe von Probenaufnahmegefäßen (12) einen gemeinsamen umlaufenden Flansch (72) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Probenaufnahmegefäße (12) in Reihen und in zu diesen orthogonalen Spalten angeordnet sind und daß die Probenaufahmegefäße (12) miteinander verbunden sind, wobei jedes der Probenaufnahmegefäße (12) einem jeweiligen Auffangbehältnis (32) zugeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Filterschicht (28) ein Material enthält, das in einer Flüssigkeitsprobe enthaltene Bestandteile, insbesondere Nukleinsäuren und Proteine aus pflanzlichen, tierischen und menschlichen Zellen, selektiv adsorbiert, wobei das Material insbesondere ein Ionenaustauschermaterial oder ein Material mit affinitäts-chromatographischen Eigenschaften ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Filterschicht (28) eine Stützgewebeschicht, insbesondere eine Vliesstoffschicht aus Polypropylen-Fasern, angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das adsorbierende Material in Partikelform vorliegt und daß die Schicht aus Partikeln von zwei Fixiereinrichtungen, insbesondere Fritten aus Glas, PE oder PTFE, eingeschlossen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das selektiv adsorbierende Material auf Silikagel, Dextran oder Agarose basiert.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (28) eine fibrillierte Polytetrafluorethylen-Matrix mit eingebetteten sorptiven Partikeln ist.

17. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 16, zur Trennung und/oder Reinigung von Biopolymeren, insbesondere Nukleinsäuren und Proteinen, aus pflanzliche, tierische oder menschliche Zellen oder Zellteile beinhaltenden Flüssigkeiten.