WO2010040347A2 - Baukastensystem von funktionseinheiten zum mischen, bearbeiten und/oder trennen von proben zur anwendung in der biologische/medizinischen forschung und für die diagnostik - Google Patents

Baukastensystem von funktionseinheiten zum mischen, bearbeiten und/oder trennen von proben zur anwendung in der biologische/medizinischen forschung und für die diagnostik Download PDF

Info

Publication number
WO2010040347A2
WO2010040347A2 PCT/DE2009/001411 DE2009001411W WO2010040347A2 WO 2010040347 A2 WO2010040347 A2 WO 2010040347A2 DE 2009001411 W DE2009001411 W DE 2009001411W WO 2010040347 A2 WO2010040347 A2 WO 2010040347A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
separation
mixing
mixing cylinder
functional units
flow
Prior art date
Application number
PCT/DE2009/001411
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2010040347A4 (de
WO2010040347A3 (de
Inventor
Jan-Michael Heinrich
Christoph Mohr
Original Assignee
Universität Leipzig
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universität Leipzig filed Critical Universität Leipzig
Priority to EP09806070A priority Critical patent/EP2334435A2/de
Priority to US13/122,778 priority patent/US20110287472A1/en
Priority to DE112009003386.5T priority patent/DE112009003386A5/de
Publication of WO2010040347A2 publication Critical patent/WO2010040347A2/de
Publication of WO2010040347A3 publication Critical patent/WO2010040347A3/de
Publication of WO2010040347A4 publication Critical patent/WO2010040347A4/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/56—Labware specially adapted for transferring fluids
    • B01L3/563—Joints or fittings ; Separable fluid transfer means to transfer fluids between at least two containers, e.g. connectors
    • B01L3/5635—Joints or fittings ; Separable fluid transfer means to transfer fluids between at least two containers, e.g. connectors connecting two containers face to face, e.g. comprising a filter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/38—Diluting, dispersing or mixing samples
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00004—Scale aspects
    • B01J2219/00011—Laboratory-scale plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L1/00—Enclosures; Chambers
    • B01L1/52—Transportable laboratories; Field kits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/028—Modular arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0681—Filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/087—Multiple sequential chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
    • B01L2400/049—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/021—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
    • B01L3/0217—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids of the plunger pump type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5082—Test tubes per se
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/25375—Liberation or purification of sample or separation of material from a sample [e.g., filtering, centrifuging, etc.]
    • Y10T436/255—Liberation or purification of sample or separation of material from a sample [e.g., filtering, centrifuging, etc.] including use of a solid sorbent, semipermeable membrane, or liquid extraction

Definitions

  • the aim of the invention is therefore to provide a system of functional units, which can be combined depending on the methodological task, preferably mated, and which allow a simple and reproducible mixing, physical and / or chemical reactions and separation of sample media.
  • system consisting of one or more mixing cylinders, one or more separation devices and a flow-regulating connection unit, which are combined with one another in an application-specific manner for the most diverse requirements, has proven to be particularly simple and simple reproducible system for processing sample media.
  • the invention accordingly relates to a system of freely combinable functional units which is suitable in particular for mixing, processing and / or separating samples
  • a flow-regulating connection unit (5) wherein the flow-regulating connection unit (5) is preferably formed as a vacuum unit, wherein the system is designed so that the functional units (2; 3; 5), preferably via simple connectors, in any order , In particular with any number of functional units, are connected to a preferably self-contained, sample processing system.
  • the functional units according to the invention therefore preferably consist of or are
  • the system allows the use of different cylindrical (closed on one side) containers, such as sample tubes. This is done by scaling the Dimensions achieved.
  • the cylinder-like containers can be used as a collection or waste container for the supernatants or the respective fractions.
  • connection is preferably achieved by a wedge-shaped geometry.
  • at least one seal in particular a line seal and preferably propylene, is used.
  • Variant one is straightened in the lower part of the wedge, so that a circumferential connection between two functional units comes to conditions.
  • variant one has an easier to produce by injection molding geometry.
  • Variant two is a circumferential ring at the end of the plug-in connection, which is preferably attached directly to the spline connection by injection molding. This leads to an additional ring connection.
  • this seal is possible to produce as an O-ring or by 2K injection molding.
  • An inclined plane on the top of the separation units (backwash level) allows a directed backwashing of the retentate from the filter surface while reducing the amount of backwash liquid.
  • the backwashing level according to the invention is preferably an arrangement of several, preferably 6-18, webs which are arranged on the outside of the separating unit (3) or protrude from the separating unit (3), the webs being formed in this way or arranged so that the underside of the webs at one in relation to the top and / or bottom of the separation unit (imaginary) oblique (essay) plane ends or through the bottom of the webs one, compared to the top or bottom of the Separation unit (3), (imaginary) inclined (essay) level when placing the separation unit (3) is formed on a collecting container (7).
  • the slope of the (imaginary) plane is preferably formed over an angle of 2-45 °, preferably 5-40 °.
  • spacers (32) prevent the separating device (3) during the backwashing with the wall of the collecting container (7), which is preferably formed as a tube, comes into contact.
  • the mixing cylinder is preferably open on both sides, but can also be open only on one side (so that one would tip the sample material on the separating device), and is on the one side by a lid which preferably has a living hinge, or as a screw cap, plug or pluggable Cover executed on the lid, and on the other side closed by a peelable and / or pierceable foil and / or a pluggable, pluggable or screw-on bottom cap.
  • the mixing cylinder is used for sample collection and can be used as an alternative to single-sided open sample tubes.
  • the interior is designed so that it can serve as a mixing vessel for achieving biological, chemical or physical reactions.
  • the geometry of the mixing cylinder ensures
  • Both sides of the mixing cylinder are designed with different geometry: - filling side (but can also be used to dump the liquid on the separating device):
  • the filling side is closed by a lid with a film hinge (for other closure options see above). From here, the filling of the mixing cylinder with sample material and optional reaction material and solutions.
  • the film hinge allows aseptic working.
  • the lid has a peripheral edge. The peripheral edge avoids snagging or sticking of the cylinder during the mixing process (in particular on a tilting roller mixer roller mixer) to an unobstructed rotation of the To ensure mixing cylinder with film hinge, preferably the lid is additionally modified with a peripheral edge.
  • - Discharge side can also be used as a filling side:
  • the discharge side of the mixing cylinder is designed so that it can be plugged into the separation device, stuffed or screwed with this.
  • the drainage side can optionally be closed with a foil and / or bottom cap (see above: preferably by inserting plugs or screws).
  • the foil one-time use
  • the foil is attached to the cylinder by heat (thermowelded). If necessary (e.g., after incubation with fabrics), the film is removed by peeling off through the attached protrusion or by a sharp object such as e.g. a pipette tips, or pierced by a puncture device directly to the severing device / perforated.
  • the use of a bottom cap allows aseptic work.
  • the entire fitting area / insertion area of the mixing cylinder is closed by the bottom cap.
  • the discharge side of the mixing cylinder can be used simultaneously as the filling side.
  • the discharge side can optionally be equipped directly with a sieve, which allows, for example, the pre-separation of desired or the deposition of undesirable fractions. Retained desired fractions can be used directly or reused by resealing the mixing cylinder with the bottom cap for further biological, chemical or physical reactions.
  • the design of the cylinder, when combined with a sieve on the discharge side allows it to be combined directly with the flow regulating connection unit, and thus can be used similarly to the separation device. Retained unwanted fractions increase the purity of the subsequent separation with the separation device.
  • each side can be used as a filling and / or emptying side, wherein the filling and / or emptying side with a lid, in particular with one of the above-mentioned lid, eg with a losierbaren cover, are formed ,
  • the direction for combination with a separating device is freely selectable.
  • Each of the sides can be connected to the severing device.
  • the separation devices are based on the principle of filtration.
  • the filter material and the pore size are provided according to the task. It can serve both separation by size separation, as well as the immobilization of substances.
  • Flow regulating connection unit (adapter), which is preferably formed as a vacuum unit.
  • Vacuum unit in the sense of the invention means in particular a transition piece with (laterally arranged) intake, preferably for the connection with a vacuum pump, so that by connecting the vacuum unit (5) to the separation vessel (7), eg Screwing / clamping the vacuum unit (5) on or with the separation vessel (7), a suction bottle is made.
  • the flow-regulating connection unit allows the connection of the separation device with different cylindrical (closed on one side) containers, such as sample tubes and serves as an adapter.
  • the shape is correspondingly adapted on one side to the geometry of the separating device and on the opposite side to the geometry of the respective cylinder-like containers.
  • the connection unit is responsible for a defined liquid flow and supports the separation unit in the application of at least one, preferably more than two, separation device (s). By closing the connection unit, liquid can be kept in the separation device for incubation purposes (eg for immunochemical reactions). After opening the closure of the connection unit, the liquid flows into the cylinder-like container.
  • the target substance can either be in the run, immobilized on the membrane or attached to solid supports which have been introduced into the reaction space of the separation device.
  • the connection unit can be connected to the collection and / or waste vessel either via a thread or via a wedge construction.
  • the tubes differ greatly in the increase of the thread, but the inner diameter of the tubes only varies by a few micrometers. This can preferably be compensated by a simple wedge construction of the vacuum unit. The fixation preferably takes place as a "press fit.” This results in a system which offers the user the opportunity to use his existing tubes.
  • connection unit allows the combination with a vacuum filtration by connection of vacuum generating devices and equipment combinations (among other things disposable syringes, peristaltic pump, vacuum pump, water jet pump, pipettor with hose etc. Vacuum pressure, vacuum generating devices)
  • vacuum generating devices and equipment combinations among other things disposable syringes, peristaltic pump, vacuum pump, water jet pump, pipettor with hose etc. Vacuum pressure, vacuum generating devices
  • Figure 4E and 4F Principle of vacuum filtration briefly explained and serves as an example for the use of vacuum generating devices and device combinations.
  • the vacuum unit was designed so that a liquid movement takes place exclusively via the movement of the disposable syringe (57). Since the system is closed, no liquid from the mixing cylinder (2) on the separation unit (3) can run into the collecting vessel (7).
  • the membrane material used serves as an additional barrier and prevents the compensation of air from the collecting vessel against the liquid in the receiving vessel. When the syringe is drawn up, a negative pressure forms in the collecting vessel, which conveys the liquid from the collecting vessel via the separating membrane into the collecting vessel.
  • the two check valves (56) allow the air to be pushed out of the spray without the air being forced back into the separation units.
  • Figure 1A shows a 3D representation of a system according to the invention with a mixing cylinder (2) with film hinge lid, two separation units or
  • Figure 1 B shows a side view of the system shown in Figure 1A.
  • Figure 1C shows a side sectional view of the system according to Figure 1A
  • Figure 1D shows a view of the system according to Fig. 1A from above.
  • Figure 1 E shows a view of the system as shown in Fig. 1A from below.
  • Figure 2A shows a side view of the mixing cylinder (2) with open
  • Figure 2B shows a side view of the mixing cylinder (2) with the lid closed.
  • Figure 2C shows a rear view of the mixing cylinder (2) with closed
  • Figure 2D shows a sectional view of the mixing cylinder (2) with the lid open
  • Figure 2E shows a sectional view of the mixing cylinder (2) with closed
  • Figure 2F shows a view of the mixing cylinder (2) with the lid open from below.
  • Figure 2G shows a view of the mixing cylinder (2) with the lid open from the top.
  • Figure 2H shows a view of the mixing cylinder (2) with the lid open from below.
  • Figure 2I shows a view of the mixing cylinder (2) with the lid open from below.
  • Figure 3A shows a 3D representation of the separation device (3).
  • Figure 3B shows a side view of the separating device (3).
  • Figure 3C shows a front view of the separator (3).
  • Figure 3D shows a sectional view of the separating device (3).
  • Figure 3E shows a top view of the separator (3).
  • Figure 3F shows a view of the separator (3) from below.
  • Figure 3G shows a line seal variant of the separator (3).
  • Figure 3H shows another line seal variant of the separator (3).
  • Figure 31 shows a composite of two separation units (3), wherein preferably the upper of the two separation units (3) has a filter or a separation membrane with a pore diameter x and the lower of the two separation units (3) has a filter or a separation membrane with a Pore diameter ⁇ x so that a sieve cascade is made.
  • Figure 3K shows a sectional view of the two separation units (3) with variants of the line seal.
  • Figure 3L shows an illustration of a separation unit (3) with a backwash level, which allows directional backflushing.
  • Figure 3M shows a side view of a separation unit (3) (with sieve) with
  • Backwashing device for backwashing the retentate after use of the system according to the invention, and after the separation unit (3) of the other
  • Functional units of the modular system has been separated and with a further receptacle (6), e.g. a centrifuge tube (6) has been connected.
  • a further receptacle (6) e.g. a centrifuge tube (6) has been connected.
  • Figure 3N shows a side view of the arrangement according to Fig. 3M.
  • Figure 30 shows a sectional view of the arrangement according to Fig. 3M.
  • Figure 4A shows a 3D representation of the vacuum unit (5).
  • Figure 4B shows a side view of the vacuum unit (5).
  • Figure 4C shows a sectional view of the vacuum unit (5).
  • Figure 4D shows a top view of the vacuum unit (5).
  • Figure 4E shows a system according to the invention with connection of a
  • Vacuum device - before filtration Vacuum device - before filtration.
  • Figure 4F shows a system according to the invention with connection of a
  • Vacuum device - after filtration Vacuum device - after filtration.
  • Figure 4G shows a structure of a system according to the invention for detaching cells on the sieve surface of the separation unit (3).
  • Figure 4H shows a sectional view of a structure for detaching cells from the membrane surface of the separation unit (3), in particular the construction according to FIG
  • FIG. 5A shows a schematic representation of a closure mixing cylinder (2) with a bottom cap (8) or a mixing cylinder (2) which can be closed with a bottom cap (8).
  • Figure 5B shows a sectional view of the bottom cap fixation.
  • Figure 5C shows a sectional view of required geometry on the mixing cylinder for fixing the bottom cap.
  • a flow-regulating connection unit which is preferably formed as a vacuum unit (5) is designed so that the functional units, preferably via connectors, in any order, in particular with any number of functional units, are connected to a, preferably self-contained, sample processing system, in particular for mixing, editing and / or separating samples.
  • the system is preferably formed, in particular in the dimensions of its functional units, so that it can be brought onto or be connected to commercially available containers, in particular laboratory tubes, preferably with a volume of 5-100 ml, preferably a filling volume of 15 ml or 50 ml can.
  • the system according to the invention is characterized in that the mixing cylinder (2) can be temporarily closed on both sides by both sides.
  • the interior of the mixing cylinder or cylinders is designed in such a way that optimum mixing of the samples is made possible.
  • the system is designed so that the separation device (s) on the principle of filtration consists or exist, ie in particular that the separation device (s) (each) a filter, a membrane and / or a sieve have or have or are configured with it.
  • the filters, membranes and / or screens preferably have pores with a pore diameter of 10 nm-1 mm.
  • the at least one separating device is designed so that membranes can be used for separating the material, which have a pore diameter between 10 nm and 1 mm.
  • the membrane (s) consist of known material (s) which can be used both as size filters and / or as solid carriers with immobilizing surface design ,
  • the system according to the invention is characterized in that the at least one separation device can be used as a reaction vessel for chemical and / or physical reactions.
  • a further advantageous embodiment relates to a system according to the invention, whose at least one separating device can be provided with openings for charging or emptying if required.
  • Another advantageous embodiment relates to a system according to the invention, in which a flow-regulating connection unit with three-way cock forms the end of the sample processing system.
  • residence time and / or flow time of the sample into or through the functional units can be freely regulated by the flow-regulating connection unit.
  • Yet another advantageous embodiment of the system according to the invention is characterized in that it can be connected to commercially available vessels for receiving the flow.
  • Vacuum unit (5) which are arranged in series in this sequence, wherein preferably the two to eight separating devices (3) are formed by suitable selection of the pore size as a sieve cascade, i. the filter, membrane or sieve pore diameter of the mixing device from top to bottom, i. decreases in the direction of the flow-regulating connection unit, so that, for example, microparticles of different sizes can be separated via this cascade sieve.
  • an inventive system is preferred, whose at least one mixing cylinder (2) at least one of the features 20-29 and / or 80-86 or preferably a combination of such features or more preferably all features 20-29 and / or 80-86 according to the list of reference numerals and / or the illustrations.
  • the at least one separating device (3) comprises at least one of the features 30-42 or preferably a combination of such features or more preferably all features 30-42 according to the list of reference numerals and / or the drawings.
  • Yet another preferred system according to the invention is characterized in that the flow-regulating connection unit (5), which is preferably formed as a vacuum unit (5), at least one of the features 50-60 or preferably a combination of such features or more preferably all features 50-60 according to the list of reference numerals and / or the figures has.
  • Another preferred embodiment relates to a system according to the invention, in particular suitable as a separating device, which further comprises (as a further functional unit) a collecting and / or collecting container (7), which is preferably connected to the flow-regulating connecting unit (preferably vacuum unit) (5).
  • a system according to the invention in particular suitable as a separating device, which further comprises (as a further functional unit) a collecting and / or collecting container (7), which is preferably connected to the flow-regulating connecting unit (preferably vacuum unit) (5).
  • Another advantageous embodiment of the invention relates to a, in particular designed as a separation unit, system, which is designed according to Figures 1A-1 E.
  • Another aspect of the invention relates to the use of the system according to the invention for use in biological and / or medical research, for diagnostics, and / or for product control in biotechnology, in particular for mixing, processing and / or separating samples.
  • a mixing cylinder, a separation device, a flow-regulating connection unit and two collection containers are required.
  • Whole blood supplemented with anticoagulants is transferred to the mixing cylinder with anti-CD3 particles on the filling side.
  • the mixing cylinder is closed and rotated on a roll mixer for at least 10 and a maximum of 45 minutes. Following incubation, the mixing cylinder is opened on the discharge side.
  • the separation device is then spent with a collecting container.
  • the construct of mixing cylinder, separating device and collecting vessel is rotated. Subsequently, the mixing cylinder is opened at the filling side.
  • the mixture of whole blood and anti-CD3 particles then passes over the separator.
  • the particles, which have captured the CD3-positive cells from the whole blood remain on the membrane of the separator. Unbound and unwanted cells are rinsed by repeated rinsing with a washing solution into the collecting vessel.
  • the separation device together with the particle-cell complexes is then placed on a fresh, combined with a flow-regulating connection unit, sample tube.
  • the connection unit is closed by a cap so that no exchange of air and liquid can take place through the separation device.
  • a lysis liquid for the release of RNA or DNA from the cells is placed in the reaction space of the separation device and incubated.
  • the cap of the connection unit is removed and replaced with a disposable syringe.
  • the entire liquid, including the RNA from the CD3-positive cells is then transferred into the collecting vessel with the aid of the syringe.
  • the particles remain on the membrane.
  • the purification of the RNA or DNA from the cell lysate is then carried out using the methods of separation of RNA or DNA according to the state of the art.
  • Whole blood supplemented with anticoagulants is transferred to the mixing cylinder with the small anti-CD4 particles and the large anti-CD8 particles on the filling side.
  • the mixing cylinder is closed and rotated on a roll mixer for at least 10 and a maximum of 45 minutes. Following incubation, the mixing cylinder is opened on the discharge side. On the cylinder then the separation device with the large pore size and then the separation device is spent with small pore size. Finally, the collection container is positioned on the last separation device. , The construct of mixing cylinder, separating devices and collecting container is then rotated and opened the mixing cylinder on the filling side.
  • the large CD8 particles together with the cells remain on the membrane of the first separation device, the smaller CD4 particles pass the first separation device and remain on the lower separation device, unwanted as well as unbound cells happen the separation devices and are collected in the collecting vessel.
  • Each of the separation devices together with the particle-cell complexes can then be used as a separate fraction.
  • a ratio of the isolated CD4 to CD8 cells is formed.
  • the points (A) - (D) of the application example one can also be applied to each of the fractions.
  • the isolation of the specific cytokines is carried out as described in application examples one and two. Each of the separated fractions is then incubated with chemicals on the appropriate separation unit, so that the loading of the particles with the respective protein can be detected by a color change. The intensity of the color change in the reaction mixture can be determined with the aid of a simple measuring device. The measured values obtained can then be used to generate a corresponding diagnosis with regard to the inflammation status.
  • Figure 1A 3D illustration of 2 separation units
  • Figure 1 B Side representation of separation units
  • Figure 1C Side sectional view of separation units
  • Figure 1 D Top separation view
  • Figure 1E View of separation units from below
  • Figure 2A Side view of the mixing cylinder with lid open
  • Figure 2B Lateral view of mixing cylinder with lid closed
  • Figure 2C Rear view of mixing cylinder with lid closed
  • Figure 2D View of the mixing cylinder with lid open
  • Figure 2E View of the mixing cylinder with lid closed
  • Figure 2F Figure 2G: View of the mixing cylinder with lid open from the bottom
  • Figure 2H View of the mixing cylinder with open lid from the bottom
  • Figure 2I View of the mixing cylinder with the lid open from the bottom
  • Figure 3A 3D illustration of a separation device or separation unit
  • Figure 3B Side view of a separating device
  • Figure 3C Front view of a separator
  • Figure 3D Section view of a separator
  • Figure 3K Sectional view of the 2 separation devices with variants of the
  • Figure 3M Side view of a screen for backwashing the retentate
  • Figure 3N Side view of a screen for backwashing the retentate
  • Figure 30 Sectional view of the structure for backwashing the retentate
  • Figure 4A 3D representation of the vacuum unit
  • Figure 4B Side view of the vacuum unit
  • Figure 4C Sectional view of the vacuum unit
  • Figure 4D Top view of the vacuum unit
  • Figure 4E Connecting a vacuum device - before filtration
  • Figure 4F Connecting a vacuum device - after filtration
  • Figure 4G Structure for detaching cells on the sieve surface
  • Figure 4H Sectional view of the structure for detaching targets from the membrane surface
  • Figure 5A Schematic representation of the closure of the mixing cylinder with a
  • Figure 5B Sectional view of the bottom cap fixation
  • Figure 5C Sectional view of the required geometry on the mixing cylinder for the

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Mischen, physikalische und/oder chemische Reaktionen und Separieren sind grundlegende Verfahrensschritte in der biologischen Forschung und Diagnostik. Insbesondere in der Forschung werden aufgabenspezifische Laborsysteme benötigt, die wegen kleiner Seriengrößen und der spezifischen Problemstellung kommerziell nicht verfügbar sind. In Ermanglung dieser Systeme muss mit vorhandenen Gefäßen, Filtern, Zentrifugen usw. improvisiert werden, um die Aufgabe zu lösen. Ziel der Erfindung ist es, ein System von Funktionseinheiten bereitzustellen, die je nach der methodischen Aufgabenstellung zusammengesteckt werden können. Das erfindungsgemäße System ist von frei kombinierbaren Funktionseinheiten und besteht aus Mischzylindern, Abtrennvorrichtungen und einer strömungsregulierenden Verbindungseinheit, vorzugsweise als Vakuumeinheit gebildet, die so gestaltet ist, dass sie vorzugsweise über einfache Steckverbindungen in einer beliebige Reihenfolge mit beliebig vielen Funktionseinheiten zu einem in sich geschlossenen Probenbearbeitungssystem verbunden sind.

Description

Baukastensystem von Funktionseinheiten zum Mischen, Bearbeiten und/oder Trennen von Proben zur Anwendung in der biologische/medizinischen Forschung und für die Diagnostik
Beschreibung
Mischen, physikalische und/oder chemische Reaktionen und Separieren sind grundlegende Verfahrensschritte in der biologischen Forschung und Diagnostik. Insbesondere in der Forschung werden aufgabenspezifische Laborsysteme benötigt, die wegen kleiner Seriengrößen und der spezifischen Problemstellung kommerziell nicht verfügbar sind. In Ermanglung dieser Systeme muss mit vorhandenen Gefäßen, Filtern, Zentrifugen usw. improvisiert werden, um die Aufgabe zu lösen.
In der Praxis ist es zudem bei kleineren Serien zu bearbeitender Proben bislang erforderlich, mehrere aufeinanderfolgende Arbeitsschritte durch Umfüllen, Pipettieren, Filtrieren, Zentrifugieren usw. der Proben vorzunehmen, wobei die Proben aufeinanderfolgend manuell zwischen verschiedenen Gefäßen umgefüllt werden müssen, wobei es neben eines hohen Arbeitsaufwands eines hohen Materialaufwands bedarf, da in der Regel in jedem Gefäß nur ein Teil der Arbeitsschritte durchgeführt wird. Neben dem Faktor „Mensch" führen zudem die unterschiedlichen Laborausstattungen verschiedener Labore (insbesondere an Gefäßen, Pipetten, Filtern usw.) oftmals dazu, dass bei gleichen Arbeitsanweisungen unterschiedliche Ergebnisse in den einzelnen Laboren erhalten werden, so dass dann aufwändige Öptimierungsarbeiten für die Reproduzierbarkeit und/oder Standardisierung der Ergebnisse in den einzelnen Laboren erforderlich sind.
Ziel der Erfindung ist es daher, ein System von Funktionseinheiten bereitzustellen, die je nach der methodischen Aufgabenstellung kombiniert, vorzugsweise zusammengesteckt, werden können und die ein einfaches und reproduzierbares Mischen, physikalische und/oder chemische Reaktionen und Separieren von Probenmedien ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Ansprüchen gelöst. Die Erfindung, die gemäß den Ansprüchen realisiert wird, betrifft demnach ein System gemäß Anspruch 1 und seine Verwendung gemäß Anspruch 19. Die weiteren Ansprüche 2-18 und 20 sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Überraschend hat sich nämlich ein Baukastensystem (nachfolgend auch „System" oder „erfindungsgemäßes System" genannt), bestehend aus einem oder mehreren Mischzylindern, einer oder mehreren Abtrennvorrichtungen und einer Strömungsregulierenden Verbindungseinheit, die anwendungsspezifisch für die unterschiedlichsten Anforderungen miteinander kombiniert werden, als besonders einfaches und reproduzierbares System für die Bearbeitung von Probenmedien erwiesen.
Die Erfindung betrifft demnach ein insbesondere zum Mischen, Bearbeiten und/oder Trennen von Proben geeignetes System von frei kombinierbaren Funktionseinheiten, das aus
- wenigstens einem Mischzylinder (2)
- wenigstens einer Abtrennvorrichtung (3) und
- einer Strömungsregulierende Verbindungseinheit (5), wobei die Strömungsregulierende Verbindungseinheit (5) vorzugsweise als Vakuumeinheit gebildet ist, besteht, wobei das System so gestaltet ist, dass die Funktionseinheiten (2; 3; 5 ), vorzugsweise über einfache Steckverbindungen, in einer beliebigen Reihenfolge, insbesondere mit beliebig vielen Funktionseinheiten, zu einem vorzugsweise in sich geschlossenen, Probenbearbeitungssystem verbunden sind.
Die Funktionseinheiten gemäß der Erfindung bestehen also vorzugsweise aus bzw. sind
- Mischzylinder(n)
- Abtrennvorrichtung(en) und
- eine Vakuumeinheit.
Das System ermöglicht die Verwendung unterschiedlicher zylinderartiger (einseitig geschlossene) Behältnisse, wie z.B. Probenröhrchen. Das wird durch Skalieren der Abmessungen erreicht. Die zylinderartigen Behältnisse können als Sammel- oder Abfallgefäß für die Überstände bzw. die jeweiligen Fraktionen eingesetzt werden.
Als ein wichtiges Kriterium erweist sich die Gestaltung der Übergänge zwischen den vorzugsweise zusammengesteckten Funktionseinheiten. Diese Verbindung wird vorzugsweise durch eine keilförmige Geometrie erreicht. Um zu verhindern, dass sich Probenmaterial durch Kapillarkräfte in den Dichtraum zwischen die Funktionseinheiten zieht, wird mindestens eine Dichtung, insbesondere eine Liniendichtung und vorzugsweise (aus) Propylen, verwendet. Als Dichtmöglichkeit kommen verschiedene Varianten in Frage (s. z.B. Abbildung 3G, 3H). Variante eins ist im unteren Bereich des Keils begradigt, so dass eine umlaufende Verbindung zwischen zwei Funktionseinheiten zu Stande kommt. Vorteilhafterweise weist Variante eins eine im Spritzguss einfacher herzustellende Geometrie auf. Variante zwei ist ein umlaufender Ring am Ende der Steckverbindung, welche vorzugsweise direkt im Spritzguss an die Keilverbindung angefügt wird. Diese führt zu einer zusätzlichen Ringverbindung. Zudem besteht die Möglichkeit, diese Dichtung als O-Ring oder durch 2K-Spritzguss zu erzeugen. Eine schräge Ebene auf der Oberseite der Abtrenneinheiten (Rückspülebene) ermöglicht ein gerichtetes Rückspülen des Retentates von der Filterfläche bei gleichzeitiger Reduzierung der Menge an Rückspülflüssigkeit. Die Rückspülebene gemäß der Erfindung ist vorzugsweise eine Anordnung von mehreren, vorzugsweise 6-18, Stegen, die an der Außenseite der Trenneinheit (3) angeordnet sind, bzw. von der Trenneinheit (3) ab- bzw. hervorstehen, wobei die Stege derart gebildet bzw. angeordnet sind, dass die Unterseite der Stege an einer im Vergleich zu der Oberseite und/oder Unterseite der Trenneinheit (gedachten) schrägen (Aufsatz-) Ebene endet bzw. durch die Unterseite der Stege eine, im Vergleich zur Oberseite bzw. Unterseite der Trenneinheit (3), (gedachte) schräge (Aufsatz-)Ebene beim Aufsetzen der Trenneinheit (3) auf einen Auffangbehälter (7) gebildet ist. Die Schräge der (gedachten) Ebene ist vorzugsweise über einen Winkel von 2-45°, bevorzugt 5-40°, gebildet.
Bevorzugt verhindern Abstandshalter (32), dass die Abtrennvorrichtung (3) während des Rückspülvorgangs mit der Wandung des Auffangsbehälters (7), der vorzugsweise als Röhrchen gebildet ist, in Kontakt kommt. Die einzelnen Bestandteile bzw. Funktionseinheiten des erfindungsgemäßen Baukastensystems sollen nachfolgend näher erläutert werden.
1. Mischzylinder
Der Mischzylinder ist vorzugsweise beidseitig offen, kann aber auch nur einseitig offen sein (so dass man das Probenmaterial auf die Abtrenneinrichtung kippen würde), und wird auf der einen Seite durch einen Deckel der vorzugsweise ein Filmscharnier aufweist, oder einen als Schraubdeckel, Stopfen oder steckbarer Kappe ausgeführten Deckel, und auf der anderen Seite durch eine abziehbare und/oder durchstechbare Folie und/oder einer steckbaren, stopfbaren oder aufschraubbaren Bodenkappe verschlossen.
Der Mischzylinder dient der Probenaufnahme und kann alternativ zu einseitig offenen Probenröhrchen verwendet werden. Der Innenraum ist so gestaltet, dass er gleichzeitig als Mischgefäß zur Erzielung biologischer, chemischer oder physikalischer Reaktionen dienen kann. Die Geometrie des Mischzylinders sichert
- geringe Scherkräfte, insbesondere bei der Inkubation mit biologischen Material wie primäre Zellen, Zelllinien etc.
- minimale Toträume
- maximale Probenrückgewinnung, und eignet sich zur vorzugsweise zur Inkubation auf einem Rollmischer sowie zur
Inkubation auf einem Überkopfmischer.
Bevorzugte Besonderheiten zur Einhaltung der Anforderungen sind:
Beide Seiten des Mischzylinders sind mit unterschiedlicher Geometrie ausgeführt: - Füllseite (kann aber auch zum Auskippen der Flüssigkeit auf die Abtrenneinrichtung genommen werden):
Die Füllseite wird durch einen Deckel mit Filmscharnier verschlossen (andere Verschlussmöglichkeiten siehe oben). Von hier erfolgen das Füllen des Mischzylinders mit Probenmaterial und optional Reaktionsmaterial und Lösungen. Das Filmscharnier ermöglicht aseptisches Arbeiten. Für die Verwendung des Mischzylinders in Kombination mit mechanischen Mischvorrichtungen hat der Deckel eine Umlaufkante. Die Umlaufkante vermeidet ein Verhaken oder Steckenbleiben des Zylinders während des Mischvorganges (insbesondere auf einem Kipprollmischer Rollenmischer);um eine ungehinderte Umdrehung des Mischzylinders mit Filmscharnier zu gewährleisten, wird vorzugsweise der Deckel zusätzlich mit einer Umlaufkante modifiziert. - Entleerungsseite (kann auch als Füllseite benutzt werden):
Die Entleerungsseite des Mischzylinders ist so konstruiert, dass diese in die Abtrennvorrichtung gesteckt, gestopft oder mit dieser verschraubt werden kann. Die Entleerungsseite kann wahlweise mit einer Folie und/oder Bodenkappe verschlossen werden (siehe oben: vorzugsweise mittels Stecken Stopfen oder Schrauben). Die Folie (einmalige Verwendung) wird durch Wärme am Zylinder befestigt (thermoverschweißt). Die Folie wird bei Bedarf (z.B. nach Inkubation mit Stoffen) durch Abziehen durch den angebrachten Vorsprung entfernt oder durch einen spitzen Gegenstand wie z.B. einer Pipettenspitzen, oder durch eine Durchsticheinrichtung direkt an der Abtrenneinrichtung durchstochen/perforiert werden. Der Einsatz einer Bodenkappe erlaubt aseptisches Arbeiten. Der gesamte Passbereich / Einsteckbereich des Mischzylinders wird durch die Bodenkappe verschlossen. Durch Einsatz der Bodenkappe kann die Entleerungsseite des Mischzylinders gleichzeitig als Füllseite verwendet werden. Die Entleerungsseite kann wahlweise direkt mit einem Sieb ausgestattet werden, welches beispielsweise die Vorseparation gewünschter oder das Abscheiden von unerwünschten Fraktionen erlaubt. Rückgehaltene gewünschten Fraktionen können direkt verwendet werden oder durch wiederverschließen des Mischzylinders mit der Bodenkappe für weitere biologische, chemische oder physikalische Reaktionen eingesetzt werden. Durch die Ausführung des Zylinders kann dieser bei Kombination mit einem Sieb auf der Entleerungsseite direkt mit der Strömungsregulierenden Verbindungseinheit kombiniert werden und kann dadurch ähnlich der Abtrennvorrichtung verwendet werden. Rückgehaltene unerwünschte Fraktionen erhöhen die Reinheit der folgenden Separation mit der Abtrennvorrichtung.
Beide Seiten des Mischzylinders sind vorzugsweise gleich ausgeführt: Jede Seite kann als Füll- und/oder Entleerungseite eingesetzt werden, wobei die Füll- und/oder Entleerungseite mit einem Deckel, insbesondere mit einem der oben genannten Deckel, z.B. mit einem verlierbaren Deckel, ausgebildet sind. Die Richtung zur Kombination mit einer Abtrenneinrichtung ist frei wählbar. Jede der Seiten kann mit der Abtrennvorrichtung verbunden werden. 2. Abtrennvorrichtung
Die Abtrennvorrichtungen basieren auf dem Prinzip des Filtrierens. Das Filtermaterial und die Porengröße wird entsprechend der Aufgabenstellung bereitgestellt. Es kann sowohl dem Separieren durch Größentrennung dienen, wie auch dem Immobilisieren von Substanzen. Da die Abtrennvorrichtungen selbst als Gefäße dienen, können sie auch als Reaktionsraum für chemische Reaktionen dienen (z.B. Aktivieren und/oder Koppeln von Proteinen) wie auch Stoffe aufnehmen mit selektiven Eigenschaften (z.B. mit bestimmten Affinitäten).
3. Strömungsregulierende Verbindungseinheit (Adapter), die vorzugsweise als Vakuumeinheit gebildet ist.
Unter Vakuumeinheit im Sinne der Erfindung wird dabei insbesondere ein Übergangsstück mit (seitlich angeordnetem) Ansaugstutzen, vorzugsweise für die Verbindung mit einer Vakuumpumpe, verstanden, so dass durch die Verbindung der Vakuumeinheit (5) mit dem Abtrenngefäß (7), bspw. durch Aufsetzen bzw. Verschrauben/Verklemmen der Vakuumeinheit (5) auf bzw. mit dem Abtrenngefäß (7), eine Saugflasche hergestellt ist.
Die Strömungsregulierende Verbindungseinheit erlaubt die Verbindung der Abtrenneinrichtung mit unterschiedlichen zylinderartigen (einseitig geschlossenen) Behältnisse, wie z.B. Probenröhrchen und dient als Adapter. Die Form ist entsprechend einseitig an die Geometrie der Abtrenneinrichtung angepasst und auf der Gegenseite an die Geometrie der jeweiligen zylinderartigen Behältnisse. Die Verbindungseinheit ist verantwortlich für einen definierten Flüssigkeitsstrom und unterstützt die Trenneinheit bei der Anwendung von mindestens einer, vorzugsweise mehr als zwei, Abtrennvorrichtung(en). Durch das Verschließen der Verbindungseinheit kann Flüssigkeit, für Inkubationszwecke (z.B. für immunchemische Reaktionen) in der Abtrenneinrichtung gehalten werden. Nach Öffnen des Verschlusses der Verbindungseinheit fließt die Flüssigkeit in den zylinderartigen Behälter. Die Zielsubstanz kann sich je nach Aufgabenstellung entweder im Durchlauf befinden, an der Membran immobilisiert oder an festen Trägern, die in den Reaktionsraum der Abtrennvorrichtung gegeben wurden. Die Verbindungseinheit kann entweder über ein Gewinde oder über eine Keilkonstruktion mit dem Sammel- und/oder Abfallgefäß verbunden werden bzw. sein.
Erfahrungsgemäß unterscheiden sich die Röhrchen, abhängig vom Hersteller, stark im Anstieg des Gewindes, jedoch variiert der Innendurchmesser der Röhrchen nur um wenigen Mikrometer. Dieser kann vorzugsweise durch eine einfache Keilkonstruktion der Vakuumeinheit ausgeglichen werden. Die Fixierung erfolgt bevorzugt als „Presspassung". Somit ergibt sich ein System, welches dem Anwender die Möglichkeit bietet, seine vorhandenen Röhrchen zu verwenden.
Die Verbindungseinheit erlaubt die Kombination mit einer Vakuumfiltration durch Anschluss Unterdruck erzeugender Geräte und Gerätekombinationen (u.a. Einmalspritzen, Schlauchpumpe, Vakuumpumpe, Wasserstrahlpumpe, Pipettus mit Schlauch uva. Geräte die Unterdruck, Vakuum erzeugen können) Im Folgenden wird das, in Abbildung, 4E und 4F dargestellte, Prinzip der Vakuumfiltration kurz erläutert und dient beispielhaft für den Einsatz Unterdruck erzeugender Geräte und Gerätekombinationen.
Die Vakuumeinheit wurde so konstruiert, dass eine Flüssigkeitsbewegung ausschließlich über die Bewegung der Einmalspritze (57) erfolgt. Da das System geschlossen ist, kann keine Flüssigkeit aus dem Mischzylinder (2) über die Trenneinheit (3) in das Auffanggefäß (7) laufen. Das verwendete Membranmaterial dient als zusätzliche Barriere und verhindert den Ausgleich von Luft aus dem Auffanggefäß gegen die Flüssigkeit im Vorlagegefäß. Wird die Spritze aufgezogen bildet sich im Auffanggefäß ein Unterdruck, der die Flüssigkeit aus dem Vorlagengefäße über die Trennmembran in das Auffanggefäß befördert. Die zwei Rückschlagventile (56) erlauben es die Luft aus der Spritz zu schieben, ohne das Luft zurück in die Trenneinheiten gedrückt wird.
Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems werden auch aus den Abbildungen ersichtlich, die verschiedene Ausführungsformen des Baukastensystems bzw. seiner Funktionseinheiten wiedergeben. Abbildung 1A zeigt dabei eine 3D Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Mischzylinder (2) mit Filmscharnier-Deckel, zwei Trenneinheiten bzw.
Abtrennvorrichtungen (3), einer Strömungsregulierende Verbindungseinheit (5), die als Vakuumeinheit (5) gebildet ist, und einem Auffanggefäß (7), die ineinander gesteckt sind.
Abbildung 1 B zeigt eine seitliche Darstellung des Systems gemäß Abb. 1A.
Abbildung 1C zeigt eine seitliche Schnittdarstellung des Systems gemäß Abb. 1A
Abbildung 1D zeigt eine Ansicht des Systems gemäß Abb. 1A von oben.
Abbildung 1 E zeigt eine Ansicht des Systems gemäß Abb. 1A von unten.
Abbildung 2A zeigt eine seitliche Darstellung des Mischzylinders (2) mit geöffnetem
Deckel.
Abbildung 2B zeigt eine seitliche Darstellung des Mischzylinders (2) mit geschlossenem Deckel.
Abbildung 2C zeigt eine hintere Ansicht des Mischzylinders (2) mit geschlossenem
Deckel.
Abbildung 2D zeigt eine Schnittansicht des Mischzylinders (2) mit geöffnetem Deckel
Abbildung 2E zeigt eine Schnittansicht des Mischzylinders (2) mit geschlossenem
Deckel.
Abbildung 2F zeigt eine Ansicht des Mischzylinders (2) mit geöffnetem Deckel von unten.
Abbildung 2G zeigt eine Ansicht des Mischzylinders (2) mit geöffnetem Deckel von oben.
Abbildung 2H zeigt eine Ansicht des Mischzylinders (2) mit geöffnetem Deckel von unten.
Abbildung 2I zeigt eine Ansicht des Mischzylinders (2) mit geöffnetem Deckel von unten.
Abbildung 3A zeigt eine 3D Darstellung der Trennvorrichtung (3).
Abbildung 3B zeigt eine seitliche Darstellung der Trennvorrichtung (3).
Abbildung 3C zeigt eine vordere Ansicht der Trennvorrichtung (3).
Abbildung 3D zeigt eine Schnittansicht der Trennvorrichtung (3).
Abbildung 3E zeigt eine Ansicht der Trennvorrichtung (3) von oben.
Abbildung 3F zeigt eine Ansicht der Trennvorrichtung (3) von unten.
Abbildung 3G: zeigt eine Liniendichtung Variante der Trennvorrichtung (3).
Abbildung 3H zeigt eine andere Liniendichtung Variante der Trennvorrichtung (3). Abbildung 31 zeigt einen Verbund von zwei Trenneinheiten (3), wobei vorzugsweise die obere der beiden Trenneinheiten (3) einen Filter bzw. eine Trennmembran mit einem Porendurchmesser x aufweist und die untere der beiden Trenneinheiten (3) einen Filter bzw. eine Trennmembran mit einem Porendurchmesser < x aufweist so dass eine Sieb-Kaskade hergestellt ist.
Abbildung 3K zeigt eine Schnittdarstellung der zwei Trenneinheiten (3) mit Varianten der Liniendichtung.
Abbildung 3L zeigt eine Darstellung einer Trenneinheit (3) mit einer Rückspülebene, wodurch ein gerichtetes Rückspülen emöglicht ist.
Abbildung 3M zeigt eine seitliche Darstellung einer Trenneinheit (3) (mit Sieb) mit
Rückspülvorrichtung zum Rückspülen des Retentates nach Verwendung des erfindungsgemäßen Systems, und nachdem die Trenneinheit (3) von den weiteren
Funktionseinheiten des Baukastensystems getrennt worden ist und mit einem weiteren Aufnahmegefäß (6), z.B. einem Zentrifugen röhrchen (6), verbunden worden ist.
Abbildung 3N zeigt eine seitliche Darstellung der Anordnung gemäß Abb. 3M.
Abbildung 30 zeigt eine Schnittdarstellung der Anordnung gemäß Abb. 3M.
Abbildung 4A zeigt eine 3D Darstellung der Vakuumeinheit (5).
Abbildung 4B zeigt eine Seitenansicht der Vakuumeinheit (5).
Abbildung 4C zeigt eine Schnittdarstellung der Vakuumeinheit (5).
Abbildung 4D zeigt eine Draufsicht der Vakuumeinheit (5).
Abbildung 4E zeigt ein erfindungsgemäßes System mit Anschluss einer
Vakuumvorrichtung - vor der Filtration.
Abbildung 4F zeigt ein erfindungsgemäßes System mit Anschluss einer
Vakuumvorrichtung - nach der Filtration.
Abbildung 4G zeigt einen Aufbau eines erfindungsgemäßen Systems zum Ablösen von Zellen auf der Sieboberfläche der Trenneinheit (3).
Abbildung 4H zeigt eine Schnittdarstellung eines Aufbaus zum Ablösen von Zellen von der Membranoberfläche der Trenneinheit (3), insbesondere des Aufbaus gemäß
Abb. 4G.
Abbildung 5A zeigt eine schematische Darstellung Verschluss Mischzylinder (2) mit einer Bodenkappe (8) bzw. eines mit einer Bodenkappe (8) verschließbaren Mischzylinders (2). Abbildung 5B zeigt eine Schnittdarstellung der Bodenkappenfixierung. Abbildung 5C zeigt eine Schnittdarstellung erforderliche Geometrie am Mischzylinder zur Fixierung der Bodenkappe.
Das erfindungsgemäße System von frei kombinierbaren Funktionseinheiten bestehend aus
- wenigstens einem, vorzugsweise einem, Mischzylinder(n) (2)
- wenigstens einer, vorzugsweise zwei bis acht, Abtrennvorrichtung(en) (3) und
- einer Strömungsregulierende Verbindungseinheit, die vorzugsweise als Vakuumeinheit (5) gebildet ist ist so gestaltet, dass die Funktionseinheiten, vorzugsweise über Steckverbindungen, in einer beliebigen Reihenfolge, insbesondere mit beliebig vielen Funktionseinheiten, zu einem, vorzugsweise in sich geschlossenen, Probenbearbeitungssystem verbunden sind, insbesondere zum Mischen, Bearbeiten und/oder Trennen von Proben.
Das System ist dabei vorzugsweise so gebildet, insbesondere in den Abmessungen seiner Funktionseinheiten, dass es auf handelsübliche Behältnisse, insbesondere Laborröhrchen, bevorzugt mit einem Volumen von 5-100 ml_, vorzugsweise einem Füllvolumen von 15 mL oder 50 mL, verbracht bzw. damit verbunden werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße System dadurch gekennzeichnet, dass der Mischzylinder (2) beidseitig von beiden Seiten temporär verschließbar ist.
In einer anderen bevorzugten Ausführung des Systems ist der Innenraum der oder des Mischzylinder(s) so gestaltet, dass eine optimale Durchmischung der Proben ermöglicht ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das System so ausgestaltet, dass die Abtrennvorrichtung(en) auf dem Prinzip des Filtrierens besteht bzw. bestehen, d.h. insbesondere dass die Abtrennvorrichtung(en) (jeweils) einen Filter, eine Membran und/oder ein Sieb aufweist bzw. aufweisen oder damit ausgestaltet sind. Die Filter, Membranen und/oder Siebe weisen dabei vorzugsweise Poren mit einem Porendurchmesser von 10nm-1 mm auf. In wiederum einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die wenigstens eine Abtrennvorrichtung so ausgestaltet, dass zum Stofftrennen Membranen eingesetzt werden können, die einen Porendurchmesser zwischen 10nm und 1 mm aufweisen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems besteht bzw. bestehen die Membran(en) aus an sich bekannte/m Material(ien), das/die sowohl als Größenfilter und/oder als feste(r) Träger mit immobilisierender Oberflächengestaltung verwendbar ist/sind.
In einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße System dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abtrennvorrichtung als Reaktionsgefäß für chemische und/oder physikalische Reaktionen verwendbar ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform betrifft ein erfindungsgemäßes System, dessen wenigstens eine Abtrennvorrichtung bei Bedarf mit Öffnungen zum Beschicken oder Entleeren versehbar sind.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform betrifft ein erfindungsgemäßes System, bei dem eine Strömungsregulierende Verbindungseinheit mit Dreiwegehahn den Abschluss des Probenbearbeitungssystems bildet.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Systems sind durch die Strömungsregulierende Verbindungseinheit Verweilzeit und/oder Durchlaufzeit der Probe in bzw. durch die Funktionseinheiten frei regulierbar.
Wiederum eine andere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass es mit handelsüblichen Gefäßen zur Aufnahme des Durchflusses verbindbar ist.
Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes System dass aus
- einem Mischzylinder (2)
- zwei bis acht, vorzugsweise zwei bis fünf, insbesondere bevorzugt zwei oder drei, Abtrennvorrichtungen (3) und - einer Strömungsregulierenden Verbindungseinheit, insbesondere einer
Vakuumeinheit (5), besteht, die in dieser Abfolge in Reihe angeordnet sind, wobei vorzugsweise die zwei bis acht Abtrennvorrichtungen (3) durch geeignete Auswahl der Porengröße als Sieb- Kaskade ausgebildet sind, d.h. der Filter-, Membran- oder Sieb-Porendurchmesser der Mischvorrichtung von oben nach unten, d.h. in Richtung der Strömungsregulierenden Verbindungseinheit, abnimmt, so dass bspw. Mikropartikel unterschiedlicher Größe über dieses Kaskadensieb auftrennbar sind.
Insbesondere ist ein erfindungsgemäßes System bevorzugt, dessen wenigstens ein Mischzylinder (2) wenigstens eines der Merkmale 20-29 und/oder 80-86 oder vorzugsweise eine Kombination solcher Merkmale oder besonders bevorzugt alle Merkmale 20-29 und/oder 80-86 gemäß der Bezugszeichenliste und/oder den Abbildungen aufweist.
Ein anderes bevorzugtes erfindungsgemäßes System ist dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abtrennvorrichtung (3) wenigstens eines der Merkmale 30- 42 oder vorzugsweise eine Kombination solcher Merkmale oder besonders bevorzugt alle Merkmale 30-42 gemäß der Bezugszeichenliste und/oder den Abbildungen aufweist.
Ein wiederum anderes bevorzugtes erfindungsgemäßes System ist dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsregulierende Verbindungseinheit (5), die vorzugsweise als Vakuumeinheit (5) gebildet ist, wenigstens eines der Merkmale 50-60 oder vorzugsweise eine Kombination solcher Merkmale oder besonders bevorzugt alle Merkmale 50-60 gemäß der Bezugszeichenliste und/oder den Abbildungen aufweist.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform betrifft ein erfindungsgemäßes, insbesondere als Trennvorrichtung geeignetes, System, das ferner (als weitere Funktionseinheit) einen Sammel- und/oder Auffangbehälter (7) aufweist, der vorzugsweise mit der Strömungsregulierenden Verbindungseinheit (vorzugsweise Vakuumeinheit) (5) verbunden ist. Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung betrifft ein, insbesondere als Trenneinheit ausgestaltetes, System, das gemäß den Abbildungen 1A-1 E ausgestaltet ist.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung des erfindungsgemäßen Systems für die Anwendung in der biologischen und/oder medizinischen Forschung, für die Diagnostik, und/oder für die Produktkontrolle in der Biotechnologie, insbesondere zum Mischen, Bearbeiten und/oder Trennen von Proben.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften und Merkmale der Erfindung werden auch aus den nachfolgenden nicht erschöpfenden Ausführungsbeispielen ersichtlich.
Anwendungsbeispiel 1 :
Isolation spezifischer Zellen aus einer Blutprobe - beispielhaft an der Separation CD3 - positiver Zellen aus Vollblut mit anschließender
(A) Isolation von RNA oder DNA
(B) Gewinnung der Einzelzellen
(C) Rückspülen der Partikel-Zell-Komplexe
(D) Verwendung der spezifisch abgereicherten Probe
erläutert.
Anwendungsbezogen werden ein Mischzylinder, eine Abtrenneinrichtung, eine Strömungsregulierende Verbindungseinheit sowie zwei Auffangbehältnisse benötigt. Mit Antikoagulantien versetztes Vollblut wird mit Anti-CD3-Partikeln, auf der Füllseite, in den Mischzylinder verbracht. Der Mischzylinder wird verschlossen und auf einem Rollmischer für mindestens 10 und maximal 45 Minuten gedreht. Im Anschluss an die Inkubation wird der Mischzylinder auf der Entleerungsseite geöffnet. Auf den Zylinder wird dann die Abtrenneinrichtung mit einem Auffangbehältnis verbracht. Das Konstrukt aus Mischzylinder, Abtrenneinrichtung und Auffanggefäß wird gedreht. Anschließend wird der Mischzylinder an der Füllseite geöffnet. Das Gemisch aus Vollblut und Anti-CD3-Partikeln läuft dann über die Abtrenneinrichtung. Die Partikel, welche die CD3-positiven Zellen aus dem Vollblut gefangen haben, verbleiben auf der Membran der Abtrenneinrichtung. Ungebundene und unerwünschte Zellen werden durch mehrmaliges Nachspülen mit einer Waschlösung in das Auffanggefäß gespült.
(A) Die Abtrenneinrichtung samt der Partikel-Zell-Komplexe wird anschließend auf ein frisches, mit einer Strömungsregulierenden Verbindungseinheit kombiniertes, Probenröhrchen verbracht. Die Verbindungseinheit ist durch eine Kappe verschlossen, so dass kein Austausch von Luft und Flüssigkeit durch die Abtrenneinrichtung erfolgen kann. Anschließend wird eine Lyseflüssig zur Freisetzung der RNA oder DNA aus den Zellen in den Reaktionsraum der Abtrenneinrichtung verbracht und inkubiert. Nach der Inkubation wird die Kappe der Verbindungseinheit entfernt und durch eine Einmalspritze ersetzt. Die gesamte Flüssigkeit, samt der speifischen RNA aus den CD3-positiven Zellen, wird anschließend mit Hilfe der Spritze in das Auffanggefäß überführt. Die Partikel verbleiben auf der Membran. Die Aufreinigung der RNA oder DNA aus dem Zelllysat erfolgt anschließend mit den nach dem Stand der Technik vorhanden Separationsmethoden für RNA bzw. DNA.
(B) Die Abtrenneinrichtung samt der Partikel-Zell-Komplexe wird anschließend auf ein frisches, mit einer Strömungsregulierenden Verbindungseinheit kombiniertes, Probenröhrchen verbracht. Die Verbindungseinheit ist durch eine Kappe verschlossen, so dass kein Austausch von Luft und Flüssigkeit durch die Abtrenneinrichtung erfolgen kann. Anschließend wird eine spezielle Ablöseflüssigkeit zur Trennung der Zellen von den Partikeln in den Reaktionsraum der Abtrenneinrichtung verbracht und inkubiert. Nach der Inkubation wird die Kappe der Verbindungseinheit entfernt. Die Zellen werden durch mehrmaliges Spülen mit einer Waschlösung in das Auffanggefäß überführt. Die spezifischen Zellen CD3-positiven Zellen, frei von unerwünschten Zellen, stehen dem Anwender nun für seine weiteren Analysen zur Verfügung.
(C) Die Abtrenneinrichtung samt der Partikel-Zell-Komplexe wird gedreht und auf ein frisches Probenröhrchen verbracht. Durch Spülen mit einer Waschlösung werden die Partikel-Zell-Komplexe in das frische Röhrchen gespült. Diese Fraktion kann anschließend beispielsweise für Kultivierung der Zellen direkt am Partikel verwendet werden.
(D) Die unerwünschten Zellen, welche durch mehrmaliges Nachspülen mit einer Waschlösung in das Auffanggefäß gespült wurden können als abgereicherte Fraktion für weitere Analysen eingesetzt werden.
Anwendungsbeispiel 2:
Kaskadenanwendung zur gleichzeitigen Isolation unterschiedlicher spezifischer
Fraktionen aus einer Blutprobe - beispielhaft an der Separation von CD4- und CD8 - positiven Zellen aus Vollblut, als Schnelltest zur Bestimmung des HlV-lmmunstatus, erläutert.
Anwendungsbezogen werden ein Mischzylinder, zwei Abtrenneinrichtung, zwei
Strömungsregulierende Verbindungseinheit sowie mindestens drei
Auffangbehältnisse benötigt.
Entsprechend der Anwendung werden zwei verschiedene Partikelgrößen benötigt:
- kleine Partikel, die die CD4-positiven Zellen fangen
- mittlere Partikel, die die CD8-positiven Zellen fangen
Entsprechend der zwei Partikelgrößen werden zwei Abtrenneinrichtungen mit unterschiedlichen Porengrößen benötigt:
- kleine Porengröße zum Rückhalt der kleinen Partikel
- große Porengröße zum Rückhalt der großen Partikel
Mit Antikoagulantien versetztes Vollblut wird mit den kleinen Anti-CD4-Partikeln sowie den großen Anti-CD8-Partikel, auf der Füllseite, in den Mischzylinder verbracht. Der Mischzylinder wird verschlossen und auf einem Rollmischer für mindestens 10 und maximal 45 Minuten gedreht. Im Anschluss an die Inkubation wird der Mischzylinder auf der Entleerungsseite geöffnet. Auf den Zylinder wird dann zunächst die Abtrenneinrichtung mit der großen Porengroße und anschließend die Abtrenneinrichtung mit kleinen Porengröße verbracht. Als letztes wird das Auffangbehältnis auf die letzte Abtrenneinrichtung positioniert. . Das Konstrukt aus Mischzylinder, Abtrenneinrichtungen und Auffangbehältnis wird anschließend gedreht und der Mischzylinder auf der Füllseite geöffnet. Die großen CD8-Partikel samt der Zellen, verbleiben auf der Membran der ersten Abtrenneinrichtung, die kleineren CD4-Partikel passieren die erste Abtrenneinrichtung und verbleiben auf der unteren Abtrenneinrichtung, unerwünschte als auch ungebundene Zellen passieren die Abtrenneinrichtungen und werden im Auffanggefäß gesammelt. Jede der Abtrenneinrichtungen samt der Partikel-Zell-Komplexe kann anschließend als eigene Fraktion verwendet werden. Zur Bestimmung des HlV-lmmunstatus wird ein Verhältnis aus den isolierten CD4- zu CD8- Zellen gebildet. Die Punkte (A) - (D) aus dem Anwendungsbeispiel eins können ebenfalls für jede der Fraktionen angewendet werden.
Anwendungsbeispiel 3:
Kaskadenanwendung zur gleichzeitigen Isolation unterschiedlicher Zytokine für die spezifische Bestimmung des Entzündungsstatus aus einer Blutprobe. Anwendungsbezogen werden ein Mischzylinder, drei Abtrenneinrichtung, drei Strömungsregulierende Verbindungseinheit sowie mindestens vier Auffangbehältnisse benötigt. Entsprechend der Anwendung werden drei verschiedene Partikelgrößen benötigt:
- kleine Partikel, die IL-6 fangen
- mittlere Partikel, die IL-8 fangen
- große Partikel, die TNFalpha fangen
Entsprechend der zwei Partikelgrößen werden drei Abtrenneinrichtungen mit unterschiedlichen Porengrößen benötigt:
- kleine Porengröße zum Rückhalt der kleinen Partikel
- mittlere Porengröße zum Rückhalt der mittleren Partikel
- große Porengröße zum Rückhalt der großen Partikel
Die Isolation der spezifische Zytokine erfolgt wie in Anwendungsbeispiel eins und zwei erläutert. Jede der separierten Fraktionen wird anschließend auf der entsprechenden Abtrenneinheit so mit Chemikalien inkubiert, so dass die Beladung der Partikel mit dem jeweiligen Protein durch einen Farbumschlag nachgewiesen werden kann. Die Intensität des Farbumschlages im Reaktionsansatz kann mit Hilfe eines einfachen Messgerätes bestimmt werden. Mit den gewonnen Messwerten kann dann eine entsprechende Diagnose bezüglich des Entzündungsstatus erstellt werden. Legende zu den Abbildungen:
Abbildung 1A: 3D Darstellung von 2 Abtrennvorrichtungen bzw. Trenneinheiten Abbildung 1 B: Seitliche Darstellung der Abtrennvorrichtungen Abbildung 1C: Seitliche Schnittdarstellung der Abtrennvorrichtungen Abbildung 1 D: Ansicht der Abtrennvorrichtungen von Oben Abbildung 1E: Ansicht der Abtrennvorrichtungen von Unten
Abbildung 2A: Seitliche Darstellung des Mischzylinders mit geöffnetem Deckel Abbildung 2B: Seitliche Darstellung des Mischzylinders mit geschlossenem Deckel Abbildung 2C: Hintere Ansicht des Mischzylinders mit geschlossenem Deckel Abbildung 2D: Schnittansicht des Mischzylinders mit geöffnetem Deckel Abbildung 2E: Schnittansicht des Mischzylinders mit geschlossenem Deckel Abbildung 2F: Ansicht des Mischzylinders mit geöffnetem Deckel von Unten Abbildung 2G: Ansicht des Mischzylinders mit geöffnetem Deckel von Oben Abbildung 2H: Ansicht des Mischzylinders mit geöffnetem Deckel von Unten Abbildung 2I: Ansicht des Mischzylinders mit geöffnetem Deckel von Unten
Abbildung 3A: 3D Darstellung einer Abtrennvorrichtung bzw. Trenneinheit
Abbildung 3B: Seitliche Darstellung einer Abtrennvorrichtung
Abbildung 3C: Vordere Ansicht einer Abtrennvorrichtung
Abbildung 3D: Schnittansicht einer Abtrennvorrichtung
Abbildung 3E: Ansicht einer Abtrennvorrichtung von Oben
Abbildung 3F: Ansicht einer Abtrennvorrichtung von Unten
Abbildung 3G: Liniendichtung Variante
Abbildung 3H: Liniendichtung Variante
Abbildung 3I: Verbund von 2 Abtrennvorrichtungenn
Abbildung 3K: Schnittdarstellung der 2 Abtrennvorrichtungen mit Varianten der
Liniendichtung
Abbildung 3L: Darstellung der Rückspülebene
Abbildung 3M: Seitliche Darstellung eines Siebes zum Rückspülen des Retentates
Abbildung 3N: Seitliche Darstellung eines Siebes zum Rückspülen des Retentates
Abbildung 30: Schnittdarstellung des Aufbaues zum Rückspülen des Retentates Abbildung 4A: 3D Darstellung der Vakuumeinheit Abbildung 4B: Seitenansicht der Vakuumeinheit Abbildung 4C: Schnittdarstellung der Vakuumeinheit Abbildung 4D: Draufsicht der Vakuumeinheit
Abbildung 4E: Anschluss einer Vakuumvorrichtung - vor der Filtration Abbildung 4F: Anschluss einer Vakuumvorrichtung - nach der Filtration Abbildung 4G: Aufbau zum Ablösen von Zellen auf der Sieboberfläche Abbildung 4H: Schnittdarstellung des Aufbaus zum Ablösen von Zielen von der Membranoberfläche
Abbildung 5A: Schematische Darstellung Verschluss Mischzylinder mit einer
Bodenkappe
Abbildung 5B: Schnittdarstellung der Bodenkappenfixierung Abbildung 5C: Schnittdarstellung erforderliche Geometrie am Mischzylinder zur
Fixierung der Bodenkappe
Bezugszeichenliste:
1 . .. Trenneinheiten
2 . .. Mischzylinder
3 . .. Trennmembran
5 . .. Vakuumeinheit
7 . .. Sammel- / Auffangbehälter
8 . .. Bodenkappe
20 ... Filmscharnier
21 ... Umlaufkante
22 ... Aussparung zum Öffnen des Deckels
23 ... Deckel
24 ... Außenwandung des Mischzylinders
25 ... Flächenpassung
26 ... Liniendichtung
27 ... Innenwandung des Mischzylinders
28 ... Verschlussfolie
29 ... Abreißzunge für die Verschlussfolie 30 ... Außenwandung einer Trenneinheit über dem Griffstück
31 ... Griffstück
32 ... Abstandshalter
33 ... Stege
34 ... Außenwandung einer Trenneinheit unter dem Griffstück
35 ... Flächenpassung
36 ... Liniendichtung
37 ... Aussparung für Ventilation an der Außenwandung der Trenneinheit unter dem Griffstück
38 ... Aussparung für Ventilation am Griffstück
39 ... Trennmembran
40 ... Rückspülebene
41 ... Rückspülreservoir
42 ... Ablaufkante
50 ... Außenwandung der Vakuumreinheit
51 ... Anschlussstutzen männlich
52 ... Flächenpassung Vakuum der Vakuumeinheit
53 ... Liniendichtung
54 ... Nasen des Anschlussstutzens
55 ... Ausgangslösung
56 ... Rückschlagventil
57 ... Einmalspritze 58 ... Filtrat
59 ... Ablösereservoir
60 ... Zwischenraum zur Verhinderung von Flüssigkeitsabsaugung mit der
Vakuumvorrichtung
80 ... Außengeometrie der Bodenkappe
81 ... Innengeometrie der Bodenkappe
82 ... Klemmbereich 1
83 ... Klemmbereich 2
84 ... Klemmbereich 3 85 ... Abstandshalter
86 ... Geometrie des Mischzylinders zur Fixierung der Bodenkappe
Alle in der vorangehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den Abbildungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims

Patentansprüche
1. System von frei kombinierbaren Funktionseinheiten bestehend aus
- wenigstens einem Mischzylinder (2)
- wenigstens einer Abtrennvorrichtung (3) und
- einer Strömungsregulierende Verbindungseinheit, die vorzugsweise als Vakuumeinheit (5) gebildet ist so gestaltet, dass die Funktionseinheiten, vorzugsweise über Steckverbindungen, in einer beliebigen Reihenfolge, insbesondere mit beliebig vielen Funktionseinheiten, zu einem, vorzugsweise in sich geschlossenen, Probenbearbeitungssystem verbunden sind, insbesondere zum Mischen, Bearbeiten und/oder Trennen von Proben.
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es auf handelsübliche Behältnisse verbracht werden kann.
3. System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischzylinder (2) beidseitig von beiden Seiten temporär verschlossen werden kann.
4. System nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum der Mischzylinder so gestaltet ist, das eine optimale Durchmischung der Proben ermöglicht wird.
5. System nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennvorrichtungen auf dem Prinzip des Filtrierens bestehen.
6. System nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Stofftrennen Membranen eingesetzt werden können mit einem Porendurchmesser zwischen 10nm und 1 mm.
7. System nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranen aus bekannten Materialien bestehen und sowohl als Größenfilter wie auch als feste Träger mit immobilisierender Oberflächengestaltung Verwendung finden können.
8. System nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennvorrichtungen als Reaktionsgefäß für chemische und/oder physikalische Reaktionen dienen können.
9. System nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennvorrichtungen bei Bedarf mit Öffnungen zum Beschicken oder Entleeren versehen werden können.
10. System nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strömungsregulierende Verbindungseinheit mit Dreiwegehahn den Abschluss des Probenbearbeitungssystems bildet.
11.System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch die
Strömungsregulierende Verbindungseinheit Verweilzeit und Durchlaufzeit der Probe in bzw. durch die Funktionseinheiten frei reguliert werden kann.
12. System nach einem der Ansprüche 1-11 , dadurch gekennzeichnet, dass es verbunden werden kann mit handelsüblichen Gefäßen zur Aufnahme des Durchflusses.
13. System nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass es aus
- einem Mischzylinder (2)
- einer bis fünf, vorzugsweise einer, zwei oder drei, Abtrennvorrichtungen (3) und
- einer Strömungsregulierenden Verbindungseinheit (5), die vorzugsweise als Vakuumeinheit (5) gebildet ist, besteht, die in dieser Abfolge in Reihe angeordnet sind.
14. System nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Mischzylinder (2) die Merkmale 20-29 und/oder 80-86 gemäß der Bezugszeichenliste und/oder den Abbildungen aufweist.
15. System nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Abtrennvorrichtung (3) die Merkmale 30-42 gemäß der Bezugszeichenliste und/oder den Abbildungen aufweist.
16. System nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsregulierende Verbindungseinheit (5), die vorzugsweise als Vakuumeinheit gebildet ist, die Merkmale 50-60 gemäß der Bezugszeichenliste und/oder den Abbildungen aufweist.
17. System nach einem der Ansprüche 1-16, insbesondere als Trenneinheit ausgestaltet, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner einen Sammel- und/oder Auffangbehälter (7) aufweist, der vorzugsweise mit der Strömungsregulierenden Verbindungseinheit (5), die vorzugsweise als Vakuumeinheit gebildet ist, verbunden ist.
18. System nach Anspruch 17, insbesondere als Trenneinheit ausgestaltet, dadurch gekennzeichnet, dass es gemäß den Abbildungen 1A-1 E ausgestaltet ist.
19. Verwendung des Systems nach einem der Ansprüche 1-18 für die Anwendung in der biologischen und medizinischen Forschung, für die Diagnostik und für die Produktkontrolle in der Biotechnologie.
20. Verwendung nach Anspruch 19 zum Mischen, Bearbeiten und/oder Trennen von Proben.
PCT/DE2009/001411 2008-10-06 2009-10-06 Baukastensystem von funktionseinheiten zum mischen, bearbeiten und/oder trennen von proben zur anwendung in der biologische/medizinischen forschung und für die diagnostik WO2010040347A2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09806070A EP2334435A2 (de) 2008-10-06 2009-10-06 Baukastensystem von funktionseinheiten zum mischen, bearbeiten und/oder trennen von proben zur anwendung in der biologische/medizinischen forschung und für die diagnostik
US13/122,778 US20110287472A1 (en) 2008-10-06 2009-10-06 Modular system of functional units for mixing, processing and/or separating samples for use in biological/medical research and for diagnostics
DE112009003386.5T DE112009003386A5 (de) 2008-10-06 2009-10-06 Baukastensystem von funktionseinheiten zum mischen, bearbeiten und/oder trennen von proben zur anwendung in der biologische/medizinischen forschung und für die diagnostik

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008050750A DE102008050750A1 (de) 2008-10-06 2008-10-06 Baukastensystem zum methodenorientierten Zusammenstecken von Funktionseinheiten zum Mischen, Bearbeiten und/oder Trennen von Proben zur Anwendung in der biologischen/medizinischen Forschung und für die Diagnostik
DE102008050750.4 2008-10-06

Publications (3)

Publication Number Publication Date
WO2010040347A2 true WO2010040347A2 (de) 2010-04-15
WO2010040347A3 WO2010040347A3 (de) 2010-06-17
WO2010040347A4 WO2010040347A4 (de) 2010-08-26

Family

ID=41795142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2009/001411 WO2010040347A2 (de) 2008-10-06 2009-10-06 Baukastensystem von funktionseinheiten zum mischen, bearbeiten und/oder trennen von proben zur anwendung in der biologische/medizinischen forschung und für die diagnostik

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110287472A1 (de)
EP (1) EP2334435A2 (de)
DE (2) DE102008050750A1 (de)
WO (1) WO2010040347A2 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014105965U1 (de) * 2014-12-10 2015-01-26 Cell.Copedia GmbH Spritzengehäuse zum Pipettieren eines biologischen Materials mit integrierten Membranen
USD886320S1 (en) * 2019-04-29 2020-06-02 Wavesense, Inc. Fluid sequestration apparatus
GB201907537D0 (en) 2019-05-29 2019-07-10 Waterford Institute Of Tech Modular sample processing device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3539300A (en) * 1967-10-23 1970-11-10 Schering Corp Body fluid collector and separator having improved flow rate
DE3342703C2 (de) * 1982-11-26 1995-10-05 Sartorius Gmbh Filtrationsgerät
US4871662A (en) * 1986-08-11 1989-10-03 Watertest Corporation Device for shipping microbiology test samples
US4797259A (en) * 1986-12-15 1989-01-10 Pall Corporation Well-type diagnostic plate device
US5624638A (en) * 1993-05-05 1997-04-29 Davcotech, Inc. Modular laboratory equipment and coupling system
US5601711A (en) * 1994-10-31 1997-02-11 Gelman Sciences Inc. Selective separation filter device
US6090572A (en) * 1998-06-26 2000-07-18 Biostar, Incorporated Filtration and extraction device and method of using the same
US6458278B1 (en) * 1999-02-22 2002-10-01 Nalge Nunc International Corporation Filtering unit having separately attachable filter cassette, filter cassette, and method of filtering
ATE457200T1 (de) * 2001-03-09 2010-02-15 Gen Probe Inc Durchlässige haube

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Also Published As

Publication number Publication date
EP2334435A2 (de) 2011-06-22
US20110287472A1 (en) 2011-11-24
DE102008050750A1 (de) 2010-04-08
WO2010040347A4 (de) 2010-08-26
DE112009003386A5 (de) 2015-03-05
WO2010040347A3 (de) 2010-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69103621T2 (de) Modulare vorrichtung zum sammeln, inkubieren und filtrieren von mehreren proben.
EP2830763B1 (de) Integriertes einweg-chipkartuschensystem für mobile multiparameteranalysen chemischer und/oder biologischer substanzen
DE19729028C1 (de) Vorrichtung sowie Verfahren zur Isolierung von Zellmaterial aus einem Gewebeverband und/oder einer Flüssigkeit
DE68907987T2 (de) Filter und Dosierungsfläschchen sowie dessen Verwendung.
DE10319045A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung Biopolymerhaltiger Flüssigkeiten
WO2010037774A1 (de) Mikrofluidische extraktions- und reaktionsvorrichtung
EP1919625A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum abtrennen von magnetischen partikeln aus einer flüssigkeit
DE19512361A1 (de) Verfahren zur Isolierung eines biologischen Materials
EP0734768B1 (de) Verfahren zur Bindung eines biologischen Materials
EP1979096A1 (de) Mikrofluidische anordnung und modulares lab-on-a-chip-system
EP3230730B1 (de) Spritzengehäuse zum pipettieren eines biologischen materials mit integrierten membranen
WO2006116964A2 (de) Verfahren zur probenaufgabe in module sowie adapter
WO2010040347A2 (de) Baukastensystem von funktionseinheiten zum mischen, bearbeiten und/oder trennen von proben zur anwendung in der biologische/medizinischen forschung und für die diagnostik
EP3897913B1 (de) Filtrierverfahren geeignet zur isolierung und/oder quantifizierung zumindest einer zu untersuchenden substanz aus einer probe
EP1455943B1 (de) Einrichtungen und verfahren zur verarbeitung biologischer oder chemischer substanzen oder deren substanzgemische
DE60304854T2 (de) Vorrichtung zur durchführung einer zytologischen vorbereitung auf einem objektträger
DE102016123658B4 (de) Filtrationsvorrichtung und Verfahren zur Anreicherung von Targets und der nachfolgenden Freisetzung biogener Agenzien
DE19922285A1 (de) Probengefäß
EP3568473B1 (de) Verfahren zum extrahieren von dns
WO2008092697A2 (de) Vorrichtung und verfahren zur mechanischen vereinzelung von zellen aus einem zellverbund
DE202008013359U1 (de) Baukastensystem zum methodenorientierten Zusammenstecken von Funktionseinheiten zum Mischen, Bearbeiten und/oder Trennen von Proben zur Anwendung in der biologische/medizinischen Forschung und für die Diagnostik
DE102011122579A1 (de) Verfahren zum Trennen von Suspensions- oder Kolloidbestandteilen und Vorrichtung zum Trennen von Suspensions- oder Kolloidbestandteilen
WO1997037207A1 (de) Verfahren zum sammeln und/oder abtrennen von partikeln aus einer flüssigkeit für die medizinische diagnose und/oder technische filtration sowie eine vorrichtung zur durchführung eines derartigen verfahrens
EP0394404A1 (de) Automatisiertes in-vivo-testverfahren für mikrokerne und anordnung zur durchführung dieses verfahrens
WO1998047599A1 (de) Rohr zur filtration, insbesondere von mikrosphären

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09806070

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009806070

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120090033865

Country of ref document: DE

Ref document number: 112009003386

Country of ref document: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13122778

Country of ref document: US

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112009003386

Country of ref document: DE

Effective date: 20150305