Title:
Multi-well filtration plate, for high throughput applications in the automatic isolation of DNA and RNA, has a nonwoven support at the filter membrane to stabilize it and prevent damage
Kind Code:
A1


Abstract:
The multi-well filtration plate is stabilized by a support material (4) at the filter membrane (3), using a glass fiber or polymer nonwoven. The nonwoven is a commercially available material with a fiber thickness of 8-12 micrometers and a fabric weight of 25-40 g/m2. The filter and the support are pressed between the sample holder (1) and the outflow section (2)



Inventors:
Hillebrand, Timo, Dr. (Hönow, 15366, DE)
Bendzko, Peter, Dr. (Berlin, 12623, DE)
Application Number:
DE10233970A
Publication Date:
02/12/2004
Filing Date:
07/25/2002
Assignee:
InViTek Gesellschaft für Biotechnik & Biodesign mbH (Berlin, 13125, DE)



Attorney, Agent or Firm:
Baumbach, F., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw. (Berlin)
Claims:
Multiwell-Filtrationsplatte für Hochdurchsatzapplikationen in der Nukleinsäuretechnik und in der Proteinaufreinigung und -analytik, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermembran mit einem inerten Stützmaterial verstärkt wird.

Multiwell-Filtrationsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Stützmaterial Anstrichvliese aus Glasfasern verwendet werden.

Multiwell-Filtrationsplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstrichvliese eine Faserstärke von 8-12 μm und ein Gewicht von 25-40 g/m2 aufweisen.

Multiwell-Filtrationsplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein kommerziell verfügbares Anstrichvlies verwendet wird.

Multiwell-Filtrationsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Stützmaterial Armierungen aus Polyestervliesen verwendet werden.

Multiwell-Filtrationsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Stützmaterial Armierungen aus Polypropylenvliesen verwendet werden.

Multiwell-Filtrationsplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um 96-well- und 384-Well-Filtrationsplatten handelt.

Verfahren zur Herstellung einer Multiwell-Filtrationsplatte nach einem der Ansprüche 1-7 dadurch gekennzeichnet, dass werkzeugmäßig die inneren Verpressungskanten so geschärft sind, dass bei der Verpressung ein Filtereinsatz (3) und ein Einsatz des Stützmaterials (4) zwischen Probeaufnahmeteil (1) und dem Auslaufteil (2) gelegt wird und den Vertiefungen entsprechende Filter und Stützmaterialien gestanzt werden, die mit dem Probeaufnahmeteil (1) in den Auslaufteil (2) gepreßt und auf den Auflageabsatz aufgelegt werden.

Verwendung einer Multiwell-Filtrationsplatte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 für Hochdurchsatzapplikationen in der Nukleinsäuretechnik.

Verwendung einer Multiwell-Filtrationsplatte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 in der Proteinaufreinigung und -analytik.

Description:

Die Erfindung betrifft stabilisierte Multiwell-Filtrationsplatten für Hochdurchsatzapplikationen, wobei eine Stabilisierung von Membranen erfolgt, welche sich in herkömmlichen Multiwell-Filtrationsplatten, vorzugsweise im 96-Well- oder im 384-Well-Format, befinden. Die Stabilisierung wird erfindungsgemäß durch die Verstärkung der Membranen mit inerten Stützmaterialien, vorzugsweise mit Glasfaservlies, Polyestervlies und/oder Polypropylenvlies realisiert. Die Stabilisierung verhindert dabei eine mögliche mechanische Zerstörung der Membranen während des Filtrationsprozesses. Die erfindungsgemäß stabilisierten Filtrationsplatten sind insbesondere für Hochdurchsatzapplikationen in der Nukleinsäuretechnik sowie für die Proteinaufreinigung und -analytik geeignet.

In den letzten Jahren zeichnete sich ein zunehmender Trend zur Automatisierung bei der Isolierung und Aufreinigung von Nukleinsäuren ab. Die Ursachen liegen darin begründet, dass sich in allen Forschungsfeldern der modernen Biotechnologie molekularbiologische Verfahren immer stärker etablieren. Nicht zuletzt durch die DNA-Sequenzierung innerhalb weltweiter Genomprojekte (z.B. Humanes Genomprojekt) ist eine Automatisierung der Isolierung und Aufreinigung von Plasmid-DNA eine zwingende Voraussetzung geworden. Die Notwendigkeit der Entwicklung von Automatisierungsvarianten beschränkt sich dabei nicht nur auf den Bereich der Plasmid-DNA-Isolierung. Mehr und mehr gewinnt auch die automatisierte Isolierung genomischer DNA aus unterschiedlichsten Ausgangsmaterialien und Mengen sowie die Isolierung von RNA an Bedeutung. Dies umfasst alle Bereiche der molekularen Basisforschung und zunehmend auch den Diagnostikbereich. Verfahren der automatisierten Isolierung von Nukleinsäuren werden z.Z. über Mikrotestplatten mit eingebauten Filtermaterialien realisiert. Dabei sind z.Z. Verwendung findende Formate sog. 96-Well bzw. 384-Well-Mikrotestplatten.

Multiwell-Filterplatten sind von verschiedenen Anbietern kommerziell verfügbar und werden für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Teilweise existieren Patente und Patentanmeldungen für Multiwell-Filtrationsplatten, wobei in der Regel die Art und Weise der Technik der Verbringung der Membran in die Platte beschrieben worden sind (USA 4,948,442; EP-A1 0,098,534; DE 10041825).

Problematisch für alle diese Platten ist allerdings die mögliche mechanische Zerstörung der in der Filterplatte angeordneten Membran bei bestimmten Anwendungen. Dies betrifft vor allem eine Vielzahl von Applikationen im Bereich der Nukleinsäureisolierung und der Proteinaufreinigung und -analytik.

Viskose Ausgangsmaterialien (z.B. Vollblutproben, Lysate aus Gewebeproben), zu hohe Filtrationsvolumina von viskosen Ausgangsproben als auch zu hohes Vakuum bergen ein erhebliches Risiko, dass während des Filtrationsvorganges Membranen in einzelnen Wells zerreißen. Dies führt in der Regel während einer durchgeführten Applikation dazu, dass die gesamte Filterplatte nicht mehr verwendet werden kann und damit verbunden alle bearbeiteten Proben verloren gehen.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, die eine mögliche mechanische Zerstörung der Filtermembranen verhindert.

Das Problem konnte überraschenderweise dadurch gelöst werden, dass unterhalb der eigentlichen Filtermembran einer Multiwell-Filterplatte in adäquater Abmessung zur Membran ein inertes Stützmaterial angeordnet wurde. Besonders überraschend war, dass sich Glasfaservliese, insbesondere Maler-Anstrichvliese, z.B. HOCO-Anstrichvliese, als inerte Stützmaterialien besonders eignen. Bei den Maler-Anstrichvliesen handelt es sich um kommerziell verfügbare Glasfaservliese mit einer Faserstärke von 8-12 μm und einem Gewicht von 25-40 g/m2.

Der Vorteil der erfindungsgemäß verwendeten Anstrichvliese liegt u.a. an dessen geringer Dicke von nur wenigen zehntel Millimetern, so dass keine konstruktiven Änderungen an den Filterplatten notwendig sind. Darüber hinaus ist die Verwendung der Anstrichvliese als Stützmaterial extrem preiswert. Neben den kommerziell verfügbaren Anstrichvliesen, z.B. Malervliese aus Glasfasermaterial, können auch andere für die Anwendungen notwendigerweise inerte Stützmaterialien wie. z.B. Armierungen aus Polyestervliesen oder Armierungen aus Polypropylenvliesen, wie sie in der Bauwirtschaft Verwendung finden, eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Multiwell-Filtrationsplatte besteht aus zwei dicht verbundenen Einzelteilen. Der obere Teil der Platte wird als Probenaufnahmeteil 1 definiert, der untere Teil der Platte als Auslaufteil 2 mit Filter 3 und Stützmaterial 4 (Abbildung). Dieser Auslaufteil 2 umfaßt für jedes Well geformte Auslaufstutzen, über die das Filtrat in ein Auffanggefäß, wie z.B. eine Deep-Well-Platte, zur weiteren Bestimmung läuft.

Gegenstand der Erfindung ist auch das Verfahren zur Herstellung der neuen Multiwell-Filtrationsplatte. Der Probenaufnahmeteil 1 und der Auslaufteil 2 der Multiwell-Filtrationsplatte werden in einem besonderen Produktionsablauf fest miteinander über eine hydraulische Verpressung verbunden. Die Verpressung erfolgt jeweils an den Vertiefungen mit den Auslaufstutzen (96 bzw. 384). Werkzeugmäßig sind die inneren Verpressungskanten so geschärft, dass bei der Verpressung, bei der der Filtereinsatz 3 , wie z. B. eine Filtermatte, und das Stützmaterial 4, wie z.B. ein Anstrichflies, zwischen Ober- 1 und Unterteil 2 gelegt wird (Abbildung), den Vertiefungen entsprechende Filter und Stützmaterialien sauber gestanzt werden. Diese ausgestanzten Filtereinsätze und Stützmaterialien werden mit dem Oberteil in das Unterteil gepreßt und legen sich auf den Auflageabsatz im Unterteil auf. Durch hydraulischen Druck werden Plattenoberteil, Filterplättchen und Plattenunterteil fest und dicht miteinander verpreßt.

Die Erfindung löst in idealster Weise das beschriebene Problem einer möglichen mechanischen Zerstörung von Filtermembranen. Das erfindungsgemäß verwendete Stützmaterial, vor allem Anstrichvliese, sind dabei extrem preiswert und können problemlos unter der zu stabilisierenden Membran angeordnet werden. Bei der Herstellung der Filterplatten wird unter der Filtermembran das Stützmaterial angeordnet und sowohl die Filtermembran als auch das Stützmaterial gestanzt.

Die erfindungsgemäßen Filterplatten können für eine Vielzahl von bisher problematischen Anwendungen, z.B. der Isolierung von DNA aus großen Volumina an Vollblut, problemlos eingesetzt werden, wobei selbst bei Anlegen eines notwendigerweise hohen Unterdruckes für die Filtration von viskosen Lysaten keinerlei Beschädigung der Membran erfolgt.

Anschließend wird die Erfindung an einer Abbildung näher erläutert.