DE20011397U1 - Evaporation-reduced sample container and cover therefor - Google Patents
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29. Juni29 June
Die Erfindung betrifft einen Probencontainer bzw. eine Abdeckung dafür, wobei der Container ein Behältnis mit mindestens einem Einzelprobenraum aufweist und für die Kultivierung, Analyse und/oder Lagerung von biologischen und/oder chemischen Stoffen und insbesondere zum Einsatz in Automatisierungsprozessen geeignet ist. Vorzugsweise betrifft die Erfindung Mehr-Probencontainer, wie z.B. Mikrotiterplatten, die vermehrt in der Mikro- und Molekularbiologie verwendet werden. Diese finden Einsatzmöglichkeiten in der Kultur von Zellen, bei der instrumentalen Analyse und/oder der Lagerung von Proben.The invention relates to a sample container or a cover therefor, wherein the container has a receptacle with at least one individual sample space and is suitable for the cultivation, analysis and/or storage of biological and/or chemical substances and in particular for use in automation processes. The invention preferably relates to multi-sample containers, such as microtiter plates, which are increasingly used in micro- and molecular biology. These can be used in the culture of cells, in instrumental analysis and/or in the storage of samples.
Ausführungsformen derartiger Container sind beschrieben in den US-Patentschriften 4 657 867, 4 349 632, 4 038 149, 4 012 288, 4 010 078, 3 597 326 und 3 107 204. Einer weitere Art dieser Container ist in der US-Patentschrift 4 358 908 beschrieben.Embodiments of such containers are described in U.S. Patent Nos. 4,657,867, 4,349,632, 4,038,149, 4,012,288, 4,010,078, 3,597,326 and 3,107,204. Another type of these containers is described in U.S. Patent No. 4,358,908.
Die derzeit bekannten und verfügbaren Container bzw. Abdeckungen dafür sollten zumindest drei Bedingungen erfüllen: (1) Erhalt der Sterilität innerhalb der Einzelproben, (2) Eliminierung der Kreuzkontamination aufgrund von Dampfkondensation und (3) Verhinderung des Atmosphärenaustausches zwischen den einzelnen Probenräumen und der Außenatmosphäre. Während die erste der vorgenannten Anforderungen mehr oder weniger zufriedenstellend von bekannten Containern bzw. Abdeckungen dafür erfüllt wird, können die Anforderungen (2) und (3) nur unzufriedenstellend erfüllt werden. In den US-Patentschriften 5 516 490 und 5 604 130 sind Lösungen zur Vermeidung der Kreuzkontamination mit Hilfe von flüssigkeitsdichten Versiegelungen angesprochen. Diese haben jedoch den Nachteil, dass es ausgesprochen schwierig ist, beim Öffnen der Versiegelung eine unerwünschte Kreuzkontamination zu vermeiden.The currently known and available containers or covers for this purpose should meet at least three conditions: (1) maintaining sterility within the individual samples, (2) eliminating cross-contamination due to vapor condensation, and (3) preventing the exchange of atmosphere between the individual sample compartments and the outside atmosphere. While the first of the above requirements is met more or less satisfactorily by known containers or covers for this purpose, requirements (2) and (3) can only be met unsatisfactorily. US patents 5,516,490 and 5,604,130 address solutions for preventing cross-contamination by means of liquid-tight seals. However, these have the disadvantage that it is extremely difficult to avoid unwanted cross-contamination when the seal is opened.
Die meisten anderen der bekannten Container und Abdeckungen dafür erlauben einen zu starken Atmosphärenaustausch zwischen den Probenräumen und der Außenatmosphäre. Keine der zuvor genannten Druckschriften zeigt eine zufriedenstellende Lösung zur Vermeidung der Verdunstung von Zellkulturmedien oder Probenlösungsmittel aufgrund eines zu starken Atmosphärenaustausches zwischen den Probenräumen und der Außenatmosphäre.Most of the other known containers and covers for them allow too much atmospheric exchange between the sample chambers and the outside atmosphere. None of the previously mentioned publications shows a satisfactory solution to prevent evaporation of cell culture media or sample solvents due to too much atmospheric exchange between the sample chambers and the outside atmosphere.
In Mehr-Probencontainem mit großen Einzelprobenräumen, z.B. 6mer Zellkulturplatten, stellt die beschriebene Verdunstung der Zellkulturmedien oder Probenlösungsmitteln im Zentrum der Container kein großes Problem dar. Anders gestaltet sich die Verwendung von Mehr-Probencontainern mit 24 und mehr Einzel-Probenräumen. Die peripher angeordneten und hier besonders die an den Ecken befindlichen Probenräume sind in der Regel einem stärkeren Atmosphärenaustausch ausgesetzt. Dieser verstärkte Austausch führt zu einer stärkeren Verdunstung von Zellkulturmedien oder Probenlösungsmittel und in Folge dessen zu einer Konzentration der darin befindlichen Substanzen oder Zellen. Dieses wiederum erzeugt eine Unausgewogenheit zwischen der Osmolarität des Mediums und dem Zellprotoplasma, wenn sich in den Probenräumen Zellen befinden. Die Konsequenz ist eine Retardierung des Zellwachstums. Um dem entgegenzuwirken, muß in regelmäßigen Abständen das verdunstete Medium nachgefüllt werden, oder die peripheren Bereiche der Mehr-Probencontainer werden für die Zellkultur nicht genutzt.In multi-sample containers with large individual sample spaces, e.g. 6mer cell culture plates, the described evaporation of the cell culture media or sample solvents in the center of the container does not pose a major problem. The situation is different when using multi-sample containers with 24 or more individual sample spaces. The peripherally arranged sample spaces, especially those in the corners, are generally exposed to a greater exchange of atmosphere. This increased exchange leads to a greater evaporation of cell culture media or sample solvents and, as a result, to a concentration of the substances or cells contained therein. This in turn creates an imbalance between the osmolarity of the medium and the cell protoplasm if there are cells in the sample spaces. The consequence is a retardation of cell growth. To counteract this, the evaporated medium must be refilled at regular intervals, or the peripheral areas of the multi-sample containers are not used for cell culture.
Dies trifft in gleichem Maße für die Verwendung der Container bei automatisierten Prozessen zu. Durch die Verdunstung werden die Probenvolumina reduziert und dadurch die Anzahl der möglichen Probenentnahmen, z.B. zum Aufbringen auf Membranen, aus individuellen Probenräumen verringert. Je geringer das Volumen der Einzelproben ist, z.B. in 384mer Mikrotiterplatten, um so stärker ist der Effekt.This applies equally to the use of containers in automated processes. Evaporation reduces the sample volumes and thus the number of possible samples taken from individual sample chambers, e.g. for application to membranes. The smaller the volume of the individual samples, e.g. in 384-mer microtiter plates, the stronger the effect.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Container für die Kultivierung, Analyse und/oder Lagerung von biologischen und/oder chemischen Stoffen bzw. eine verbesserte Abdeckung für einen derartigen Container bereitzustellen.The invention is therefore based on the object of providing an improved container for the cultivation, analysis and/or storage of biological and/or chemical substances or an improved cover for such a container.
Diese Aufgabe wird mit dem entsprechenden Gegenstand der Schutzansprüche gelöst.This problem is solved with the corresponding subject matter of the protection claims.
Gemäß einer Grundidee der vorliegenden Erfindung wird eine Abdeckung für einen Container bereitgestellt, wobei der Container ein Behältnis mit mindestens einem Einzelprobenraum aufweist und für die Kultivierung, Analyse und/oder Lagerung von biologischen und/oder chemischen Stoffen und insbesondere zum Einsatz in Automatisierungsprozessen geeignet ist. Dabei deckt die Abdeckung den Einzelprobenraum im wesentlichen ab und weist zum Behältnis hin ein Material auf, das geeignet ist, Flüssigkeiten zu speichern. In einer Ausführungsform besteht die Abdeckung zumindest im Bereich des Einzelprobenraumes im wesentlichen ausschließlich aus dem flüssigkeitsspeichernden Material.According to a basic idea of the present invention, a cover for a container is provided, wherein the container has a receptacle with at least one individual sample space and is suitable for the cultivation, analysis and/or storage of biological and/or chemical substances and in particular for use in automation processes. The cover essentially covers the individual sample space and has a material towards the receptacle that is suitable for storing liquids. In one embodiment, the cover consists essentially exclusively of the liquid-storing material, at least in the area of the individual sample space.
Das flüssigkeitsspeichernde Material kann Kapillaren, Poren und/oder Quellkörper zum Speichern der Flüssigkeit aufweisen. Das Material kann aus Fasern, wie Textilfasern bestehen, weist jedoch bevorzugt Zellulose und besonders bevorzugt Nitrozellulose auf. In einer besonders geeigneten und kostengünstigen Variante besteht das flüssigkeitsspeichernde Material aus Filterpapier. Die Erfindung ist somit in der Lage, die zuvor genannten drei Bedingungen (1) bis (3) zu erfüllen, und das auf einfachem und kostengünstigem Weg. Auch wird die Verdunstung aus den einzelnen Probenräumen drastisch reduziert. Dies wird nicht über eine Versiegelung, sondern in einfacher und effektiver Weise durch die spezifische Sättigung der im Einzelprobenraum zurückgehaltenen Gasphase mit Molekülen, welche den flüssigen Bestandteilen der verwendeten Probelösungsmitteln oder Zellkulturmedien entsprechen, erreicht. Mehr-Probencontainer mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind insbesondere geeignet für die Lagerung von biologischen und/oder chemischen Proben und zur Verwendung in Automatisierungprozessen, welche stark von konstanten Probenkonzentrationen abhängen.The liquid-storing material can have capillaries, pores and/or swelling bodies for storing the liquid. The material can consist of fibers, such as textile fibers, but preferably comprises cellulose and particularly preferably nitrocellulose. In a particularly suitable and cost-effective variant, the liquid-storing material consists of filter paper. The invention is thus able to meet the three conditions (1) to (3) mentioned above, and in a simple and cost-effective way. Evaporation from the individual sample chambers is also drastically reduced. This is not achieved by sealing, but in a simple and effective way by the specific saturation of the gas phase retained in the individual sample chamber with molecules that correspond to the liquid components of the sample solvents or cell culture media used. Multi-sample containers with the design according to the invention are particularly suitable for the storage of biological and/or chemical samples and for use in automation processes that depend heavily on constant sample concentrations.
Besonders bevorzugt hat das flüssigkeitsspeichernde Material aus Filterpapier eine Dicke von 0,5 mm bis 5 mm. Um eine leichte, kostengünstige und trotzdem effektiveThe liquid-storing material made of filter paper is particularly preferably 0.5 mm to 5 mm thick. In order to achieve a lightweight, cost-effective and yet effective
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Abdeckung bereitzustellen, wird in einer Ausführungsform das flüssigkeitsspeichernde Material der Abdeckung in oder an einem Rahmen gehalten. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist der Rahmen eine Klemm- oder Hafteinrichtung für das flüssigkeitsspeichernde Material auf, so dass der Rahmen wiederverwendbar ist und in einfacher Weise das flüssigkeitsspeichernde Material ausgetauscht werden kann. Alternativ kann das flüssigkeitsspeichernde Material fest mit dem Rahmen verbunden sein.In order to provide a cover, in one embodiment the liquid-storing material of the cover is held in or on a frame. In a further preferred embodiment the frame has a clamping or adhesive device for the liquid-storing material so that the frame is reusable and the liquid-storing material can be easily replaced. Alternatively the liquid-storing material can be firmly connected to the frame.
Die Erfindung kann ebenfalls realisiert werden durch einen Container mit einer Abdeckung, wie zuvor beschrieben. Dabei weist der Container ein Behältnis mit mindestens einem Einzelprobenraum oder mehreren Einzelprobenräumen auf. Dieser Einzelprobenraum bzw. die Mehrzahl von Einzelprobenräumen werden weiter bevorzugt durch eine erfindungsgemäße Abdeckung gemeinsam oder bei Bedarf einzeln oder in Gruppen bedeckt. Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Abdeckung bzw. des erfindungsgemäßen Containers in Automatisierungsprozessen.The invention can also be implemented by a container with a cover, as described above. The container has a receptacle with at least one individual sample chamber or several individual sample chambers. This individual sample chamber or the plurality of individual sample chambers are further preferably covered by a cover according to the invention together or, if necessary, individually or in groups. The invention also relates to the use of the cover according to the invention or the container according to the invention in automation processes.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Mehr-Probencontainers.A preferred embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Fig. 1 shows a perspective schematic representation of a multi-sample container according to the invention.
Fig. 1 zeigt eine Grundplatte 12 aus einer Mehrzahl von Einzelprobenräumen, welche über Wände voneinander abgegrenzt sind. Die Einzelprobenräume sind lediglich schematisch dargestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist auf die Grundplatte 12 eine im wesentlichen flache Abdeckung 11 aus starkem Filterpapier auflegbar. Dieses Filterpapier besteht vorzugsweise aus Zellulose und besonders bevorzugt aus Nitrozellulose und kann alle oder die meisten im Bereich (z. B. Zellkultur, Screening, Diagnostik) üblichen Flüssigkeiten speichern.Fig. 1 shows a base plate 12 made up of a plurality of individual sample spaces which are separated from one another by walls. The individual sample spaces are shown only schematically. According to a preferred embodiment, a substantially flat cover 11 made of strong filter paper can be placed on the base plate 12. This filter paper is preferably made of cellulose and particularly preferably of nitrocellulose and can store all or most of the liquids commonly used in the field (e.g. cell culture, screening, diagnostics).
Weiterhin ist in Fig. 1 schematisch um das flüssigkeitsspeichernde Material 11 ein Rahmen dargestellt, der das flüssigkeitsspeichernde Material hält. Der Rahmen weist vorzugsweise eine Einrichtung zum Klemmen des flüssigkeitsspeicherndenFurthermore, in Fig. 1, a frame is shown schematically around the liquid-storing material 11, which holds the liquid-storing material. The frame preferably has a device for clamping the liquid-storing
Materials auf. Alternativ oder zusätzlich kann das flüssigkeitsspeichernde Material an dem Rahmen durch Klebstoff und/oder Haft- oder Klebestreifen befestigt sein.material. Alternatively or additionally, the liquid-storing material can be attached to the frame by adhesive and/or adhesive or sticky strips.
Bei dem Auflegen einer derartigen Abdeckung mit einem flüssigkeitsspeichernden Material und einem äußeren Rahmen ist es möglich das Entnehmen der biologischen bzw. chemischen Stoffe aus der Grundplatte, z.B. mittels Transfer-Pins zu tätigen, die das Filterpapier durchstechen, so dass die Abdeckung selbst tatsächlich nicht von der Grundplatte 12 zu nehmen ist. In einem solchen Fall sind die Pins vorzugsweise kegelförmig oder zumindest von der Spitze weg verdickt oder als Kapillare ausgebildet, so dass bei dem unvermeidlichen Kontakt mit dem Filter beim Zurückziehen der Pins keine oder nur geringfügige Teile der entnommenen Probenmenge an der durchstochenen Abdeckung hängen bleiben und dadurch die Konzentration nicht wesentlich verändert wird.When placing such a cover with a liquid-storing material and an outer frame, it is possible to remove the biological or chemical substances from the base plate, e.g. by means of transfer pins that pierce the filter paper, so that the cover itself cannot actually be removed from the base plate 12. In such a case, the pins are preferably conical or at least thickened from the tip or designed as a capillary, so that in the inevitable contact with the filter when the pins are pulled back, no or only minor parts of the sample quantity taken remain stuck to the pierced cover and the concentration is therefore not significantly changed.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abdeckung einen Deckel 10 auf, der das flüssigkeitsspeichernde Material 11 mit dem gegebenenfalls vorgesehenen Rahmen auf der Grundplatte 12 fixiert. In Fig. 1 ist ein im wesentlichen flacher Deckel 10 gezeigt, der lediglich durch sein Eigengewicht in einfacher Weise das flüssigkeitsspeichernde Material auf der Grundplatte 12 fixiert. Dadurch bereitet das Abheben des Deckels 10 insbesondere bei Automatisierungsprozessen nur wenig Mühe und senkt außerdem das Risiko der Kreuzkontamination durch eine Entkoppelung des Deckels 10 von der Grundplatte 12. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Filterpapier einfach in den Deckel eingepaßt, so dass es weiter bevorzugt durch eine Klemmeinrichtung eingeklemmt werden kann.According to a further embodiment, the cover has a lid 10 which fixes the liquid-storing material 11 with the optionally provided frame on the base plate 12. Fig. 1 shows a substantially flat lid 10 which simply fixes the liquid-storing material on the base plate 12 by its own weight. As a result, lifting the lid 10 requires little effort, particularly in automated processes, and also reduces the risk of cross-contamination by decoupling the lid 10 from the base plate 12. In a further preferred embodiment of the invention, the filter paper is simply fitted into the lid so that it can be clamped in place, more preferably by a clamping device.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Filterpapier an der Innenseite des Deckels befestigt. Diese Befestigung kann durch Klebstoff oder die Verwendung von Haft- und/oder Klebestreifen erfolgen.In a further preferred embodiment of the invention, the filter paper is attached to the inside of the lid. This attachment can be done by means of glue or the use of adhesive and/or sticky strips.
Das flüssigkeitsspeichernde Material weist Kapillaren, Poren und/oder Quellkörper zum Speichern der Flüssigkeit auf. Dies kann durch das Vorsehen von Textilfasern, Zellulose und/oder auch flüssigkeitsspeichernde Kunststoffe und Vliese erfolgen.The liquid-storing material has capillaries, pores and/or swelling bodies for storing the liquid. This can be achieved by providing textile fibers, cellulose and/or liquid-storing plastics and fleeces.
Filterpapier ist als flüssigkeitsspeicherndes Material aufgrund der geringen Kosten und der weiten Verbreitung im Handel bevorzugt. Auf derartiges Filterpapier werden in besonderer Ausführungsform spezifische Flüssigkeiten aufgetragen, welche in ihrer Zusammensetzung den Probenlösungsmitteln oder Zellkulturmedien entsprechen, oder es werden neutrale Flüssigkeiten wie ddhbO aufgebracht. Hierbei ist darauf zu achten, dass gerade soviel Flüssigkeit auf das Filterpapier aufgetragen wird, dass beim Aufsetzen der Abdeckung auf die Grundplatte 12 keine Flüssigkeit austritt.Filter paper is the preferred material for storing liquids due to its low cost and wide commercial availability. In a special embodiment, specific liquids are applied to such filter paper, the composition of which corresponds to the sample solvents or cell culture media, or neutral liquids such as ddhbO are applied. Care must be taken to ensure that just enough liquid is applied to the filter paper so that no liquid escapes when the cover is placed on the base plate 12.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Grundplatte 12 und/oder die Abdeckung 10 Abstandshalter auf, welche eine Kompression des flüssigkeitsspeichemden Materials 11 verhindern.According to a further embodiment, the base plate 12 and/or the cover 10 has spacers which prevent compression of the liquid-storing material 11.
Bei der Verwendung dieser Anordnung zur Kultivierung oder Lagerung erzeugt die aus dem Filter verdunstende Flüssigkeit eine feuchte Atmosphäre in den einzelnen Probenräumen und sorgt zusätzlich für eine Verminderung des Atmosphärenaustausches. Dies läßt sich vorzugsweise durch ein flaches 0,5 bis 5 mm dickes Filterpapier erreichen, welches sich im Deckel 10 des Mehr-Probencontainers befindet. Durch die spezifische Sättigung der im Einzelprobenraum zurückgehaltenen Gasphase mit Molekülen, welche den flüssigen Bestandteilen der verwendeten Probelösungsmittel oder Zellkulturmedien entsprechen, wird die Verdunstung des Probelösungsmittels oder Zellkulturmediums merklich oder sogar drastisch gesenkt.When using this arrangement for cultivation or storage, the liquid evaporating from the filter creates a humid atmosphere in the individual sample chambers and also ensures a reduction in the exchange of atmosphere. This can preferably be achieved by means of a flat 0.5 to 5 mm thick filter paper, which is located in the lid 10 of the multi-sample container. The specific saturation of the gas phase retained in the individual sample chamber with molecules that correspond to the liquid components of the sample solvents or cell culture media used noticeably or even drastically reduces the evaporation of the sample solvent or cell culture medium.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des beschriebenen Mehr-Probencontainers in Automatisierungprozessen. Ein erfindungsgemäßer Container kommt bei einer Vielzahl von roboter-unterstützten Verfahren zur Anwendung, bei welchen Proben auf Trägersubstanzen angeordnet werden. Kommerziell erhältliche Roboter wie der Qbot (Firma Genetix, UK) sind in der Lage, hochkomplexe Probenanordnungen auf Membranfiltern herzustellen. Die Proben können zuvor in Mikrotiterplatten gelagert werden und direkt daraus von den Robotern entnommen werden. Um mehrere Kopien solcher Filter herstellen zuA further object of the present invention is the use of the described multi-sample container in automation processes. A container according to the invention is used in a variety of robot-assisted processes in which samples are arranged on carrier substances. Commercially available robots such as the Qbot (Genetix, UK) are able to produce highly complex sample arrangements on membrane filters. The samples can be stored in microtiter plates beforehand and taken directly from them by the robots. In order to produce several copies of such filters
können, müssen mehrere Aliquots aus den gleichen . Einzelprobenräumen entnommen und die gleichen Mikrotiterplatten mehrfach verwendet werden. Durch die erfindungsgemäße Reduzierung der Verdunstung der Probenlösungsmtttel ist es möglich, aus dem gleichen Einzelprobenraum weit häufiger Proben zu entnehmen, als dies ohne Verdunstungsschutz der Fall ist.In order to be able to do this, several aliquots must be taken from the same individual sample chambers and the same microtiter plates must be used several times. By reducing the evaporation of the sample solvents according to the invention, it is possible to take samples from the same individual sample chamber far more frequently than is the case without evaporation protection.
Auf diese Art erlaubt die vorliegende Erfindung Mehr-Probencontainer gleichzeitig zur Kultivierung und Lagerung von biologischen oder chemischen Substanzen zu nutzen, wobei die Vorrichtung sich als besonders vorteilhaft zur Anwendung in Automatisierungprozessen eignet.In this way, the present invention allows multiple sample containers to be used simultaneously for the cultivation and storage of biological or chemical substances, whereby the device is particularly advantageous for use in automation processes.
Durch die besondere Ausbildung der Erfindung ist es außerdem möglich, Kreuzkontaminationen durch Dampfkondensation merklich oder sogar drastisch zu senken.Due to the special design of the invention, it is also possible to significantly or even drastically reduce cross-contamination through steam condensation.
Claims (18)
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ID=7943369
Family Applications (1)
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