自动核酸提取的装置和方法，包括能部分或完全浸入反应腔中的主体，其特征在于，至少进入该反应腔中的部分具有非光滑表面。在裂解后，生物样本被添加有机物质且优选是乙醇或酮。现在使该配料与以非光滑表面为特点的材料接触。在此前提条件下，核酸吸附至所用材料的表面。接着，可选地进行利用已知的乙醇清洗液的清洗步骤。在干燥之后，吸附核酸通过添加水或低盐缓冲液而脱离所述材料并且能被用于下游应用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动核酸提取的装置和方法
本专利技术的主题是能借此快速高效地以及大量自动地隔离并洗出核酸的装置和方法。
技术介绍
在典型条件下如下所述地从细胞和组织中分离DNA：含核酸的原始材料在强烈变性及还原条件下、有时也在采用蛋白分解酶情况下被分解，出现的核酸片段通过苯酚/氯仿提取步骤被纯化且核酸借助透析或乙醇沉淀从水相中获得(Sambrook,J.、Fritsch,E.F.和Maniatis,T.，1989，CSH，“分子克隆”)。用于从细胞且尤其组织中分离核酸的此种“经典方法”是很费时间的(有时超过48小时)，需要显著的设备成本，此外也无法在现场条件实现。另外，这样的方法因为所用化学物质如苯酚和氯仿的量不少而对健康有害。下一代核酸分离法依据由福格施坦恩和吉尔斯皮(Proc.Natl.Acad.Sci.美国,1979,76,615-619)研发并首次描述的、从琼脂糖凝胶中准备并分解纯化DNA片段的方法。该方法将“包含待分离DNA带的琼脂糖溶解在离液序列高的盐(NaJ)的饱和溶液中”与“将DNA结合至玻璃珠”进行了结合。固着至玻璃珠的DNA随后用洗涤液(20mM的三羟甲基氨基甲烷(Tris-HCl)[pH7.2]；200mM的氯化钠；2mM的EDTA；50％v/v乙醇)被洗涤，随后脱离载体颗粒。该方法迄今经历一系列改变且当前被用于自不同来源提取纯化核酸的不同方法，最后成为几乎所有商业可用的人工和自动核酸分离用试剂盒的基础。此外存在涉及核酸分离基本原理的许多专利和公开文献，所述基本原理由福格施坦恩和吉尔斯皮初次公开且或许还拥有其它的优点。这些变型不仅涉及使用不同的矿物载体材料，也涉及核酸结合用缓冲液的类型。例子尤其是在有不同的离液序列高的盐的溶液情况下将核酸结合至矿物载体，此时作为载体材料采用细磨玻璃粉(BIO101,LaJolla,CA)、硅藻土(Sigma公司)或者硅胶或硅酸盐悬浮体或者玻璃纤维过滤器或矿土(DE4139664A1、US5,234,809、WO-A95/34569、DE4321904、DE20207793)。所有这些专利基于在有离液序列高的盐溶液情况下将核酸结合至基于玻璃或硅的矿物载体材料。在新近的专利文献中公开了，为了将核酸吸附至技术人员所已知且采用的矿物材料，也可以很高效且成功地采用所谓的反离液盐作为裂解/结合缓冲液体系的组成(EP1135479)。概括而言，人们于是可以如下所述地描述现有技术，在有含有离液序列高的盐或反离液盐的缓冲液情况下，或者在含有离液序列高的盐和反离液盐的混合物的缓冲液情况下，将核酸结合至矿物材料，然后在此过程中也能分离核酸。此时也出现以下优选变型，在此采用附加的脂肪族醇来促成结合。技术人员也知道了所有常见的用于核酸分离纯化的商业产品都基于此。所用矿物载体在此以松散料形式、滤膜形式或悬浮体形式存在。为了执行自动提取过程，通常采用顺磁珠或磁珠。在此，它例如是硅酸盐物质，其具备磁芯或顺磁芯，或者是氧化铁颗粒，其表面被改进以拥有核酸结合所需的功能性。为了尤其能简单执行自动提取，采用经改进的吸移管尖端。它的特点是其已包含核酸结合所需的载体材料(多孔矿物载体材料或多孔阴离子交换剂等)。例如，专利文献DE3717211描述一种带有核酸分离用多孔层析材料的吸移管尖端。专利文献EP1951904公开一种吸移管尖端，其由上部和下部组成，两者之间也有多孔层析载体材料，且它们应被用于自动核酸分离。经改进的核酸提取用吸移管尖端也在专利文献US2013/0078619中被公开。在吸移管尖端内也有多孔矿物载体材料(多孔玻璃)用于直接结合核酸。所有这些经改进的吸移管尖端的共同点是，它是多孔层析材料(松散料或多孔固体)。该载体材料总是水平位于吸移管尖端内。待处理液体流过所用的多孔材料。提取过程所依据的是，在样品裂解且调节出用于将核酸吸附至载体材料所需要的相应结合条件后，配料借助吸移过程被吸引经过多孔载体材料。核酸结合至载体材料。接着，洗涤缓冲液被吸移穿过载体材料。接着进行干燥步骤(频繁吸排或施加真空)。最后，洗脱剂被吸移经过载体材料。在此使结合的核酸脱离载体材料。含载体材料的吸移管尖端的使用应显著简化核酸(尤其)自动提取过程。虽然该设想已经有一些年头了(1987年5月22日的专利文献DE3717211)，但这种方法并未得以实现。在这里，原因在于以下的几个根本问题：1)含核酸的高黏度裂解产物的吸移只能有限起效或者导致层析材料完全堵塞。因此无法实现提取。2)裂解产物吸移经过多孔材料导致了泡沫形成。这随着越来越多的吸移步骤而强，可能也使得提取过程无法实现。3)从多孔材料中除去乙醇成分是困难的且通常不能令人满意地解决。
技术实现思路
因此，本专利技术基于以下任务，解决已知的问题，进而能相比于目前情况简单快速许多地执行自动核酸提取。本专利技术的另一个目的在于允许将现有的液体操作仪器平台用于自动核酸提取。这应该可利用简单手段普遍实现。该任务根据权利要求的特征来完成。根据权利要求1，描述一种自动核酸提取装置，包括主体，其可以部分或完全浸入反应腔中，在此，至少浸入反应腔中的所述部分具有粗糙表面或结构化表面。采用相应的吸移管尖端，其或是被打毛，或者外套有粗糙物体或结构化物体。当溶液极性被降低时，在该物体上发生核酸沉淀。这或是最好通过添加有机溶剂(乙醇)来进行，或是通过现有技术中已知的结合缓冲液来进行。事实证明，当该物体具有光滑表面时并未发生核酸结合至该物体。权利要求2-6是本专利技术的优选实施方式。本专利技术的主题还是一种具有根据本专利技术装置的根据walk-away原理的仪器，例如自动吸移仪或自动提取仪。本专利技术的基础是以下观点，核酸吸附至结构化材料或粗糙材料的表面(如聚合物材料)。为此只需要裂解含有核酸的生物样品以释放核酸。这可以利用技术人员已知的缓冲液进行。在裂解之后，样品中被加入降低水溶液极性的物质且优选有机溶剂如乙醇或酮。现在使配料接触以非光滑表面为特点的材料。在这些前提下，核酸吸附至所用材料的表面。接着，或许进行利用已知的乙醇洗涤液的洗涤步骤。在干燥之后，所吸附的核酸通过添加水或低盐缓冲液(如10mM的TrisHCl)而脱离该材料并且可被用于下游的应用。本专利技术的装置和本专利技术的方法将所述可能方案用于可自动化的简单提取作业。该装置在此由一主体构成，其可部分浸入反应腔中，在这里，浸入反应腔中的所述部分具有非光滑表面。最好采用空心体，其可容纳和输出液体。尤其最好采用吸移管尖端。吸移管尖端如此构造，即在其外表面的后下三分之一中有结构化材料或粗糙材料。这例如可以通过插套上匹配的环来实现(例如这样的环可被插套在常见的吸移管尖端上，这强调了通用性)。但空心体本身也可以具备这种结构特点(粗糙度)，因而由一个部分构成且在注塑工具中制造。在图1中示意性示出了例如用于经改进的吸移管尖端的本专利技术装置。属于本专利技术的还有自动核酸提取方法，其特点是有以下步骤：a)裂解的生物样品被加入一反应腔中并被加入至少一种降低水溶液极性的物质或者用于将核酸结合至固相的物质，b)将根据权利要求1至5之一的装置浸入所述腔中，其中，该核酸结合至该装置的粗糙部分或结构化部分，c)或许将该装置转移入用于洗涤所结合的核酸的至少另一个腔，d)或许干燥所结合的核酸，e)将干燥后的结合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自动核酸提取装置，包括至少一个能部分或完全浸入反应腔中的主体，其特征在于，至少浸入反应腔中的所述部分具有粗糙表面或结构化表面。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.23 DE 102015207481.1;2015.06.19 DE 10201521.一种自动核酸提取装置，包括至少一个能部分或完全浸入反应腔中的主体，其特征在于，至少浸入反应腔中的所述部分具有粗糙表面或结构化表面。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置包括至少部分粗糙的或结构化的空心体，优选是具有部分的粗糙表面或结构化表面的吸移管尖端。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，它是粗糙的或结构化的物体外装在其上的光滑的空心体，所述光滑的空心体优选是吸移管尖端。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，可装的物体是带有粗糙表面或结构化表面的环或套管。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，可装的物体是粗糙的或结构化的聚合物材料、带有粗糙表面或结构化表面的复合材料或者借助3D打印所形成的材料。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，该空心体，优选吸移管尖端，能够接纳处于反应容器中的液体。7.一种按照walk-away原理的自动核酸提取用仪器，包括至少一个根据权利要求1至6中任一项所述的装置。8.根据权利要求7的仪器，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫·希勒布兰德，索斯藤·斯特罗，
申请(专利权)人：AJ耶拿检疫有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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