DE19922902A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Öffnen von mit einer Siegelfolie verschlossenen Behältern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Öffnen von mit einer Siegelfolie verschlossenen BehälternInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Öffnen von mindestens einer mit einer Folie verschlossenen Kammer, gekennzeichnet durch kurzzeitiges Erhitzen der Folie und/oder eines in der Kammer vorhandenen Gases, wobei die Folie zum Aufreißen gebracht wird und/oder mindestens teilweise einschmilzt oder verbrennt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Öffnen von mit einer Siegelfolie
verschlossenen Behältern.
Das gas- und/oder flüssigkeitsdichte Versiegeln von Hohlräumen
und Oberflächen ist eine Aufgabe die sich in vielen Bereichen
der Technik stellt. Es gibt verschiedene Verfahren und
Vorrichtungen, die diese Aufgabe erfüllen. Eine der am
häufigsten eingesetzten Methoden besteht in der Verwendung von
thermoplastischem Material, meist in Form eines dünnen Films,
mit dem das zu versiegelnde Objekt so um- oder abgeschlossen
wird, daß an allen verbleibenden Öffnungen zwei Oberflächen
aus thermoplastischem Material in Berührung stehen. Diese
werden anschließend kurzzeitig dergestalt über den
Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials erhitzt, daß die
Oberflächen an den erhitzten Stellen verschmelzen und sich ein
abgeschlossener, kontinuierlicher Behälter bzw. eine
hermetische Versiegelung ergibt (siehe z. B. US 3765990,
US 3648428, US 3792567, US 4001075). Das thermoplastische
Versiegeln wird beispielsweise auch in der Mikro- und
Molekularbiologie bzw. -genetik auf Mikrotiterplatten
angewendet, teils für die Lagerung von Proben bei tiefen
Temperaturen oder zur Verhinderung des Wasserzutritts bei der
parallelen Durchführung von Polymerase-Kettenreaktionen (PCR)
im großen Maßstab, bei der die Mikrotiterplatten in
Wasserbäder getaucht werden. Vorrichtungen zum Heiß-Versiegeln
von Microtiterplatten werden z. B. von Advanced
Biotechnologies, Epsom, UK oder Genetix Ltd., Christchurch, UK
angeboten.
Nicht immer ist eine permanente Versiegelung das Ziel. In
vielen Fällen soll die Versiegelung das Gut z. B. vor
Beschädigung beim Transport oder vor dem Zutritt oder Austritt
von Wasser, Sauerstoff oder Mikroorganismen während Transport
und Lagerung oder der Sterilisation (vgl. US 5579392)
schützen, sie muß jedoch vor einer weiteren Nutzung des Gutes
entfernt werden. Während bei unempfindlichen Gütern die
Versiegelung durch Zerreißen oder Zerschneiden des
thermoplastischen Materials entfernt werden kann (z. B. WO 98/52861,
US 5613346), sind solche Methoden nicht in allen
Fällen anwendbar.
Insbesondere bei den beschriebenen Anwendungen in der Mikro-
und Molekularbiologie bzw. -genetik wird das Entfernen der
Versiegelung zwar in der Literatur als leicht durchführbar
beschrieben (E. Maier, Robotic technology in library
screening, Laboratory Robotics and Automation 7 (1995), 123-132),
es stellt sich jedoch in der Praxis als problematisch
heraus. Wenn zur Probenentnahme die Versiegelung durch
Aufreißen entfernt wird, besteht die Gefahr von umfangreichen
Probenverlusten und/oder Kreuzkontaminationen. Für die
Rückgewinnung von Proben aus mit Polypropylen-Film
versiegelten Mikrotiterplatten ist ein Werkzeug mit der
Bezeichnung "Pierce Plate" bei Advanced Technologies
erhältlich, das mittels in eine Kunststoffplatte eingelassenen
Dornen den thermoplastischen Film perforieren soll, um den
Zugang zu den Proben zu ermöglichen. Hierbei besteht stets die
Gefahr, die Proben zu kreuzkontaminieren oder Fremdstoffe
einzutragen.
Als Alternative hierzu wurde vorgeschlagen, anstelle der
Polypropylenfolie eine Kunststoff/Aluminium-laminierte Folie
zu verwenden. Dieses Folienlaminat wird mit einem dafür
entwickelten Werkzeug ("Foil Stripper") entfernt, indem an
einer Seite beginnend die Folie auf einen Stab aufgewickelt
und dabei vom Träger gelöst wird. Aufgrund der
unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von
Aluminium und Kunststoff ist jedoch die Versiegelung bei
dieser Methode nicht immer flüssigkeits- und gasdicht, und
löst sich insbesondere unter den Bedingungen der PCR, bei der
das Probengut zyklischen Temperaturveränderungen ausgesetzt
ist, oft ab.
Ein weiterer Vorschlag besteht darin, die mit Polypropylen-
Film versiegelten Platten nach Gebrauch in derselben
Vorrichtung, die für das Versiegeln benützt wird (Temperatur
ca. 170°C), erneut kurz zu erhitzen und anschließend die
Folie abzulösen. Das Versiegeln der Mikrotiterplatten benötigt
nach Angabe des Herstellers bei 170°C ca. 3-4 s (Q-Sealer
Heat Sealing Machine: Users Guide, Genetix Ltd.). Um ein
Wiederablösen der Folie zu erreichen, muß man häufig deutlich
länger erhitzen. Dies führt oft dazu, daß die Proben zum
Sieden gelangen, was unter anderem zu Probenverlusten führen
kann oder Mikroorganismen abtöten würde. Zudem muß man die
noch heiße Versiegelung nach dem Erhitzen von der
Mikrotiterplatte innerhalb so kurzer Zeit ablösen, daß viele
Anwender zu schnellem Reißen neigen. Dies kann wiederum zu
Probenverlusten und Kreuzkontaminationen führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Öffnen von mit einer Folie
verschlossenen Behältern bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche
gelöst.
Die Erfindung stellt ein Verfahren bereit zum Entfernen von
Versiegelungen, welche insbesondere unter Verwendung
thermoplastischer Materialien mittels des Verfahrens der
Hitzeversiegelung hergestellt wurden, wobei die Versiegelung
mittels einer Hitzequelle, die im Abstand von der Versiegelung
angeordnet ist, zum Aufplatzen gebracht wird und/oder
mindestens teilweise verbrennt, wodurch das versiegelte Gut
zugänglich wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine
Vorrichtung die zur Durchführung eines solchen Verfahrens
geeignet ist.
Die Erfindung ermöglicht insbesondere ein einfaches und
schonendes Öffnen bzw. Entfernen von Versiegelungen.
Erfindungsgemäß wird die Folie und eine darunterliegende
Gasschicht in dem Behälter durch Annähern an eine Hitzequelle
für kurze Zeit stark erhitzt. Vorzugsweise wird die Temperatur
der Hitzequelle und die Dauer der Einwirkung dabei so gewählt,
daß sich
- a) die Gasschicht unter der Versiegelung an der Grenzfläche zum thermoplastischen Material soweit ausdehnt und das thermoplastische Material soweit erweicht, daß es zu einem Aufplatzen der Versiegelung kommt; und
- b) die Erwärmung so schnell geschieht, daß das darunter liegende Gut nicht oder nur geringfügig erwärmt wird.
Dies läßt sich vorzugsweise durch Erhitzen mit einer Gasflamme
für 0,5-5 s erreichen. Die Dauer der Einwirkung und die
Temperatur der Hitzequelle müssen dabei auch auf das
thermoplastische Material der Versiegelung abgestimmt werden.
Die bei der teilweisen Verbrennung des thermoplastischen
Materials entstehenden Gase können dabei in einem Gasstrom
abgeführt werden. Es ist dabei von Vorteil, wenn die
Temperatur der Hitzequelle über dem Entzündungspunkt des
thermoplastischen Materials liegt, so daß die nach dem
Aufplatzen der Versiegelung verbleibenden Reste zumindest
teilweise abbrennen oder einschmelzen und den Hohlraum
freigeben.
Als Hitzequelle eignet sich eine offene Flamme, ein
Wärmestrahler, z. B. eine Infrarotlampe, eine
Heißgaserzeugungseinrichtung oder ein Laser. Vorzugsweise
werden Folien mit besonders guten Absorptionseigenschaften für
die ausgestrahlte Energie verwendet. Beispielsweise absorbiert
eine dunkel eingefärbte Polypropylenfolie Energie im
Frequenzspektrum des sichtbaren Lichtes besser als eine
nichteingefärbte Folie.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird beim
Entfernen der Versiegelung der Behälter und vorzugsweise das
darin enthaltene Gut gekühlt. Es wird der Boden des Behälters
oder der Behälter vollständig gekühlt. Die Kühlung erfolgt mit
einer Kühleinrichtung oder in dem der Behälter auf Trockeneis
gestellt wird.
Die Erfindung hat mehrere Vorteile gegenüber den bisher
verwendeten Verfahren. Zum Ersten lassen sich Versiegelungen
wesentlich schneller und zuverlässiger entfernen als mit den
bisher verwendeten Methoden. Das versiegelte Gut wird
weiterhin bei erfindungsgemäßer Ausführung deutlich weniger
erwärmt und damit geschont. Da kein weiteres manuelles
Entfernen der Versiegelung mehr nötig ist, ist dieses
Verfahren einfacher und anwenderfreundlicher, während
gleichzeitig die Gefahr von Verlusten an versiegeltem Gut und
der unerwünschte Eintrag von Fremdkörpern oder -substanzen
minimiert werden. Weiterhin bietet sie gerade bei den
beschriebenen Anwendungen in Mikro- und Molekularbiologie bzw.
-genetik die Möglichkeit, unter sterilen Bedingungen zu
arbeiten.
Die Erfindung ermöglicht insbesondere ein neues Verfahren zum
Lagern von biologischem Material. Vor allem vermeidet sie eine
Kreuzkontamination der in einer Mikrotiterplatte enthaltenen
Proben. Die hohe Temperatur der oberen Schicht beim
Hitzeversiegeln führt zu einer Sterilisation. Weiterhin ist
die Zeit beim Versiegeln und beim Öffnen der Folie so kurz,
daß die enthaltenen Proben nicht aufgeheizt werden. Wenn die
Mikrotiterplatte gekühlt wird, wird nur die oberste Schicht
der Mikrotiterplatte durch den Heißgasstrom aufgeheizt. Das
Öffnen erfolgt in wenigen Sekunden. Der dabei auftretende
Wärmetransport sowohl von Kunststoff als auch von
wasserbasierenden Lösungen ist gering. Die drei vorstehend
genannten Faktoren eröffnen die Möglichkeit
Polypropylenplatten zum Lagern von biologischem Material, wie
Bakterien, Viren, Zellen, Verbindungen etc. einzusetzen.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit besteht darin,
hitzeversiegelte Mikrotiterplatten zur Lyse von Bakterien oder
Hefe durch Erhitzen zu verwenden. Eine vorteilhafte
Verwendungsmöglichkeit besteht zur weiteren Analyse, z. B.
durch PCR.
Das Verfahren kann ebenso zum Öffnen von Platten eingesetzt
werden, in welchen Banken von Verbindungen gelagert werden.
Hierbei ist bisher das Hauptproblem der Kontamination, das mit
der vorliegenden Erfindung vermieden werden kann. Ein
zusätzlicher Vorteil besteht beim Einsatz von DMSO
(Dimethylsulfoxid), eine chemische Verbindung, die zum Lagern
von biologischem Material eingesetzt wird. Der Schmelzpunkt
von DMSO beträgt etwa 12°C. Dies erleichtert die Handhabung
von Lösungen und Gemischen, welche gefroren oder flüssig
gehalten werden sollen.
Üblicherweise werden zum Lagern von Verbindungen
Miktrotiterplatten mit 96 Vertiefungen (Kammern oder
Aufnahmebehältern) eingesetzt. Die vorliegende Erfindung
ermöglicht die Handhabung von Mikrotiterplatten, die eine
höhere Anzahl von Vertiefungen aufweisen. Das Verfahren zum
Öffnen von Mikrotiterplatten unter Verwendung eines
Gasbrenners eröffnet die Möglichkeit, Verbindungen in
Mikrotiterplatten zu lagern, die 384 oder mehr Vertiefungen
bis zu 1536 Vertiefungen aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das
Verfahren wie folgt durchgeführt. In einem ersten Schritt
werden in die Vertiefungen einer Mikrotiterplatte jeweils
Proben abgelegt. In einem zweiten Schritt werden die
Vertiefungen in der Mikrotiterplatte mit einer
Versiegelungsfolie beispielsweise durch Heißversiegeln
verschlossen. In einem dritten Schritt wird die
Mikrotiterplatte mit den Proben an einen anderen Ort
transportiert und dort gelagert, z. B. bei kühlen Temperaturen.
In einem vierten Schritt werden eine oder mehrere beliebige
der Vielzahl von Vertiefungen in der Mikrotiterplatte
freigelegt, indem die entsprechende Versiegelung mit dem
vorstehend beschriebenen Verfahren geöffnet wird. Optional
kann eine oder auch zwei und mehrere Reihen der auf einer der
Mikrotiterplatte vorhandenen Reihen in diesem vierten Schritt
geöffnet werden. In einem fünften Schritt werden die Proben
aus den freigelegten Vertiefungen z. B. für eine nachfolgende
Untersuchung entnommen. Anschließend können die Schritte 3-5
einmal oder mehrmals wiederholt werden. Das heißt die
verbleibenden Proben können wieder gelagert werden und in
einem weiteren Schritt einige oder mehrere der Proben durch
Freilegen von einzelnen Vertiefungen oder von einer oder
mehreren Reihen für eine nachfolgende Untersuchung entnommen
werden. Beispielsweise können in sechs aufeinanderfolgenden
Vorgängen jeweils zwei Reihen einer Mikrotiterplatte geöffnet
werden, die insgesamt 12 Reihen aufweist.
Das mit einer Versiegelungsfolie verschließbare System mit
einer Vielzahl von Vertiefungen ermöglicht den Einsatz von
automatisierten Systemen.
Anstelle von Heißversiegeln kann eine Versiegelungsfolie zum
Verschließen einer Vertiefung in einer Mikrotiterplatte durch
Kleben aufgebracht werden. Das Öffnen oder Freilegen der
Vertiefung erfolgt in der gleichen Weise wie zuvor
beschrieben. Das vorliegende System ist nicht auf ein
bestimmtes Material beschränkt, insbesondere können die
Mikrotiterplatten aus Kunststoff wie Polypropylen,
Polycarbonat und Polystyrol bestehen. Die Versiegelungsfolien
können aus Kunststoff bestehen, z. B. aus Polypropylen,
Polystyrol oder Polyethylen. Außerdem können Kunststoffolien
mit einer Metallschicht versehen sein, z. B. mit einer
Aluminiumbeschichtung.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht den Einsatz von Systemen,
bei denen die Vertiefung mit einer Folie verschlossen wird,
z. B. Polypropylenplatten zum Lagern von biologischen und
chemischen Proben. Die biologischen Proben können
eukariotische oder prokariotische Zellen, Viren, Proteine oder
Nukleinsäuren (Genome, RNA, cDNA, PCR-Fragmente) sein.
Die vorliegende Erfindung hat vor allem den Vorteil, daß die
einzelnen Proben in einer Mikrotiterplatte sicher gelagert
werden können und beim Öffnen von einzelnen oder mehreren der
Vertiefungen eine Kontamination der Proben untereinander
sicher vermieden wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von
Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1A, B und C Aufsichten von Mikrotiterplatten nach dem
Heißversiegeln mit unterschiedlichen Versiegelungszeiten,
Fig. 2A, B, C und D Aufsichten von Mikrotiterplatten, von
denen die Versiegelungsfolie zumindest teilweise entfernt
worden ist, wobei die Versiegelung nach einem bekannten
Verfahren durch Erhitzen mittels einer Heizplatte nach
unterschiedlichen Aufheizzeiten erfolgte, und
Fig. 3A und B die Aufsicht einer Mikrotiterplatte mit
Versiegelung bzw. nachdem die Versiegelungen mit Hilfe des
erfindungsgemäßen Verfahrens geöffnet worden sind,
Fig. 4 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Öffnen von
Versiegelungen und
Fig. 5 eine Vorderansicht der Ausführungsform von Fig. 4.
Polypropylen PP Mikrotiterplatten mit 384 Vertiefungen (Kat.#X5005,
Genetix) und Polypropylen-Film (Heat Seal Film, cat#X5151,
Genetix) wurden mit Hilfe einer
Hitzeversiegelungsvorrichtung von Genetix (Kat.#X5161),
bestehend aus einer hitzeableitenden Basisplatte und einer
elektrisch beheizten oberen Platte, an der ein Griff zum
Ausüben von Druck auf die zu versiegelnde Oberfläche befestigt
ist, mit einer Folie versiegelt. Die
Hitzeversiegelungsvorrichtung wurde jeweils für mindestens 15
Minuten vorgewärmt und bei einer Temperatur von 170°C
betrieben.
Zur Optimierung der Bedingungen beim Versiegeln von
Mikrotiterplatten wurden folgende Versuche durchgeführt:
40 µl einer 1 mM Lösung von Kresolrot (C-9877, Sigma) in 0.1 mM TrisHCl, pH 8.8, wurden in die Vertiefungen von neun Mikrotiterplatten pipettiert. Die Platten wurden mit Heat Seal Film bedeckt und je drei Platten durch Absenken und Andrücken der vorgewärmten oberen Platte für 1, 2, oder 4 s versiegelt. Um ungleichmäßiges Erhitzen weitgehendst auszuschließen wurden die Mikrotiterplatten anschließend um 180° gedreht und erneut für denselben Zeitraum erhitzt. Zwei mal 4 s entspricht den Empfehlungen des Herstellers.
40 µl einer 1 mM Lösung von Kresolrot (C-9877, Sigma) in 0.1 mM TrisHCl, pH 8.8, wurden in die Vertiefungen von neun Mikrotiterplatten pipettiert. Die Platten wurden mit Heat Seal Film bedeckt und je drei Platten durch Absenken und Andrücken der vorgewärmten oberen Platte für 1, 2, oder 4 s versiegelt. Um ungleichmäßiges Erhitzen weitgehendst auszuschließen wurden die Mikrotiterplatten anschließend um 180° gedreht und erneut für denselben Zeitraum erhitzt. Zwei mal 4 s entspricht den Empfehlungen des Herstellers.
Um die Güte der Versiegelung festzustellen wurden die so
versiegelten Platten drei mal für 10 min in ein Wasserbad bei
85°C getaucht und unmittelbar anschließend für 5 min in einem
Eisbad abgekühlt. Abschließend wurden die Platten unter
fließendem Wasser gewaschen, auf einen Transilluminator
überführt und mittels eines Herolab E.A.S.Y System
ausgewertet.
Kresolrot ist ein pH-Indikator, und wechselt seine Farbe von
einem intensiven Rot bei pH < 8.8 zu blaßgelb bei pH < 7.2.
Die Güte der Versiegelung war daher an dem Verschwinden der
roten Farbe in den Vertiefungen der Mikrotiterplatte zu
erkennen. Im Transilluminator-Bild sind intakt versiegelte
Vertiefungen als dunkle Punkte zu erkennen, während helle oder
farblose Punkte Vertiefungen darstellen, deren Inhalt wegen
einer unvollständigen Versiegelung oder einer Verletzung der
Versiegelung ausgewaschen werden konnte. Fig. 1A, B und C
zeigen typische Ergebnisse für die verwendeten
Versiegelungsdauern von 2 × 1 s, 2 × 2 s und 2 × 4 s. Wie Fig. 1C
zeigt, ergaben nur die für 2 × 4 s erhitzten Platten eine
zuverlässig dichte Versiegelung. Nach Erhitzen für 2 × 1 s
blieben 15 ± 8 Vertiefungen je Platte und nach je 2 × 2 s 5 ± 6
Vertiefungen unversiegelt.
Zum Entfernen der Versiegelung nach einem bekannten Verfahren
unter Verwendung einer Versiegelungsvorrichtung wurden
folgende Versuche durchgeführt:
40 µl einer 1 mM Lösung von Kresolrot (C-9877, Sigma) in 0.1 mM TrisHCl, pH 8.8, wurden in die Vertiefungen von zwölf Mikrotiterplatten pipettiert. Die Platten wurden mit Heat Seal Film bedeckt und durch Absenken und Andrücken der vorgewärmten oberen Platte für 4 s versiegelt, die Platten um 180° gedreht und erneut für 4 s erhitzt. Um die Versiegelung aller Vertiefungen sicherzustellen, wurden die so versiegelten Platten drei mal für 10 min in ein Wasserbad bei 85°C getaucht, unmittelbar anschließend für 5 min in einem Eisbad abgekühlt und abschließend auf einem Transilluminator auf entfärbte Vertiefungen überprüft.
40 µl einer 1 mM Lösung von Kresolrot (C-9877, Sigma) in 0.1 mM TrisHCl, pH 8.8, wurden in die Vertiefungen von zwölf Mikrotiterplatten pipettiert. Die Platten wurden mit Heat Seal Film bedeckt und durch Absenken und Andrücken der vorgewärmten oberen Platte für 4 s versiegelt, die Platten um 180° gedreht und erneut für 4 s erhitzt. Um die Versiegelung aller Vertiefungen sicherzustellen, wurden die so versiegelten Platten drei mal für 10 min in ein Wasserbad bei 85°C getaucht, unmittelbar anschließend für 5 min in einem Eisbad abgekühlt und abschließend auf einem Transilluminator auf entfärbte Vertiefungen überprüft.
Zum Entfernen der Versiegelung wurden die Platten in die
Versiegelungsvorrichtung eingebracht, je drei Platten unter
Andrücken wie oben beschrieben für jeweils 10, 20, 40 oder 80 s
erhitzt und anschließend die Versiegelung in einem Ruck
abgezogen. Nach dem Entfernen der Versiegelung wurden die
Platten unter fließendem Wasser gewaschen, auf einen
Transilluminator überführt und mittels eines Herolab E.A.S.Y
System ausgewertet.
Zur Bestimmung der Effizienz der Entfernung des
Polypropylenfilms wurde das Vorliegen von im Transilluminator
als dunkle Punkte erscheinenden, mit Kresolrotlösung gefüllten
Vertiefungen bewertet. Fig. 2A, B, C und D zeigt typische
Beispiele für die mit den untersuchten Heizzeiten erhaltenen
Ergebnisse. Nur wenn die Platten 40 s (Fig. 2C) oder
vorzugsweise 80 s (Fig. 2D) erhitzt wurden, wurde die
Versiegelung zuverlässig entfernt.
Die folgenden Beobachtungen wurden bei Anwendung dieser
Methode gemacht: a) Erhitzen der Platte für 40 s reichte aus,
um die gesamte Platte auf über 50°C zu erhitzen; b) Beim
Abreißen des Films waren Kreuzkontaminationen häufig.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
wurden die Versiegelungen unter Verwendung eines
Bunsenbrenners entfernt.
40 µl einer 1 mM Lösung von Kresolrot (C-9877, Sigma) in 0.1 mM
TrisHCl, pH 8.8, wurden in die Vertiefungen von drei
Mikrotiterplatten pipettiert. Die Platten wurden mit Heat Seal
Film bedeckt und durch Absenken und Andrücken der vorgewärmten
oberen Platte für 4 s versiegelt, die Platten um 180° gedreht
und erneut für 4 s erhitzt. Um die Versiegelung aller
Vertiefungen zu prüfen, wurden die so versiegelten Platten
drei mal für 10 min in ein Wasserbad bei 85°C getaucht,
unmittelbar anschließend für 5 min in einem Eisbad abgekühlt
und abschließend auf einem Transilluminator auf entfärbte
Vertiefungen überprüft.
Die Platten wurden auf eine flache Oberfläche gelegt und ein
Bunsenbrenner in einer gleichförmigen Bewegung in 5-10 cm
Abstand so über die Platte geführt, daß die Flamme jede Stelle
der Platte für nicht länger als 1 s bestrich. Das Öffnen der
Versiegelung konnte als Aufplatzen und schnelles Schmelzen und
Abbrennen des Polypropylenfilms beobachtet werden. Nach dem
Entfernen der Versiegelung wurden die Platten unter fließendem
Wasser gewaschen, auf einen Transilluminator überführt und
mittels eines Herolab E.A.S.Y System ausgewertet.
Zur Bestimmung der Effizienz der Entfernung des
Polypropylenfilms wurde das Vorliegen von im Transilluminator
als dunkle Punkte erscheinenden, mit Kresolrotlösung gefüllten
Vertiefungen bewertet. Fig. 3 zeigt ein typisches Beispiel für
die erhaltenen Ergebnisse: Fig. 3A zeigt eine
Mikrotiterplatte nach Versiegeln und Waschen, Abb. 3B
dieselbe Platte nach Behandlung mit dem Bunsenbrenner. Alle
Vertiefungen wurden jeweils zuverlässig in weniger als 3 s
eröffnet.
In den Fig. 4 und 5 ist eine Prinzipdarstellung einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Öffnen von Versiegelungen an
Mikrotiterplatten gezeigt. Eine Mikrotiterplatte 1 ist auf
einem Förderband 2 angeordnet und wird mit Hilfe des
Förderbands durch ein Gehäuse 5 hindurch transportiert.
Oberhalb des Förderbands ist eine Gasbrennereinrichtung 3
angeordnet, die in dieser bevorzugten Ausführungsform als
Hitzequelle dient. Wie in der Vorderansicht von Fig. 5
gezeigt, sind mehrere Gas- und Luftzufuhranschlüsse 4
vorgesehen. In dem gezeigten Beispiel sind insgesamt fünf
Gasflammen dargestellt, die quer zur Transportrichtung des
Förderbands angeordnet sind und in Richtung auf die
Mikrotiterplatte 1 weisen. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform ist die Hitzequelle 3 schwenkbar angeordnet,
wodurch die Richtung der auf die Mikrotiterplatte weisenden
Gasflammen einstellbar ist. Bevorzugt ist der Winkel gegenüber
der Senkrechten zum Förderband um einen Winkel innerhalb eines
Bereichs von +/-45° verschwenkbar.
Anstelle eines Gasbrenners kann mit Hilfe einer
Heißluftpistole über die Einrichtung 3 ein Heißluftstrom auf
die Mikrotiterplatte gerichtet werden.
Mit Hilfe der Vorrichtung sind unterschiedliche Parameter
einstellbar. Die Temperatur sowie die Geschwindigkeit der
Erwärmung der Siegelfolie kann durch eine entsprechende
Regelung der Gas/Luftzufuhr erfolgen. Alternativ oder
zusätzlich kann der Abstand und/oder der Winkel der
Gasbrennereinrichtung zur Lage der Mikrotiterplatte bzw. des
Förderbandes eingestellt werden. Weiterhin kann durch
Einstellen der Transportgeschwindigkeit die Einwirkdauer der
Hitzequelle auf die Mikrotiterplatte bestimmt werden. Eine
weitere Möglichkeit besteht darin, die Dauer der Wärmezufuhr
einzustellen, indem z. B. die Gas/Luftzufuhr nur während einer
bestimmten Heizdauer erfolgt.
Die Erfindung ist nicht auf das vorgeschriebenen
Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr kann das
erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung vielseitig
eingesetzt werden zum Öffnen von mit Folien verschlossenen
Behältern, wobei unterschiedliche Folien oder Versiegelungen
geöffnet und entfernt werden können. Alternativ zu einer
offenen Flamme ist auch eine Heißluftpistole einsetzbar,
insbesondere eine Heißluftpistole, die mit Temperaturen bis
600°C arbeitet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden von einer Mikrotiterplatte nicht
gleichzeitig alle Versiegelungen geöffnet, sondern nur jeweils
bestimmte gewünschte Vertiefungen freigelegt. Beispielsweise
können die Vertiefungen einer einzelnen Reihe oder mehrerer
Reihen von einer solchen Mikrotiterplatte in einem ersten
Vorgang geöffnet werden. Die Proben der freigelegten
Vertiefungen können untersucht werden, beispielsweise mit
Hilfe eines automatischen Systems entnommen werden.
Anschließend kann die Mikrotiterplatte mit den darin
verbliebenen Proben wieder gelagert werden, z. B. über Nacht
oder eine Woche oder für längere Zeit. Die Lagerung kann
abhängig von der in der Mikrotiterplatte vorhandenen Proben
bei tiefen Temperaturen, z. B. -20°C bis zu -70°C erfolgen.
In einem nächsten Vorgang werden die Versiegelungen von
weiteren Vertiefungen entfernt, z. B. wird die nächste oder
mehrere der nächstfolgenden Reihen von einer Mikrotiterplatte
geöffnet. Die Proben können wieder entnommen werden und
beispielsweise auf Agar übertragen werden. Der Vorgang, d. h.
Lagern der verbleibenden Proben und anschließendes Öffnen von
bestimmten der vorhandenen Vertiefungen kann gegebenenfalls
mehrfach wiederholt werden.
Claims (31)
1. Verfahren zum Öffnen von mindestens einer mit einer Folie
verschlossenen Kammer, gekennzeichnet durch kurzzeitiges
Erhitzen der Folie und/oder eines in der Kammer
vorhandenen Gases, wobei die Folie zum Aufreißen gebracht
wird und/oder mindestens teilweise einschmilzt oder
verbrennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in der Kammer ein Gut mit
einer darüber angeordneten Gasschicht enthalten ist und
beim Erhitzen des Gases das in der Kammer vorhandene Gut
nicht oder nur geringfügig erwärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausdehnung des
Gasvolumens mindestens so groß ist, daß die Folie
aufreißt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei durch das Erhitzen das
Folienmaterial erweicht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei durch
das Erhitzen die Entzündungstemperatur des
Folienmaterials erreicht wird und die Folie mindestens
teilweise einschmilzt oder verbrennt.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
beim Erhitzen der Folie ein Träger, in dem die Kammer
ausgebildet ist, und vorzugsweise das darin enthaltene Gut
gekühlt werden.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das
Erhitzen innerhalb einer Zeit von 0,5 s bis 5 s
durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das
Erhitzen durch relatives Annähern des Trägers an eine
Hitzequelle erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das
Erhitzen mit einer offenen Flamme erfolgt, vorzugsweise
unter Verwendung eines Gasbrenners.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das
Erhitzen mit Hilfe eines Heißluftstromes erfolgt,
vorzugsweise unter Verwendung einer Heißluftpistole.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Folie ein thermoplastisches Material aufweist und der
Träger eine mehrere Kammern aufweisende Mikrotiterplatte
ist, die mit der Folie heißversiegelt worden sind.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
entstehenden Gase, insbesondere die durch eine Verbrennung
der Folie entstehenden Gase in einem Gasstrom abgeführt
werden.
13. Vorrichtung zum Öffnen von mindestens einer mit einer
Folie verschlossenen Kammer, gekennzeichnet durch eine
Hitzequelle zum kurzzeitigen Erhitzen der Folie und/oder
eines in der Kammer vorhandenen Gases, wobei die
Hitzequelle im Abstand von der Folie angeordnet ist und
wobei die Folie zum Aufreißen gebracht wird und/oder
mindestens teilweise verbrennt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei in der Kammer ein Gut
mit einer darüber angeordneten Gasschicht enthalten ist
und die Hitzequelle das in der Kammer vorhandene Gut nicht
oder nur geringfügig erwärmt wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei durch die
Hitzequelle das Gasvolumen so weit ausgedehnt wird, daß
die Folie aufreißt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Temperatur der
Hitzequelle und der Abstand so eingestellt sind, daß das
Folienmaterial erweicht.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die
Hitzequelle das Folienmaterial auf die
Entzündungstemperatur erwärmt und die Folie mindestens
teilweise einschmilzt oder verbrennt.
18. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit
einer Einrichtung, die die Kammer und vorzugsweise das
darin enthaltene Gut kühlt.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei Eis oder Trockeneis
oder eine Kühleinrichtung die Kammer und/oder einen
Träger, in dem die Kammer ausgebildet ist, kühlt.
20. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
eine Einrichtung die Hitzequelle für eine Zeit von 0,5 s
bis 5 s aktiviert.
21. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche mit
einer Einrichtung zum relativen Annähern der Hitzequelle
an die Folie.
22. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
die Hitzequelle eine offene Flamme aufweist und
vorzugsweise ein Gasbrenner ist.
23. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
die Hitzequelle einen Heißluftstrom bereitstellt und
vorzugsweise eine Heißluftpistole ist.
24. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
die Folie ein thermoplastisches Material aufweist und der
Träger eine mehrere Kammern aufweisende Mikrotiterplatte
ist, die mit der Folie heißversiegelt worden sind.
25. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche mit
einer Einrichtung zum Ableiten von entstehenden Gasen,
insbesondere der durch eine Verbrennung der Folie
entstehenden Gase.
26. Verwendung einer mit einer Folie verschlossenen Kammer,
die gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12
oder mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-25
geöffnet werden kann zum Lagern von chemischen oder
biologischen Proben.
27. Verwendung von Anspruch 26, wobei mehrere Kammern in einer
Mikrotiterplatte angeordnet sind.
28. Verwendung nach Anspruch 26 oder 27, wobei als biologische
Proben eukariotische oder prokariotische Zellen, Viren,
Proteine oder Nukleinsäuren gelagert werden.
29. Verwendung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, wobei das
Lagern bei einer Temperatur von -20°C bis -70°C erfolgt.
30. Verwendung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, wobei
in einem ersten Schritt Proben in den Vertiefungen einer Mikrotiterplatte angeordnet werden,
in einem zweiten Schritt die Vertiefungen der Mikrotiterplatte mit einer Folie vorzugsweise durch Heißversiegeln verschlossen werden,
in einem dritten Schritt die Mikrotiterplatte gelagert wird,
in einem vierten Schritt eine oder mehrere der Vertiefung, vorzugsweise eine oder mehrere Reihen der Vertiefungen einer Mikrotiterplatte geöffnet werden, und
in einem fünften Schritt die Proben der freigelegten Vertiefungen untersucht bzw. für eine anschließende Untersuchung entnommen werden,
wobei die Schritte 3 bis 5 einmal oder mehrmals wiederholt werden.
in einem ersten Schritt Proben in den Vertiefungen einer Mikrotiterplatte angeordnet werden,
in einem zweiten Schritt die Vertiefungen der Mikrotiterplatte mit einer Folie vorzugsweise durch Heißversiegeln verschlossen werden,
in einem dritten Schritt die Mikrotiterplatte gelagert wird,
in einem vierten Schritt eine oder mehrere der Vertiefung, vorzugsweise eine oder mehrere Reihen der Vertiefungen einer Mikrotiterplatte geöffnet werden, und
in einem fünften Schritt die Proben der freigelegten Vertiefungen untersucht bzw. für eine anschließende Untersuchung entnommen werden,
wobei die Schritte 3 bis 5 einmal oder mehrmals wiederholt werden.
31. Verwendung nach Anspruch 30, wobei Proben und/oder
Vertiefungen bei dem zweiten Schritt und/oder dem vierten
Schritt gekühlt werden.
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