WO2000071425A1

WO2000071425A1 - Verfahren und vorrichtung zum öffnen von mit einer siegelfolie verschlossenen behältern

Info

Publication number: WO2000071425A1
Application number: PCT/EP2000/004513
Authority: WO
Inventors: Igor Ivanov
Original assignee: Gpc Biotech Ag
Priority date: 1999-05-19
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2000-11-30
Also published as: AU5395200A; EP1183185A1; DE19922902A1

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

Verfahren und Vorrichtung zum Öffnen von mit einer Siegelfolie verschlossenen Behältern

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 5679392) 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 Mikrotiterplat- ten 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 entwik- kelten 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.

Eine der neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet des Ultra High Throughput Screening stellen Microtapes dar (TW Astle; Micro- Tape - A 384-Well Ultra High Throughput Screening System; LabAutomation' 99, Final Conference Program, S. 122; Associa- tion for Laboratory Automation, Charlottesville, USA; 1999) . Dies sind Bänder einer elastischen Folie die dergestalt mit einer Prägung versehen wurden, daß Hohlräume ähnlich einer Mikrotiterplatte zur Verfügung gestellt werden, die sich aber, nach Befüllen und Versiegeln, zur Aufbewahrung aufrollen lassen. Sie sind damit besonders zur platzsparenden Aufbewahrung einer großen Zahl von Proben wie auch zu einer kontinuierlichen Arbeitsweise beim Beproben durch Abrollen des Bandes geeignet. Gerade bei einer kontinuierlichen Arbeitsweise stellt sich aber das Problem, die Versiegelung möglichst kurz vor der

Beprobung und in ebenfalls kontinuierlicher Weise zu entfernen. Hierfür zeigen sich die oben beschriebenen Lösungsvorschläge als wenig geeignet.

Das Prinzip der Microtapes stammt ursprünglich aus der Elektronikindustrie, wo sie für die Verpackung von Bauelementen Verwendung fanden. Auch hier besteht Badarf für ein kostengünstiges, schnelles, und ein das verpackte Gut nicht gefährdendes Verfahren zum Entpacken der Bauteile, sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung. Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung können auch hier eingesetzt werden.

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 Gaschicht 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 bzw. einem Microtape 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 bzw. das Microtape gekühlt wird, wird nur die oberste Schicht der Mikrotiterplatte bzw. des Microtapes 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 bzw. Microtapes 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 (Dimethyl- sulfoxid) , 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 Miktrotiter- platten 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.

Das Verfahren eignet sich weiterhin zum Öffnen der Versiegelung bei Microtapes for Transport, Lagerung und Einsatz von biologischen Proben wie auch elektronischen Bauteilen. Hier kann insbesondere beim kontinuierlichen Arbeiten durch Abrollen des Bandes eine erfindungsgemäße Vorrichtung so in den Prozeß eingegliedert werden, daß genau die Anzahl Probenkammern/Bauteilkammern geöffnet werden, die im nächsten Bepro- bungszyklus beprobt werden. Hierdurch, und durch die hohe Geschwindigkeit beim Entfernen der Versiegelung, werden insbe- sondere bei biologischen und chemischen Proben Materialverluste durch Verdunstung minimiert und Varianzen zwischen Proben aufgrund unterschiedlicher Zeiten zwischen Entfernen der Versiegelung und Beprobung vermieden. Die Entnahme von elektronischen Bauteilen gelingt schnell und ohne Gefährdung der Bauteile, beispielsweise durch Kanten von Schneidwerkzeugen. Besonders eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren aber auch bei diskontinuierlichem Arbeiten mit Mikrotapes, da es ermöglicht, gezielt und einzeln nur die Versiegelung derjenigen Probenkammern/Bauteilkammern zu entfernen, denen Material entnommen werden sollen, unabhängig von ihrer Position auf dem Band.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren wie folgt durchgeführt. In einem ersten Schritt werden in die Vertiefungen einer Mikrotiterplatte bzw. eines Microtapes jeweils Proben abgelegt. In einem zweiten Schritt werden die Vertiefungen in der Mikrotiterplatte bzw. dem Microtape mit einer Versiegelungsfolie beispielsweise durch Heißversiegeln verschlossen. In einem dritten Schritt wird die Mikrotiterplatte bzw. das Microtape 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 bzw. dem Microtape 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 bzw. auf einem Microtape 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.

Unter Heißversiegeln hierin kann auch das berührungsfreie Erhitzen der Versiegelungsfolie durch Strahlung verstanden werden. Anstelle von Heißversiegeln kann eine Versiegelungsfolie zum Verschließen einer Vertiefung in einer Mikrotiterplatte bzw. einem Microtape 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 bzw. Microtapes aus Kunststoff wie Polypropylen, Polycarbonat und Polystyrol bestehen. Die Versiegelungsfolien können aus Kunststoff bestehen, z. B. aus Polypropylen, Polystyrol oder Polyethylen oder EVA. Außerdem können Mehrschichtfolien und Laminate Verwendung finden, z.B. metallbeschichtete Folien, z.B. mit Aluminium beschichtete Folien.

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 bzw. einem Microtape sicher gelagert werden können und beim Öffnen von einzel- nen 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:

Figuren 1A, B und C Aufsichten von Mikrotiterplatten nach dem

Heißversiegeln mit unterschiedlichen Versiegelungszeiten

Figuren 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

Figuren 3A und B die Aufsicht einer Mikrotiterplatte mit Versiegelung bzw. nachdem die Versiegelungen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens geöffnet worden sind,

Figur 4 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Öffnen von Versiegelungen und

Figur 5 eine Vorderansicht der Ausführungsform von Figur 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 min- destens 15 Minuten vorgewärmt und bei einer Temperatur von

170 °C betrieben.

Zur Optimierung der Bedingungen beim Versiegeln von Mikrotiterplatten wurden folgende Versuche durchgeführt:

40μl einer 1 mM Lösung von Kresolrot (C-9877, Sigma) in 0.1 mM TrisHCl, pH 8.8, wurden in die Vertiefungen von neun Mikrotiterplatten bzw. Microtapes 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. Figuren 1A, B und C zeigen typische Ergebnisse für die verwendeten Versiegelungsdauern von 2x1 s, 2x2 s und 2x4 s. Wie Figur IC zeigt, ergaben nur die für 2x4 s erhitzten Platten eine zuverlässig dichte Ver- siegelung. Nach Erhitzen für 2x1 s blieben 15 + 8 Vertiefungen je Platte und nach je 2x2 s 5 ± 6 Vertiefungen unversiegelt.

Zum Entfernen der Versiegelung nach einem bekannten Verfahren unter Verwendung einer Versiegelungsvorrichtung wurden folgende Versuche durchgeführt:

40μl 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. Figuren 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.

40μl 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: Figur 3A zeigt eine Mikrotiterplatte nach Versiegeln und Waschen, Abbildung 3B dieselbe Platte nach Behandlung mit dem Bunsenbrenner. Alle Vertiefungen wurden jeweils zuverlässig in weniger als 3 s eröffnet.

In den Figuren 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 Figur 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 bzw. das Microtape 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 bzw. eines Microtape 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 Mirkotiterplatte 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 bzw. das Microtape mit den darin verbliebenen Proben wieder gelagert werden, z.B. über Nacht oder eine Woche oder für längere Zeit. Die Lagerung kann abhängig von den in der Mikrotiterplatte bzw. dem Microtape 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 bzw. einem Microtape 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

Patentansprüche

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 oder Microtape 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 oder Microtape 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 bzw. einem Microtape 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 oder einem Microtape angeordnet werden, in einem zweiten Schritt die Vertiefungen der Mikrotiterplatte oder dem Microtape mit einer Folie vorzugsweise durch Heißversiegeln verschlossen werden, in einem dritten Schritt die Mikrotiterplatte oder das Microtape gelagert wird, in einem vierten Schritt eine oder mehrere der Vertiefung, vorzugsweise eine oder mehrere Reihen der Vertiefungen einer Mikrotiterplatte oder einem Microtape 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.

32. 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 Bauteilen in der Elektronikindustrie .