EP1899044A2 - Device for the rotor-stator homogenization of heterogeneous samples, and use of such a device - Google Patents
Device for the rotor-stator homogenization of heterogeneous samples, and use of such a deviceInfo
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- EP1899044A2 EP1899044A2 EP06762237A EP06762237A EP1899044A2 EP 1899044 A2 EP1899044 A2 EP 1899044A2 EP 06762237 A EP06762237 A EP 06762237A EP 06762237 A EP06762237 A EP 06762237A EP 1899044 A2 EP1899044 A2 EP 1899044A2
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Definitions
- the present invention relates to a device for the homogenization of inhomogeneous samples, in particular for the homogenization or disintegration of immiscible or difficult to mix liquids or solid materials.
- rotor-stator homogenizers consist of an outer shaft tube, the stator, and a rotatably mounted rotor shaft located therein.
- This rotor shaft is generally driven via a clutch by means of a motor.
- the homogenization of samples takes place via correspondingly shaped comminution regions of the rotor and of the stator during the rotational movement of the rotor.
- a rotor-stator homogenizer is manually introduced into a reaction vessel or a homogenization vessel, in which the sample and optionally a digestion solution is located.
- the position of the rotor-stator homogenizer in the vessel is not defined, so that the reproducibility of Homogenisationsluien is limited.
- the samples to be homogenized are, for example, suspensions and emulsions of immiscible liquids.
- the homogenization of such suspensions and emulsions is of interest in many fields, such as in the manufacture of foods, cosmetics, pharmaceuticals, paints, etc.
- Rotor-stator homogenizers are also used for the homogenization of solid samples, eg to prepare the sample material for analysis purposes.
- sewage sludge is homogenized prior to analysis with rotor-stator homogenizers.
- other biological materials such as tissue of plant or animal origin are homogenized by means of rotor-stator homogenizers for their analysis.
- Rotor-stator homogenizers are used, for example, in the sample preparation of brain tissue for the detection of prions and thus play an important role in the detection of transmissible spongiform encephalitis.
- due to the high rotational speeds it is usually the case that the samples are even spilled out of the reaction vessel. This leads to losses as well as to a reduction in yield and carries the risk of contamination, which is undesirable not only with infectious material but also, for example, with toxic and / or radiolabelled material. Further problems are lack of reproducibility, too low homogenization efficiency, poor automation, cumbersome and less efficient transfer of reagents, solutions, homogenate, etc.
- the present invention was therefore based on the object to provide a device that allows a more efficient homogenization of liquid or solid samples.
- the solution to this problem is to provide the objects and methods mentioned in the claims.
- the present invention reduces or prevents the spattering of sample material, thereby reducing the risk of contamination.
- the invention also offers the advantage of achieving higher yields and better reproducibility. This is especially important for diagnostic purposes.
- due to the nature of the rotor-stator homogenizer, the reaction vessel or homogenization vessel, their connection by means of a connection system and / or the corresponding combination of rotor-stator homogenizer, reaction vessel and / or connection system and corresponding processes a faster and more efficient Homogenization achieved, for example, the surprising surprising the efficient rotor-stator homogenization of a microorganism, such as Escherichia coli (E. coli) allows.
- E. coli Escherichia coli
- the invention also offers the possibility of inexpensively combining reusable rotor-stator homogenizers with disposable vessels, if appropriate including homogenization particles and / or digestion reagents, ie "homogenization kits.”
- This option opens up the lucrative option of marketing "homogenization kits" to customers with corresponding rotor-stator homogenizers.
- the possibility of this cost-effective combination and the increased efficiency and efficiency of homogenization is advantageous over the known disposable rotor-stator homogenizers and the complete disposable systems.
- the present invention relates to a device for the homogenization of inhomogeneous samples, wherein a rotor-stator-homogenizer is connected to a reaction vessel in a manner that the ejection of the sample from the vessel is avoided or at least reduced and / or the rotor-stator Homogenizer defined with the reaction vessel is connected, so that, for example, the homogenization efficiency and yields are increased, reduces the risk of contamination and / or the automation and disposal of waste, such as the complete unit of rotor-stator homogenizer, reaction vessel, and Connection system after homogenization and removal Homogenate, be relieved.
- An additional aspect of the invention is an apparatus which is a rotor-stator homogenizer which is used not only for homogenization but also for the transfer of material such as liquids, reagents, homogenate, etc.
- connection of a rotor-stator homogenizer with a reaction vessel is achieved by a connection system.
- FIG. A coupling (1) connects the rotor-stator-homogenizer (2) with a drive.
- the coupling which is open at the top, can be closed by means of a closure, for example a lid, possibly also a membranous closure, a septum, a fleece, etc., in order to avoid contamination and to enable adequate disposal.
- Substances can be added or removed via the open coupling or the rotor-stator homogenizer which is open at the top. For example, homogenate can be removed from the reaction vessel via a pipetting process.
- the rotor-stator-homogenizer (2) consists of a stator (3) and a rotor (4).
- openings can be integrated.
- a possible upper opening for the circulation of air at a position outside the reaction vessel (5a) it is preferable to integrate a lower lateral opening for the circulation of solution (6).
- the upper opening for the circulation of air outside the reaction vessel (5a) is dispensed with.
- a corresponding opening in the rotor-stator homogenizer is introduced at a position within the reaction vessel (5b). Homogenate, which emerges from this opening (5b), so can no longer splash out of the reaction vessel and to Contaminations and losses.
- the openings can be located exclusively in the stator (3), exclusively in the rotor (4) or in both components.
- openings are generally dispensed with.
- the rotor-stator homogenizer (2) has homogenization regions (7).
- the rotor-stator homogenizer (2) is connected to the reaction vessel (9).
- the rotor-stator homogenizer, the reaction vessel and the connection system are made of suitable materials.
- made of plastics or metal Particularly preferred is the combination of a rotor-stator homogenizer made of metal with a reaction vessel and a connection system made of plastic or glass.
- the rotor-stator homogenizer can thus be used several times if necessary.
- the homogenization vessel and possibly the connection system can be used for centrifuging the sample or for further process steps such as pipetting, incubations, etc., and finally disposed of in a sterile, low-contamination or contamination-free manner.
- the rotor-stator-homogenizer is not used several times, in particular in the case of rotor-stator-homogenizers, which are made of plastic, this can be processed together with the reaction vessel and the connection system and can also be disposed of in a sterile and low-contamination or contamination-free manner.
- connection systems are constructed and consist of components and elements which cause a seal so that no material exits the reaction vessel or the rotor-stator-homogenizer during the homogenization or during subsequent process steps or the exit is reduced and / or a stable and / or defined positioning of the rotor-stator homogenizer in the reaction vessel is brought about.
- An additional aspect of connection systems according to the invention may be a device used for the transfer of material, for example liquids, reagents, homogenate, etc.
- connection system (8) is placed on the peripheral edge of the reaction vessel (9) and the rotor-stator homogenizer (2) is preferably enclosed as tightly as possible by a cylindrical region of the connection system (14) is and thus a guide or lock for the rotor-stator-homogenous isator and the outlet of solution or homogenate from the reaction vessel reduced or is prevented.
- a guide or catch (15) is provided in the connection system, which is in direct contact with the inner surface of the reaction vessel, so that the connection system is solid or defined in the reaction vessel.
- the connection system may be firmly connected to the reaction vessel like a lid.
- the opening of the connection system may also have a closure or lid.
- the guide (15) can also be located outside the upper edge of the reaction vessel ( Figure 2C).
- the connection system can also have a separation unit (11) (separation units are explained in greater detail below, see also FIG. 5).
- the connection system may be provided with openings (16) for pressure equalization or pipetting. These openings can be equipped with membranes, valves or lids or closures.
- the inner guide is constructed so that it also serves as a guide for the rotor-stator-homogenizer ( Figure 2D).
- a pipette tip, a guide for a pipette or pipette tip, or an adapter for a pipette (17) can be integrated into the connection component.
- connection system is provided with a border (18) which offers additional protection against the splash of solution or homogenate and further reduces contamination risks (FIG. 2E).
- border (18) offers additional protection against the splash of solution or homogenate and further reduces contamination risks.
- more rigid connections such as snaps, bayonet or threaded connections.
- Such compounds can be used not only in the connection between the connection system and rotor-stator-homogenizer, but also in the connection between the connection system and the reaction vessel. With such compounds, for example, the vertical position of the rotor-stator homogenizer is also determined relative to the reaction vessel.
- the vertical position of the rotor-stator homogenizer can also be achieved by a stopper (Figure 2G, 20).
- This stopper can be part of the rotor-stator homogenizer, ie, for example, be firmly connected to this. It is likewise conceivable for the stopper to be fastened to the rotor-stator homogenizer by means of a more flexible, yet rigid connection, for example a snap lock, bayonet closure or a threaded connection, for example by a locking screw (FIG. 2G, 21).
- the stopper is conical and designed the connection system appropriately.
- seals and sealing systems can also be used.
- a sealing ring e.g. an O-ring, which is preferably in a guide (23) or depression, are used for this purpose.
- a sealing ring In conjunction with the stopper of the rotor-stator homogenizer so a correspondingly high density is achieved.
- connection system is constructed so that the vertical axis of symmetry of the rotor-stator homogenizer (dotted line) is not congruent with the vertical axis of symmetry of the reaction vessel (dashed line), so that the angle ⁇ is not equal to 90 ° is.
- an angle e.g. between 0.5 ° and 85 °, between 1 ° and 40 °, between 2 ° and 20 °, or between 3 ° and 10 °.
- the angle can be changed manually, but preferably by an external device (drive unit), by means of a flexible shaft, for example through a hose.
- a flexible shaft can also be made by the flexible connection of a stable cylindrical shaft with a stable lid.
- a flexible compound for example, correspondingly flexible plastics come into question.
- connection system is constructed so that the vertical axis of symmetry of the rotor-stator homogenizer (dotted line) at a defined position, outside the central vertical axis of the reaction vessel (dashed line) is located. This also prevents a vortex from forming in the center of the reaction vessel in which the rotor-stator homogenizer is "empty", with the consequences described above.
- the azentrisch mounted rotor-stator-homogenizer additionally in the horizontal plane, preferably circular, are moved. This process can be done manually, but preferably via a corresponding drive, so that a corresponding reproducibility i is ensured.
- the connection system has, for example, an insert (FIGS. 2L, 24). This insert allows, for example, circular movements of the rotor-stator homogenizer, which surprisingly improves the homogenization.
- connection system for example, as shown in Figure 2L, 24, used to flexibly connect different sized rotor-stator-homogenizers and reaction vessels.
- the predetermined connection between the rotor-stator homogenizer and the reaction vessel can also determine the relative height. It is also possible to change this relative height during the homogenization process. For example, repeated up and down movements are conceivable, which are done manually, but preferably via a corresponding drive, so that a corresponding reproducibility is maintained. These movements in the vertical plane can be combined with movements in the horizontal plane as well as angle changes manually, but preferably by a corresponding drive. Surprisingly, these movements in a plane or in the room mean that material that otherwise escapes the homogenization process is still homogenized, and this in particular in the case of an automated and therefore reproducible process.
- the embodiments may be provided with a lid or closure (25), which is shown by way of example in FIG. 2L.
- a lid or closure 25
- the various aspects of the embodiments can be combined with each other according to the invention.
- the surfaces of the rotor-stator homogenizer and / or the reaction vessel are such that the homogenization effect or homogenization efficiency increases surprisingly significantly.
- homogenization surfaces are characterized in that surfaces are used with a rough texture, i. for example, that the surface of a surface, in particular a smooth surface, is increased.
- rough surfaces may be generated by sanding, grinding, drilling, sand blasting, ultrasound, etching or other methods. It is also conceivable, for example, that in the case of plastic articles, the corresponding injection molding tools are not polished, but if necessary, in particular provided with rough surfaces. The plastic articles thus produced may then have rough surfaces.
- homogenization surfaces can also be homogenization particles.
- Homogenization particles are solid particles, for example glass, silica, titanium, magnetic particles, etc., which are added before or during the homogenization process and lead to an unexpected increase in the homogenization effect.
- homogenization surfaces are located on the inside of the reaction vessel (10a), in the rotor-stator homogenizer (10b), in particular in the region which is introduced into the reaction vessel, preferably on the outer surface of the stator, and / or in the form of homogenization particles (10c ), available.
- homogenization particles for example, homogenization particles, microorganisms.
- the combination of homogenization surfaces with homogenization reagents gives unexpectedly high homogenization rates.
- Homogenization reagents are reagents or solutions that contain urea, detergents, organic solvents, chaotropic salts, enzymes, etc.
- detergents for example, sodium dodecyl sulfate, tween Detergents (eg Tween 20), Triton detergents (eg Triton-X 100), etc.
- organic solvents for example, dimethylsulfoxide, methanol, ethanol, etc. are used.
- Chaotropic salts are, for example, guanidinium salts (eg guanidinium hydrochloride), NaCl or other salts (in high concentrations), etc.
- Detergents and chaotropic salts may also be combined; for example, as guanidinium dodecyl sulfate.
- Enzymes are, for example, hydrolases, in particular proteases (proteinase K), muramidases, etc.
- Homogenization particles can also be used for parallel or subsequent separation processes.
- silica particles can be used to purify nucleic acids.
- the use of magnetic particles offers the advantage of carrying out subsequent magnetically assisted separation processes or extraction processes directly in the reaction vessel without having to add magnetic particles in a further process step. It is possible to reversibly magnetize the rotor-stator homogenizer, so that the rotor-stator homogenizer can be used for the reversible binding of the magnetic particles. This can be of great advantage in extraction or purification steps, in particular in their automation.
- particles in the rotor-stator homogenizer, the reaction vessel or the connection system, membranes, filters, nonwovens, chromatography units, etc. may be integrated, which also allow the performance of separation processes.
- openings may be provided in the rotor-stator homogenizer, the reaction vessel or the connection system which allow pipetting operations or separation processes. These openings may contain septa, membranes, filters or other penetrable or permeable systems.
- the rotor-stator-homogenizer shown in Figure 4 can be used as a pipette for the addition of solutions, reagents, etc. and for the removal of homogenate and for carrying out separation steps.
- the coupling (1) preferably formed so that it can be connected to a corresponding pipetting system (26), for example, a connection to a pumping system of a robot or a manual pipette.
- rotor-stator homogenizer As a pipette, preferably no openings or closable in the rotor-stator homogenizer are used.
- openings in the connection system (5c) or the Reaction vessel (5d) may be used with membranes, septa, valves or lids or other closures.
- rotor (3) is used as a pipette, i. Liquid or homogenate moves inside the rotor, preferably openings in the stator (4) are integrated. If both the rotor (3) and the stator (4) used as a pipette, i. Liquid is moved inside a hollow rotor and / or between rotor and stator, openings are preferably integrated into the rotor.
- the tip of the rotor-stator homogenizer is tapered, e.g. conical, shaped (7b).
- the tooth-shaped structure of the Homogenisations Symposiume remains.
- the pipette tip may be on the rotor or on the stator.
- the tip is not tooth-shaped but completely closed to optimally absorb the liquid.
- the use of the rotor-stator homogenizer as a pipette leads to an increase in the yield and reduction of the risk of contamination.
- the number of process steps is reduced. This facilitates automation, standardization, simplifies and speeds up processes and reduces costs.
- the separation units can be located in the rotor-stator homogenizer (11a), in the reaction vessel (11b) and also in the connection system.
- the separation units can consist of a simple membrane or a fleece that is anchored in a corresponding holder (12).
- the separation units can also be constructed more complex.
- two membranes (12) in respective holders can enclose a material (13) which can be used for extraction or chromatographic processes.
- these may be hydroxyapatite, silica, sepharose, phenylsepharose, etc.
- FIG. 6 the proof that the use of a device according to the invention prevents the occurrence of contaminations, in contrast to the prior art, is illustrated in an exemplary embodiment (exemplary embodiment 1).
- Using a device according to the invention results in no contamination after a treatment time of one minute (picture left). It becomes that in FIG. 2B used illustrated connection system.
- the connection system is firmly connected as a lid with the reaction vessel.
- the device according to the prior art without a connection system according to the invention already shows a clear contamination after a treatment time of 15 seconds (picture on the right).
- FIG. 7 shows in an exemplary embodiment (exemplary embodiment 2) the dependence of the slopes of the release kinetics of the lactate deoxygenase from Escherichia coli DH 5 ⁇ (E. coli) on the rotor-stator homogenization system used.
- the gradients are determined in linear areas. The gradients are given in seconds x liters / units [sec * L / U].
- the release of the lactate dehydrogenases from E. coli reflects the homogenization or the digestion of this microorganism.
- homogenization particles for homogenization and any subsequent purification of genomic DNA, homogenization particles, in particular magnetic particles, are used as homogenization surfaces.
- the Dynabeads® DNA DIRECT TM Universal kit (product No. 630.06 from Dynal® Biotech) is used to perform the experiment. Tissue of a vertebrate, especially 50 to 100 mg of muscle meat is placed in a reaction vessel. 1, 5 ml, 2 ml, 15 ml and 50 ml reaction tubes are used. Preferably 2 ml reaction vessels from Eppendorf are used. 200 ⁇ l of digestion solution (lysis buffer of the Dynabeads® DNA DIRECT TM Universal kit) are placed in the reaction vessel.
- an adhesive strip is used as the cover or closure for the openings (16, 17) during the homogenization.
- the homogenates of the experimental preparations are either further processed for the subsequent purification of genomic DNA (see below) or treated as follows.
- the homogenates are removed by pipetting and their volume determined. If necessary, it may be necessary to cut off the pipette tip at the lower end with a suitable pair of scissors or a knife so that an opening is formed which is sufficiently large to prevent clogging by pieces of tissue. This measure may also be necessary in other process steps and other embodiments. This is followed by a ten minute centrifugation with 10,000 g at room temperature. The volume of the supernatant is determined.
- the absorbance of the supernatant at 260 nm is determined after adequate dilution with water. Furthermore, after adequate dilution with water, Bradford protein concentration is determined (Bradford, MM (1976) Anal. Biochem., 72, 248-254). The absorption at 260 nm and the protein concentration based on the amount of tissue used are used as a measure of the efficiency of the homogenization of a tissue (Vitzthum, F. (2000) Development and investigation of automation-appropriate physical-mechanical disintegration method for a nucleic acid-based, human medical infection diagnostics, Fraunhofer IRB Verlag , ISBN 3-8167-5582- 8th). In addition, the protein yield, the product of the protein concentration and the volume of the supernatant, is determined.
- connection systems due, inter alia, to the fact that in the connection systems according to the invention the splashing of the sample out of the reaction vessel is reduced or prevented. It shows that the connection systems not only reduce or prevent the risk of contamination, but also increase the volume yield and the reproducibility of the results. This manifests itself above all with a long duration of the homogenization, for example 60 seconds when 2 ml reaction vessels are used. In addition, since more material remains in the reaction vessel and thus remains longer in the homogenization process and is better homogenized, the efficiency of the homogenization increases.
- the efficiency of the homogenization is also surprisingly enhanced by the homogenization particles, in particular in combination with the compound systems. Especially with a short duration of homogenization, for example from 2 to 20 seconds when 2 ml reaction vessels are used and when using connection systems, the efficiency of homogenization in the presence of homogenization particles is greater than without.
- the homogenate is transferred as usual in another reaction vessel in which are the Dynabeads, which were previously removed from the lysis buffer. This step costs time, which is economized according to the invention and advantageous in the approaches with Dynabeads in the digestion solution and during homogenization.
- the reaction vessels are used, which were also used in the homogenization, preferably 2 ml reaction vessels from Eppendorf, to the following process steps under comparable
- the transfer of the homogenate is carried out in such a way that the dynabeads distribute themselves sufficiently in the homogenate.
- the rotor-stator-homogenizer and the respective connection system during the procedure is not removed.
- the transfer of material takes place here via the connection systems. This saves time.
- the reaction vessels are positioned in or on a Dynal Magnetic Particle Concentrator (MPC).
- MPC Dynal Magnetic Particle Concentrator
- the magnet is initially at the bottom of the reaction vessels. This is particularly important in the approaches in which the rotor-stator homogenizer is still in the reaction vessel to achieve the most complete collection of Dynabeads.
- the magnet can be moved to the side, pulling the dynabeads slightly to the side. This facilitates the removal of the supernatant by pipetting.
- the rotor-stator homogenizer is displaced slightly upwardly from its original position near the bottom of the reaction vessel, which it occupies during homogenization, but without completely removing it.
- the supernatant is removed by careful pipetting.
- the reaction vessel is removed from the Dynal MPC and 200 ⁇ l wash solution (10 mM Tris-HCl, pH 7.5, 150 mM LiCl, 0.1 mM EDTA) added by pipetting. The reaction vessel is then placed back on or in the Dynal MPC.
- This embodiment describes by way of example the transfer of material through corresponding connection systems.
- a Miccra rotor-stator-Hor ⁇ ogenisator is
- the reaction vessels used are 50 ml Greiner centrifuge tubes. The upper portion of the centrifuge tubes is separated approximately at the 20 ml markings. Lid of centrifuge tubes are provided with a hole in the center of the lid or a bore outside the central axis for the Miccra 8 rotor-stator homogenizer and at least one other bore outside the central axis for a pipette tip.
- hot glue article number 539500 from LUX tools
- a hot glue gun KCK2002 from King Craft, Müller & Partner GbR
- the rotor-stator homogenizer is introduced so that it is directed obliquely in the center of the bottom tapered reaction vessel with closed screw and the end of the rotor-stator-homogenizer with the crushing areas approximately in the middle just above the tapered bottom the reaction vessel comes to rest.
- the lid is attached to the reaction vessel with hot glue.
- At least one small piece of tissue for example a total of 50 to 200 mg of muscle meat, is added to the reaction vessel through the pipetting orifice, and the digestion solution is added through the pipetting opening by pipette until the digestion solution has a volume in the region of the labeling of the reaction vessel of 5 to 15 ml
- Digestion solution for example, phosphate-buffered, physiological saline pH 7.4 (PBS) is used.
- connection system in contrast to connection systems without openings (16) or pipette tips (17J), a simple, fast, contamination-free or low-contamination, lossless or low-loss and automation-compliant addition and also allow removal of material without separating the reaction vessel from the connection system or rotor-stator homogenizer from the connection system.
- this pipette tip has a filter (11) as shown in Figure 2C.
- the tissue homogenate is removed via a pipette tip. Additional PBS is added via the pipette tip, homogenized briefly again and the homogenate is pipetted off. This process is repeated twice more. This increases the protein yield (see below).
- the total volume of the homogenate from these steps is determined. This is followed by a ten-minute centrifugation with 10,000 g at room temperature. The volume of the supernatant is determined. The absorbance of the supernatant at 260 nm is determined after adequate dilution with water. Furthermore, after a reasonable dilution with water, the Bradford protein concentration is determined. The absorbance at 260 nm and the protein concentration based on the amount of tissue used are used as a measure of the efficiency of homogenization of a tissue. In addition, the protein yield, the product of the protein concentration and the volume of the supernatant, is determined.
- the approaches according to the invention with compound systems which are suitable for the transfer of material provide greater homogenate volumes and, based on the amount of tissue used, higher total absorptions, the product of homogenate volume and absorption per inserted amount of tissue and / or higher Total protein yields, the product of homogenate volume and protein concentration per amount of tissue used, as comparable approaches without linkage systems.
- Embodiment 5 a rotor-stator homogenizer according to Figs. 8a and 8b is used for transferring material.
- a correspondingly cut pipette tip (7b) is glued into a hollow rotor according to FIG. 8a.
- superglue gel from Tesa is used as an adhesive.
- Openings of the rotor-stator homogenizer are made, for example, by means of adhesive strips and / or adhesive except for the openings for the circulation of air in the rotor (5a) and stator (5a *) and the opening in the stator 5b / 6 for the circulation of air and / or liquid sealed.
- a connection system according to FIG. 2 B is used.
- this connection system has an opening (5d) whose function will be discussed below.
- a pipette or pipette tip or other equivalent system for generating pressure changes (26), for example, a vacuum for taking out material or an overpressure for adding material that can be accurately connected to the rotor or the rotor-stator homogenizer, is inserted into the rotor (arrow 27), optionally between the rotor and the stator, so that the opening in the rotor (5a) is closed.
- FIGS. 8a and 8b the process performed in Figure 8b is shown in section of the stator and the top view of the rotor and the top view of the system for generating pressure changes (26).
- a suitable pipette tip is cut to size and modified with hot glue in such a way that a shape corresponding to FIGS. 8a and 8b is produced.
- the opening (5a) in the rotor can alternatively also be closed from the outside, for example by a plug.
- the openings in the rotor (5a) and in the stator (5a *) must be in the same position to shoot the opening in the rotor (5a) through the opening of the stator (5a *).
- the suspension passes into the rotor via the pipette tip on the rotor (7d), in which case the via the opening on the stator (5a *) acting air pressure or via any openings in the connection system (16) presses them into the rotor.
- the rotor-stator homogenizer is then used like a pipette tip, ie removed from the reaction vessel and the suspension contained in the rotor transferred to another reaction vessel.
- the suspension is removed from the reaction vessel via the rotor-stator-homogenizer remaining in the reaction vessel.
- the device according to the invention and the method according to the invention it is possible with the device according to the invention and the method according to the invention to use the rotor or the rotor-stator homogenizer without a pipette tip (7b) for the transfer of solutions.
- a pipette tip is preferred, since some solutions can only be pipetted with it at all and / or less or no residual volume remains in the reaction vessel and thus yields are increased with a pipette tip on the rotor-stator homogenizer.
- the rotor-stator-homogenizer is used as a kind of pipette tip.
- a further possibility according to the invention for the transfer of material also consists in the use of corresponding systems for generating pressure changes (26) which fit precisely around the outside of the stator. These are plugged or pushed over the stator, so that the opening on the stator (5a *) is fired from the outside. Optionally, in this case, the gap between the rotor and stator is sealed. Due to the pressure conditions, it may be useful here to use stators that have no openings 5b / 6 ( Figure 8a) use. In a further embodiment, stators are used with the openings 5b / 6 (FIG.
- connection systems which likewise have at least one opening 5d (FIG. 8a).
- the rotor-stator homogenizer is in a position where the opening or openings of the stator coincide with the opening or openings of the connection system so that the circulation of air or material is possible.
- at least one opening of the stator can be closed. This is exploited when removing material.
- the rotor-stator homogenizers according to the invention and processes which are suitable for the transfer of material, in particular in combination with the compound systems according to the invention, allow a simpler and faster transfer of material, ie in this case a suspension of water and salad oil and / or im Means larger yields of this homogenate compared to comparable homogenizations in which the homogenate in a conventional manner, for example by decantation or pipetting is removed, especially when no inventive compound systems are used.
- Rotor-stator homogenization of plant material in conjunction with a reaction vessel with separation unit for filtration of the homogenate is used.
- material from the NucleoSpin® Plant XL kit from Macherey & Nagel is used.
- Leaves of a plant, for example leaves of a penny-seed tree are transferred into a NucleoSpin® filter unit, ie a reaction vessel approximately corresponding to FIG. 5.
- the drain of the NucleoSpin® Filter Units is closed.
- a rotor-stator homogenizer is connected via a connection system according to Figure 2 C without a Sepaetzionstechnik (11) with the NucleoSpin® Filter Unit.
- the "Buffer C1" of the kit is pipetted in via the opening 16 of the connection system
- the volume of “Buffer C1 added” corresponds to the volume recommended in the test description of the kit for an appropriate amount of plant material.
- the opening 16 is closed with an adhesive strip.
- At room temperature is homogenized at a rotational speed of 30,000 min "1 from 5 seconds to 2 minutes.
- the tape is removed after the homogenization and per mg of sample 80 ul of RNase A solution of the kit are added by pipette through the opening 16.
- the NucleoSpin® Filter Units drain is removed by overpressure applied via the rotor-stator homogenizer or the connection system with simultaneous closure of appropriate openings in the connection system and / or rotor-stator homogenizer, the homogenate is pressed through the NucleoSpin® Filter Unit
- the filtered homogenate is collected in a reaction vessel and further processed, if desired, according to the protocol of the kit Using the compound system according to the invention and the combination according to the invention with a separation unit, in particular a filtration unit it in the reaction vessel, the otherwise necessary change of Reaction vessels avoided. On average, this shortens the process duration and increases the yield.
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Abstract
Disclosed is a rotor-stator homogenization device which is characterized in that a rotor-stator homogenizer (2) is connected to a reaction vessel (5a) via a joining system (8), and/or homogenization surfaces (7) are used, and/or a rotor-stator homogenizer is used that is suitable for transferring material. Also disclosed is a method which utilizes said device and is characterized in that the reproducibility, efficiency, yield, waste disposal, automation of the rotor-stator homogenization, etc. is improved, for example, while the risk of contaminations is reduced.
Description
Vorrichtung und Verfahren zur Rotor-Stator-HomogenisationApparatus and method for rotor-stator homogenization
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Homogenisation inhomogener Proben, insbesondere zur Homogenisation bzw. Desintegration von nicht bzw. schwer mischbaren Flüssigkeiten oder festen Materialien.The present invention relates to a device for the homogenization of inhomogeneous samples, in particular for the homogenization or disintegration of immiscible or difficult to mix liquids or solid materials.
Rotor-Stator-Homogenisatoren bestehen in der Regel aus einem äußeren Schaftrohr, dem Stator, und einer darin befindlichen, drehbar gelagerten Rotorwelle. Diese Rotorwelle wird im Allgemeinen über eine Kupplung mittels eines Motors angetrieben. Die Homogenisation von Proben erfolgt über entsprechend geformte Zerkleinerungsbereiche des Rotors und des Stators bei der Drehbewegung des Rotors. In der Regel wird ein Rotor-Stator-Homogenisator manuell in ein Reaktionsgefäß bzw. ein Homogenisationsgefäß eingebracht, in dem sich die Probe und gegebenenfalls eine Aufschlusslösung befindet. Hierbei ist die Position des Rotor-Stator- Homogenisators im Gefäß nicht definiert, so dass die Reproduzierbarkeit von Homogenisationsprozessen eingeschränkt ist.As a rule, rotor-stator homogenizers consist of an outer shaft tube, the stator, and a rotatably mounted rotor shaft located therein. This rotor shaft is generally driven via a clutch by means of a motor. The homogenization of samples takes place via correspondingly shaped comminution regions of the rotor and of the stator during the rotational movement of the rotor. In general, a rotor-stator homogenizer is manually introduced into a reaction vessel or a homogenization vessel, in which the sample and optionally a digestion solution is located. Here, the position of the rotor-stator homogenizer in the vessel is not defined, so that the reproducibility of Homogenisationsprozessen is limited.
Bei den zu homogenisierenden Proben handelt es sich beispielweise um Suspensionen und Emulsionen nicht mischbarer Flüssigkeiten. Das Homogenisieren derartiger Suspensionen und Emulsionen ist in vielen Bereichen, wie z.B. bei der Herstellung von Nahrungsmitteln, Kosmetika, Pharmazeutika, Farben, etc. von Interesse. Rotor-Stator-Homogenisatoren werden aber auch zur Homogenisation fester Proben eingesetzt, z.B. um das Probenmaterial zu Analysezwecken vorzubereiten. Klärschlamm wird beispielsweise vor einer Analyse mit Rotor-Stator-Homogenisatoren homogenisiert. Aber auch andere biologischen Materialien wie Gewebe pflanzlicher oder tierischer Herkunft werden mittels Rotor-Stator-Homogenisatoren zu deren Analyse homogenisiert. Rotor-Stator-Homogenisatoren werden beispielsweise bei der Probenvorbereitung von Gehirngewebe zum Nachweis von Prionen eingesetzt und spielen damit eine wichtige Rolle beim Nachweis von übertragbarer spongioformer Enzephalitis. Allerdings kommt es aufgrund der hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten in der Regel zum Verspritzen der Proben ggf. sogar aus dem Reaktionsgefäß heraus. Dies führt zu Verlusten sowie zu einer Ausbeuteminderung und birgt das Risiko von Kontaminationen, was nicht nur bei infektiösem Material, sondern beispielsweise auch bei toxischem und/oder bei radioaktiv markiertem Material unerwünscht ist. Weitere Probleme sind mangelnde Reproduzierbarkeit, zu geringe Homogenisationseffizienz,
schlechte Automatisierbarkeit, umständlicher und wenig effizienter Transfer von Reagenzien, Lösungen, Homogenat, etc.The samples to be homogenized are, for example, suspensions and emulsions of immiscible liquids. The homogenization of such suspensions and emulsions is of interest in many fields, such as in the manufacture of foods, cosmetics, pharmaceuticals, paints, etc. Rotor-stator homogenizers are also used for the homogenization of solid samples, eg to prepare the sample material for analysis purposes. For example, sewage sludge is homogenized prior to analysis with rotor-stator homogenizers. But other biological materials such as tissue of plant or animal origin are homogenized by means of rotor-stator homogenizers for their analysis. Rotor-stator homogenizers are used, for example, in the sample preparation of brain tissue for the detection of prions and thus play an important role in the detection of transmissible spongiform encephalitis. However, due to the high rotational speeds, it is usually the case that the samples are even spilled out of the reaction vessel. This leads to losses as well as to a reduction in yield and carries the risk of contamination, which is undesirable not only with infectious material but also, for example, with toxic and / or radiolabelled material. Further problems are lack of reproducibility, too low homogenization efficiency, poor automation, cumbersome and less efficient transfer of reagents, solutions, homogenate, etc.
Der vorliegenden Erfindung lag also die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung bereit zu stellen, die eine effizientere Homogenisation flüssiger oder fester Proben erlaubt. Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Bereitstellung der in den Ansprüchen genannten Gegenstände und Verfahren.The present invention was therefore based on the object to provide a device that allows a more efficient homogenization of liquid or solid samples. The solution to this problem is to provide the objects and methods mentioned in the claims.
Die vorliegende Erfindung reduziert oder verhindert das Verspritzen von Probenmaterial, so dass das Risiko von Kontaminationen vermindert wird. Außerdem bietet die Erfindung auch den Vorteil höhere Ausbeuten und bessere Reproduzierbarkeiten zu erzielen. Dies ist insbesondere für diagnostische Zwecke wichtig. Des Weiteren wird erfindungsgemäß aufgrund der Beschaffenheit des Rotor- Stator-Homogenisators, des Reaktionsgefäßes bzw. Homogenisationsgefäßes, deren Verbindung mittels eines Verbindungssystems und/oder der entsprechenden Kombination von Rotor-Stator-Homogenisator, Reaktionsgefäß und/oder Verbindungssystem sowie entsprechender Verfahren eine schnellere und effizientere Homogenisation erreicht, die beispielsweise überraschend die effiziente Rotor-Stator- Homogenisation eines Mikroorganismus, wie z.B. Escherichia coli (E. coli), ermöglicht. Die Erfindung bietet außerdem die Möglichkeit wiederverwendbare Rotor-Stator- Homogenisatoren mit Einweggefäßen ggf. inklusive Homogenisationspartikeln und/oder Aufschlussreagenzien, d.h. „Homogenisations-Kits", kostengünstig zu kombinieren. Diese Möglichkeit eröffnet die lukrative Option der Vermarktung von „Homogenisations-Kits" bei Kunden mit entsprechenden Rotor-Stator- Homogenisatoren. Die Möglichkeit dieser kostengünstigen Kombination sowie die gesteigerte Effizienz und Effektivität von Homogenisationen ist von Vorteil gegenüber den bekannten Einweg-Rotor-Stator-Homogenisatoren sowie den kompletten Einwegsystemen. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Homogenisation inhomogener Proben, wobei ein Rotor-Stator-Homogenisator mit einem Reaktionsgefäß in einer Art und Weise verbunden ist, dass das Herausspritzen der Probe aus dem Gefäß vermieden oder zumindest reduziert wird und/oder der Rotor-Stator-Homogenisator definiert mit dem Reaktionsgefäß verbunden ist, so dass beispielsweise überraschend die Homogenisationseffizienz und die Ausbeuten erhöht werden, das Risiko einer Kontamination vermindert und/oder die Automatisierung sowie die Entsorgung von Abfall, beispielsweise die komplette Einheit von Rotor-Stator-Homogenisator, Reaktionsgefäß, und Verbindungssystem nach einer Homogenisation und Entnahme
des Homogenates, erleichtert werden. Außerdem kann durch die erfindungsgemäße, definierte und standardisierte Verbindung des Rotor-Stator Homogenisators mit dem Reaktionsgefäß überraschenderweise eine höhere Reproduzierbarkeit von Homogenisationen erreicht werden. Die definierte Verankerung durch die Verbindung zwischen dem Rotor-Stator-Homogenisator und dem Reaktionsgefäß hat damit offensichtlich den Vorteil, dass der Homogenisationsprozess reproduzierbarer wird. Neben dem erfindungsgemäßen Verbindungssystem eines Rotor-Stator- Homogenisators mit einem Reaktionsgefäß besteht ein weiterer Aspekt der Erfindung in einer Vorrichtung bzw. einem Verfahren, wobei Homogenisationsoberflächen am Rotor-Stator-Homogenistor, am Reaktionsgefäß, am Verbindungssystem oder in Form von Homogenisationspartikeln zugegen sind.The present invention reduces or prevents the spattering of sample material, thereby reducing the risk of contamination. In addition, the invention also offers the advantage of achieving higher yields and better reproducibility. This is especially important for diagnostic purposes. Furthermore, according to the invention, due to the nature of the rotor-stator homogenizer, the reaction vessel or homogenization vessel, their connection by means of a connection system and / or the corresponding combination of rotor-stator homogenizer, reaction vessel and / or connection system and corresponding processes a faster and more efficient Homogenization achieved, for example, the surprising surprising the efficient rotor-stator homogenization of a microorganism, such as Escherichia coli (E. coli) allows. The invention also offers the possibility of inexpensively combining reusable rotor-stator homogenizers with disposable vessels, if appropriate including homogenization particles and / or digestion reagents, ie "homogenization kits." This option opens up the lucrative option of marketing "homogenization kits" to customers with corresponding rotor-stator homogenizers. The possibility of this cost-effective combination and the increased efficiency and efficiency of homogenization is advantageous over the known disposable rotor-stator homogenizers and the complete disposable systems. The present invention relates to a device for the homogenization of inhomogeneous samples, wherein a rotor-stator-homogenizer is connected to a reaction vessel in a manner that the ejection of the sample from the vessel is avoided or at least reduced and / or the rotor-stator Homogenizer defined with the reaction vessel is connected, so that, for example, the homogenization efficiency and yields are increased, reduces the risk of contamination and / or the automation and disposal of waste, such as the complete unit of rotor-stator homogenizer, reaction vessel, and Connection system after homogenization and removal Homogenate, be relieved. In addition, surprisingly, a higher reproducibility of homogenizations can be achieved by the inventive, defined and standardized connection of the rotor-stator homogenizer with the reaction vessel. The defined anchoring through the connection between the rotor-stator homogenizer and the reaction vessel thus obviously has the advantage that the homogenization process becomes more reproducible. In addition to the connection system according to the invention of a rotor-stator homogenizer with a reaction vessel, a further aspect of the invention in an apparatus or a method, wherein homogenization surfaces on the rotor-stator homogenizer, on the reaction vessel, on the connection system or in the form of Homogenisationspartikeln are present.
Ein zusätzlicher Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung, bei der es sich um einen Rotor-Stator-Homogenisator handelt, der nicht nur zur Homogenisation, sondern auch zum Transfer von Material, beispielsweise Flüssigkeiten, Reagenzien, Homogenat, etc. verwendet wird.An additional aspect of the invention is an apparatus which is a rotor-stator homogenizer which is used not only for homogenization but also for the transfer of material such as liquids, reagents, homogenate, etc.
Die Verbindung eines Rotor-Stator-Homogenisators mit einem Reaktionsgefäß, wird durch ein Verbindungssystem erreicht.The connection of a rotor-stator homogenizer with a reaction vessel is achieved by a connection system.
Ein beispielhafter Aufbau eines erfindungsgemäßen Rotor-Stator- Homogenisationssystems ist in Figur 1 dargestellt. Eine Kupplung (1) verbindet den Rotor-Stator-Homogenisator (2) mit einem Antrieb. Die nach oben offene Kupplung kann über einen Verschluss, beispielsweise einen Deckel, ggf. auch einen membranösen Verschluss, ein Septum, ein Vlies, etc. verschlossen werden, um Kontaminationen zu vermeiden und eine adäquate Entsorgung zu ermöglichen. Über die offene Kupplung bzw. den nach oben geöffneten Rotor-Stator-Homogenisator können Substanzen zugeführt oder entnommen werden. Beispielweise kann Homogenat über einen Pipettiervorgang aus dem Reaktionsgefäß entnommen werden. Der Rotor-Stator-Homogenisator (2) besteht aus einem Stator (3) und einem Rotor (4). Vorzugsweise können Öffnungen integriert werden. Neben einer möglichen oberen Öffnung für die Zirkulation von Luft an einer Position außerhalb des Reaktionsgefäßes (5a), ist vorzugsweise eine untere seitliche Öffnung für die Zirkulation von Lösung (6) zu integrieren. In einer besonderen Ausführungsform wird auf die obere Öffnung für die Zirkulation von Luft außerhalb des Reaktionsgefäßes (5a) verzichtet. Stattdessen wird eine entsprechende Öffnung im Rotor-Stator-Homogenisator an einer Position innerhalb des Reaktionsgefäßes (5b) eingeführt. Homogenat, das aus dieser Öffnung (5b) austritt, kann so nicht mehr aus dem Reaktionsgefäß spritzen und zu
Kontaminationen sowie Verlusten führen. Die Öffnungen können sich ausschließlich im Stator (3), ausschließlich im Rotor (4) oder in beiden Bauteilen befinden. Bei einem Rotor der nicht aus einem hohlen, zylindrischen Bauteil besteht, sondern auf einer soliden Stange basiert, wird auf Öffnungen in der Regel verzichtet. Der Rotor-Stator- Homogen isator (2) verfügt über Homogenisationsbereiche (7). Mittels mindestens eines Verbindungssystems (8) ist der Rotor-Stator-Homogenisator (2) mit dem Reaktionsgefäß (9) verbunden.An exemplary structure of a rotor-stator homogenization system according to the invention is shown in FIG. A coupling (1) connects the rotor-stator-homogenizer (2) with a drive. The coupling, which is open at the top, can be closed by means of a closure, for example a lid, possibly also a membranous closure, a septum, a fleece, etc., in order to avoid contamination and to enable adequate disposal. Substances can be added or removed via the open coupling or the rotor-stator homogenizer which is open at the top. For example, homogenate can be removed from the reaction vessel via a pipetting process. The rotor-stator-homogenizer (2) consists of a stator (3) and a rotor (4). Preferably, openings can be integrated. Besides a possible upper opening for the circulation of air at a position outside the reaction vessel (5a), it is preferable to integrate a lower lateral opening for the circulation of solution (6). In a particular embodiment, the upper opening for the circulation of air outside the reaction vessel (5a) is dispensed with. Instead, a corresponding opening in the rotor-stator homogenizer is introduced at a position within the reaction vessel (5b). Homogenate, which emerges from this opening (5b), so can no longer splash out of the reaction vessel and to Contaminations and losses. The openings can be located exclusively in the stator (3), exclusively in the rotor (4) or in both components. For a rotor that does not consist of a hollow, cylindrical component, but is based on a solid rod, openings are generally dispensed with. The rotor-stator homogenizer (2) has homogenization regions (7). By means of at least one connection system (8), the rotor-stator homogenizer (2) is connected to the reaction vessel (9).
Der Rotor-Stator-Homogenisator, das Reaktionsgefäß und das Verbindungssystem bestehen aus geeigneten Materialien. Beispielsweise aus Kunststoffen oder Metall. Besonders bevorzugt ist die Kombination eines Rotor-Stator-Homogenisators aus Metall mit einem Reaktionsgefäß und einem Verbindungssystem aus Kunststoff oder Glas. Der Rotor-Stator-Homogenisator kann somit ggf. mehrmals verwendet werden. Das Homogensationsgefäß und ggf. das Verbindungssystem können zum Zentrifugieren der Probe oder für weitere Prozessschritte wie Pipettieren, Inkubationen, etc. weiter verwendet und letzten Endes steril und kontaminationsarm bzw. kontaminationsfrei entsorgt werden. Wird der Rotor-Stator-Homogenisator nicht mehrmals verwendet, insbesondere bei Rotor-Stator-Homogenisatoren, die aus Kunststoff bestehen, kann dieser zusammen mit dem Reaktionsgefäß und dem Verbindungssystem prozessiert und ebenso steril und kontaminationsarm bzw. kontaminationsfrei entsorgt werden.The rotor-stator homogenizer, the reaction vessel and the connection system are made of suitable materials. For example, made of plastics or metal. Particularly preferred is the combination of a rotor-stator homogenizer made of metal with a reaction vessel and a connection system made of plastic or glass. The rotor-stator homogenizer can thus be used several times if necessary. The homogenization vessel and possibly the connection system can be used for centrifuging the sample or for further process steps such as pipetting, incubations, etc., and finally disposed of in a sterile, low-contamination or contamination-free manner. If the rotor-stator-homogenizer is not used several times, in particular in the case of rotor-stator-homogenizers, which are made of plastic, this can be processed together with the reaction vessel and the connection system and can also be disposed of in a sterile and low-contamination or contamination-free manner.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele zum Verbindungssystem aufgeführt. Bevorzugte Verbindungssysteme sind so konstruiert und bestehen aus Bauteilen und Elementen, die eine Abdichtung herbeiführen, so dass kein Material während der Homogenisation oder bei nachfolgenden Prozessschritten aus dem Reaktionsgefäß oder dem Rotor-Stator-Homogenisator austritt bzw. herausspritzt oder der Austritt reduziert wird und/oder eine stabile und/oder definierte Positionierung des Rotor- Stator-Homogenisators im Reaktionsgefäß herbeigeführt wird. Ein zusätzlicher Aspekt erfindungsgemäßer Verbindungssysteme kann eine Vorrichtung sein, die für den Transfer von Material, beispielsweise Flüssigkeiten, Reagenzien, Homogenat, etc. verwendet wird. In Figur 2A ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der das Verbindungssystem (8) auf dem umlaufenden Rand des Reaktionsgefäßes (9) aufgesetzt ist und der Rotor-Stator-Homogenisator (2), vorzugsweise möglichst dicht von einem zylindrischen Bereich des Verbindungssystems (14) umschlossen ist und damit eine Führung bzw. Arretierung für den Rotor-Stator-Homogen isator darstellt und der Austritt von Lösung bzw. Homogenat aus dem Reaktionsgefäß reduziert bzw.
verhindert wird. In Figur 2B ist beim Verbindungssystem noch eine Führung bzw. Arretierung (15) vorgesehen, die in direktem Kontakt mit der Innenfläche des Reaktionsgefäßes steht, so dass das Verbindungssystem solide bzw. definiert im Reaktionsgefäß sitzt. Beispielsweise kann das Verbindungssystem wie ein Deckel auch fest mit dem Reaktionsgefäß verbunden sein. Die Öffnung des Verbindungssystems kann ebenso über einen Verschluss bzw. Deckel verfügen. Die Führung (15) kann sich auch außerhalb des oberen Randes des Reaktionsgefäßes befinden (Figur 2C). Das Verbindungssystem kann auch über eine Separationseinheit (11) verfügen (Separationseinheiten werden unten näher ausgeführt; siehe auch Figur 5). Außerdem kann das Verbindungssystem mit Öffnungen (16) für den Druckausgleich oder zum Pipettieren versehen sein. Diese Öffnungen können mit Membranen, Ventilen oder Deckeln bzw. Verschlüssen ausgestattet sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass die innere Führung so konstruiert ist, dass diese gleichzeitig auch als Führung für den Rotor-Stator-Homogenisator dient (Figur 2D). Des Weiteren kann in die Verbindungskomponente eine Pipettenspitze, eine Führung für eine Pipette oder Pipettenspitze, oder ein Adapter für eine Pipette (17) integriert sein. In einer weiteren Ausführungsform ist das Verbindungssystem mit einer Umrandung (18) versehen, die einen zusätzlichen Schutz vor dem Verspritzen von Lösung oder Homogenat bietet und Kontaminationsrisiken weiter reduziert (Figur 2E). Neben einem einfachen Hineinstecken des Rotor-Stator-Homogenisators in die Führung des Verbindungssystems, ist es ebenfalls möglich, rigidere Verbindungen (Figur 2F; 19), beispielsweise Schnappverschlüsse, Bajonettverschlüsse oder Gewindeverbindungen einzusetzen. Derartige Verbindungen können nicht nur bei der Verbindung zwischen Verbindungssystem und Rotor-Stator-Homogenisator, sondern auch bei der Verbindung zwischen Verbindungssystem und Reaktionsgefäß eingesetzt werden. Mit solchen Verbindungen wird außerdem beispielsweise die vertikale Position des Rotor-Stator-Homogenisators relativ zum Reaktionsgefäß festgelegt. Die vertikale Position des Rotor-Stator-Homogenisators kann auch durch einen Stopper (Figur 2G; 20) erreicht werden. Dieser Stopper kann Teil des Rotor-Stator- Homogenisators sein, d.h. zum Beispiel fest mit diesem verbunden sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Stopper mittels einer flexibleren und dennoch rigiden Verbindung, beispielsweise einem Schnappverschluss, Bajonettverschluss oder einer Gewindeverbindung, beispielsweise durch eine Feststellschraube, am Rotor-Stator- Homogenisator befestigt wird (Figur 2G; 21 ). Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel
(Figur 2H) ist der Stopper kegelförmig und das Verbindungssystem entsprechend passend ausgelegt.In the following, exemplary embodiments of the connection system are listed. Preferred connection systems are constructed and consist of components and elements which cause a seal so that no material exits the reaction vessel or the rotor-stator-homogenizer during the homogenization or during subsequent process steps or the exit is reduced and / or a stable and / or defined positioning of the rotor-stator homogenizer in the reaction vessel is brought about. An additional aspect of connection systems according to the invention may be a device used for the transfer of material, for example liquids, reagents, homogenate, etc. FIG. 2A shows an embodiment in which the connection system (8) is placed on the peripheral edge of the reaction vessel (9) and the rotor-stator homogenizer (2) is preferably enclosed as tightly as possible by a cylindrical region of the connection system (14) is and thus a guide or lock for the rotor-stator-homogenous isator and the outlet of solution or homogenate from the reaction vessel reduced or is prevented. In FIG. 2B, a guide or catch (15) is provided in the connection system, which is in direct contact with the inner surface of the reaction vessel, so that the connection system is solid or defined in the reaction vessel. For example, the connection system may be firmly connected to the reaction vessel like a lid. The opening of the connection system may also have a closure or lid. The guide (15) can also be located outside the upper edge of the reaction vessel (Figure 2C). The connection system can also have a separation unit (11) (separation units are explained in greater detail below, see also FIG. 5). In addition, the connection system may be provided with openings (16) for pressure equalization or pipetting. These openings can be equipped with membranes, valves or lids or closures. It is also conceivable that the inner guide is constructed so that it also serves as a guide for the rotor-stator-homogenizer (Figure 2D). Furthermore, a pipette tip, a guide for a pipette or pipette tip, or an adapter for a pipette (17) can be integrated into the connection component. In a further embodiment, the connection system is provided with a border (18) which offers additional protection against the splash of solution or homogenate and further reduces contamination risks (FIG. 2E). In addition to a simple insertion of the rotor-stator homogenizer in the leadership of the connection system, it is also possible to use more rigid connections (Figure 2F, 19), such as snaps, bayonet or threaded connections. Such compounds can be used not only in the connection between the connection system and rotor-stator-homogenizer, but also in the connection between the connection system and the reaction vessel. With such compounds, for example, the vertical position of the rotor-stator homogenizer is also determined relative to the reaction vessel. The vertical position of the rotor-stator homogenizer can also be achieved by a stopper (Figure 2G, 20). This stopper can be part of the rotor-stator homogenizer, ie, for example, be firmly connected to this. It is likewise conceivable for the stopper to be fastened to the rotor-stator homogenizer by means of a more flexible, yet rigid connection, for example a snap lock, bayonet closure or a threaded connection, for example by a locking screw (FIG. 2G, 21). In a further embodiment (Figure 2H), the stopper is conical and designed the connection system appropriately.
Um die Dichtigkeit zwischen Rotor-Stator-Homogenisator und Verbindungssystem oder dem Reaktionsgefäß und dem Verbindungssystem zu erhöhen, können auch Dichtungen und Dichtsysteme verwendet werden. Wie in Figur 21 dargestellt, kann beispielsweise ein Dichtring (22), z.B. ein O-Ring, der sich vorzugsweise in einer Führung (23) oder Vertiefung befindet, hierfür eingesetzt werden. In Verbindung mit dem Stopper des Rotor-Stator-Homogenisators wird so eine entsprechend hohe Dichtigkeit erzielt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel (Figur 2J) ist das Verbindungssystem so konstruiert, dass die senkrechte Symmetrieachse des Rotor-Stator-Homogenisators (gepunktete Linie) nicht deckungsgleich mit der senkrechten Symmetrieachse des Reaktionsgefäßes (gestrichelte Linie) ist, so dass der Winkel α nicht gleich 90 ° ist. Beispielsweise kann die Einführung eines Winkels, z.B. zwischen 0,5° und 85°, zwischen 1° und 40°, zwischen 2° und 20° oder zwischen 3° und 10° von Vorteil sein. In einer weiteren Ausführungsform kann durch einen flexiblen Schaft, beispielsweise durch einen Schlauch, der Winkel manuell, vorzugsweise jedoch durch eine externe Vorrichtung (Antriebseinheit), verändert werden. Ein flexibler Schaft kann auch durch die flexible Verbindung eines stabilen zylindrischen Schaftes mit einem stabilen Deckel erfolgen. Als flexible Verbindung kommen beispielsweise entsprechend flexible Kunststoffe in Frage.In order to increase the tightness between the rotor-stator-homogenizer and the connection system or the reaction vessel and the connection system, seals and sealing systems can also be used. As shown in Figure 21, for example, a sealing ring (22), e.g. an O-ring, which is preferably in a guide (23) or depression, are used for this purpose. In conjunction with the stopper of the rotor-stator homogenizer so a correspondingly high density is achieved. In a further embodiment (Figure 2J), the connection system is constructed so that the vertical axis of symmetry of the rotor-stator homogenizer (dotted line) is not congruent with the vertical axis of symmetry of the reaction vessel (dashed line), so that the angle α is not equal to 90 ° is. For example, the introduction of an angle, e.g. between 0.5 ° and 85 °, between 1 ° and 40 °, between 2 ° and 20 °, or between 3 ° and 10 °. In a further embodiment, the angle can be changed manually, but preferably by an external device (drive unit), by means of a flexible shaft, for example through a hose. A flexible shaft can also be made by the flexible connection of a stable cylindrical shaft with a stable lid. As a flexible compound, for example, correspondingly flexible plastics come into question.
Verläuft der Rotor-Stator-Homogenisator schräg, relativ zur vertikalen Achse eines Reaktionsgefäßes, hat dies überraschenderweise den Vorteil, dass die Bildung eines Wirbels bzw. „Homogenisationstrichters" im Zentrum des Reaktionsgefäßes in der Lösung bzw. im Homogenat verhindert bzw. reduziert wird, in dem der Rotor-Stator- Homogenisator „leer" läuft. Hierdurch wird verhindert, dass die Homogenisationseffizienz reduziert wird. Des Weiteren wird somit eine übermäßige Schaumbildung unterdrückt, die sich nachteilig auf die Ausbeute auswirkt. Durch Schaumbildung kann es zu Denaturierungsvorgängen der Probe kommen, wodurch spätere Analysen negativ beeinflusst werden. Außerdem wird durch gebildeten Schaum der Transfer, beispielsweise durch einen Pipettierprozess oder Dekantieren, der Probe aus dem Reaktionsgefäß in andere Gefäße erschwert. Die Probenverluste beim Transfer einer „aufgeschäumten" Lösung sind erheblich. Erfindungsgemäß können diese Verluste reduziert werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel (Figur 2K) wird das Verbindungssystem so konstruiert, dass sich die senkrechte Symmetrieachse des Rotor-Stator- Homogenisators (gepunktete Linie) an einer definierten Position, außerhalb der zentralen, vertikalen Achse des Reaktionsgefäßes (gestrichelte Linie) befindet. Auch dies verhindert, dass sich ein Wirbel im Zentrum des Reaktionsgefäßes bildet, in dem der Rotor-Stator-Homogenisator „leer" läuft; mit den oben beschriebenen Konsequenzen.Runs the rotor-stator-homogenizer obliquely relative to the vertical axis of a reaction vessel, this has surprisingly the advantage that the formation of a vortex or "Homogenisationstrichters" in the center of the reaction vessel in the solution or in the homogenate is prevented or reduced, in the rotor-stator-homogenizer runs "empty". This prevents the homogenization efficiency from being reduced. Furthermore, thus excessive foaming is suppressed, which adversely affects the yield. Foaming may result in denaturation of the sample, negatively affecting later analyzes. In addition, foam formed by the transfer, for example by a pipetting process or decantation, the sample from the reaction vessel into other vessels difficult. The losses in the sample during the transfer of a "foamed" solution are considerable, and according to the invention these losses can be reduced. In a further embodiment (Figure 2K), the connection system is constructed so that the vertical axis of symmetry of the rotor-stator homogenizer (dotted line) at a defined position, outside the central vertical axis of the reaction vessel (dashed line) is located. This also prevents a vortex from forming in the center of the reaction vessel in which the rotor-stator homogenizer is "empty", with the consequences described above.
In einer weiteren Ausführungsform kann der azentrisch angebrachte Rotor-Stator- Homogenisator zusätzlich in der horizontalen Ebene, vorzugsweise kreisförmig, bewegt werden. Dieser Vorgang kann manuell, vorzugsweise jedoch über einen entsprechenden Antrieb erfolgen, so dass eine entsprechende Reproduzierbarkeit i gewährleistet wird. Das Verbindungssystem verfügt hierbei beispielsweise über einen Einsatz (Figur 2L; 24). Dieser Einsatz erlaubt beispielsweise kreisförmige Bewegungen des Rotor-Stator-Homogenisators, wodurch überraschenderweise die Homogenisation verbessert wird.In a further embodiment, the azentrisch mounted rotor-stator-homogenizer additionally in the horizontal plane, preferably circular, are moved. This process can be done manually, but preferably via a corresponding drive, so that a corresponding reproducibility i is ensured. The connection system has, for example, an insert (FIGS. 2L, 24). This insert allows, for example, circular movements of the rotor-stator homogenizer, which surprisingly improves the homogenization.
In einer weiteren Ausführungsform werden unterschiedlich dimensionierte Einsätze bzw. Elemente des Verbindungssystems, beispielsweise wie in Figur 2L, 24 dargestellt, eingesetzt, um unterschiedlich große Rotor-Stator-Homogenisatoren und Reaktionsgefäße flexibel miteinander zu verbinden. Wie zuvor beschrieben (Figur 2F/G) kann die vorgegebene Verbindung zwischen Rotor-Stator-Homogenisator und Reaktionsgefäß auch die relative Höhe festlegen. Es ist ebenfalls möglich, diese relative Höhe während des Homogenisationsprozesses zu verändern. Beispielsweise sind wiederholte Auf- und Abbewegungen denkbar, die manuell, vorzugsweise jedoch über einen entsprechenden Antrieb erfolgen, so dass eine entsprechende Reproduzierbarkeit gewahrt bleibt. Diese Bewegungen in der vertikalen Ebene können mit Bewegungen in der horizontalen Ebene sowie Winkeländerungen manuell, vorzugsweise jedoch durch einen entsprechenden Antrieb, kombiniert werden. Überraschenderweise führen diese Bewegungen in einer Ebene oder im Raum dazu, dass Material, das sich ansonsten dem Homogenisationsprozess überwiegend entzieht, noch homogenisiert wird und dies insbesondere bei einem automatisierten und damit reproduzierbaren Prozess.In a further embodiment, differently sized inserts or elements of the connection system, for example, as shown in Figure 2L, 24, used to flexibly connect different sized rotor-stator-homogenizers and reaction vessels. As described above (FIG. 2F / G), the predetermined connection between the rotor-stator homogenizer and the reaction vessel can also determine the relative height. It is also possible to change this relative height during the homogenization process. For example, repeated up and down movements are conceivable, which are done manually, but preferably via a corresponding drive, so that a corresponding reproducibility is maintained. These movements in the vertical plane can be combined with movements in the horizontal plane as well as angle changes manually, but preferably by a corresponding drive. Surprisingly, these movements in a plane or in the room mean that material that otherwise escapes the homogenization process is still homogenized, and this in particular in the case of an automated and therefore reproducible process.
Generell können die Ausführungsbeispiele mit einem Deckel oder einem Verschluss (25) versehen sein, der beispielhaft in Figur 2L dargestellt ist.
Die verschiedenen Aspekte der Ausführungsbeispiele können erfindungsgemäß miteinander kombiniert werden.In general, the embodiments may be provided with a lid or closure (25), which is shown by way of example in FIG. 2L. The various aspects of the embodiments can be combined with each other according to the invention.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Oberflächen des Rotor-Stator- Homogenistors und/oder des Reaktionsgefäßes so beschaffen, dass die Homogenisationswirkung bzw. Homogenisationseffizienz überraschend signifikant zunimmt. Dies wird durch den Einsatz von Homogenisationsoberflächen erreicht. Homogenisationsoberflächen sind dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächen mit einer rauen Beschaffenheit eingesetzt werden, d.h. beispielsweise dass die Fläche einer Oberfläche, insbesondere einer glatten Oberfläche, vergrößert ist. Beispielsweise können raue Oberflächen durch Schmirgeln, Schleifen, Bohren, Sandstrahlen, Ultraschall, Ätzen oder sonstige Verfahren generiert werden. Es ist beispielsweise auch denkbar, dass bei Kunststoffartikeln die entsprechenden Spritzgußwerkzeuge nicht poliert werden, sondern ggf. insbesondere mit rauen Oberflächen versehen werden. Die so erzeugten Kunststoffartikel besitzen dann ggf. raue Oberflächen. Es ist ebenfalls möglich Partikel auf Oberflächen aufzubringen, so dass beispielsweise eine Oberfläche wie bei einem Schleifpapier entsteht. Es können auch freie Partikel (Homogenisationspartikel) eingesetzt werden. Das heißt, dass Homogenisationsoberflächen auch Homogenisationspartikel sein können. Homogenisationspartikel sind feste Partikel, beispielsweise Glas, Silika, Titanium, magnetische Partikel, etc., die vor oder während des Homogenisationsprozesses zugesetzt werden und zu einer unerwarteten Steigerung der Homogenisationswirkung führen.In a further embodiment, the surfaces of the rotor-stator homogenizer and / or the reaction vessel are such that the homogenization effect or homogenization efficiency increases surprisingly significantly. This is achieved through the use of homogenization surfaces. Homogenization surfaces are characterized in that surfaces are used with a rough texture, i. for example, that the surface of a surface, in particular a smooth surface, is increased. For example, rough surfaces may be generated by sanding, grinding, drilling, sand blasting, ultrasound, etching or other methods. It is also conceivable, for example, that in the case of plastic articles, the corresponding injection molding tools are not polished, but if necessary, in particular provided with rough surfaces. The plastic articles thus produced may then have rough surfaces. It is also possible to apply particles to surfaces, so that, for example, a surface is formed as with a sandpaper. It is also possible to use free particles (homogenization particles). This means that homogenization surfaces can also be homogenization particles. Homogenization particles are solid particles, for example glass, silica, titanium, magnetic particles, etc., which are added before or during the homogenization process and lead to an unexpected increase in the homogenization effect.
In Figur 3 sind Homogenisationsoberflächen auf der Innenseite des Reaktionsgefäßes (10a), beim Rotor-Stator-Homogenisator (10b), insbesondere im Bereich der in das Reaktionsgefäß eingeführt wird, vorzugsweise auf der Außenfläche des Stators, und/oder in Form von Homogenisationspartikeln (10c), vorhanden. Beispielsweise ist es möglich mit einem System, das ohne Homogenisationsoberflächen keine Homogenisation bzw. keinen Aufschluss von Mikroorganismen ermöglicht, mit Homogenisationsoberflächen, beispielsweise auch Homogenisationspartikeln, Mikroorganismen zu homogenisieren bzw. aufzuschließen. Überraschenderweise liefert die Kombination von Homogenisationsoberflächen, mit Homogenisationsreagenzien unerwartet hohe Homogenisationsraten. Bei Homogenisationsreagenzien handelt es sich um Reagenzien bzw. Lösungen, die Harnstoff, Detergenzien, organische Lösungsmittel, chaotrope Salze, Enzyme, etc. beinhalten. Als Detergenzien werden beispielsweise Natriumdodecylsulfat, Tween-
Detergenzien (z.B. Tween 20), Triton-Detergenzien (z.B. Triton-X 100), etc. eingesetzt. Als organische Lösungsmittel werden beispielsweise Dimethylsulfoxid, Methanol, Ethanol, etc. verwendet. Chaotrope Salze sind beispielsweise, Guanidiniumsalze (z.B. Guanidiniumhydrochlorid), NaCI oder andere Salze (in hohen Konzentrationen), etc. Detergenzien und chaotrope Salze können auch kombiniert vorliegen; beispielsweise als Guanidiniumdodecylsulfat. Enzyme sind beispielsweise Hydrolasen, insbesondere Proteasen (Proteinase K), Muramidasen, etc.In FIG. 3, homogenization surfaces are located on the inside of the reaction vessel (10a), in the rotor-stator homogenizer (10b), in particular in the region which is introduced into the reaction vessel, preferably on the outer surface of the stator, and / or in the form of homogenization particles (10c ), available. For example, it is possible with a system that does not homogenization or no digestion of microorganisms without Homogenisationsoberflächen homogenize or unlock with Homogenisationsoberflächen, for example, homogenization particles, microorganisms. Surprisingly, the combination of homogenization surfaces with homogenization reagents gives unexpectedly high homogenization rates. Homogenization reagents are reagents or solutions that contain urea, detergents, organic solvents, chaotropic salts, enzymes, etc. As detergents, for example, sodium dodecyl sulfate, tween Detergents (eg Tween 20), Triton detergents (eg Triton-X 100), etc. are used. As organic solvents, for example, dimethylsulfoxide, methanol, ethanol, etc. are used. Chaotropic salts are, for example, guanidinium salts (eg guanidinium hydrochloride), NaCl or other salts (in high concentrations), etc. Detergents and chaotropic salts may also be combined; for example, as guanidinium dodecyl sulfate. Enzymes are, for example, hydrolases, in particular proteases (proteinase K), muramidases, etc.
Homogenisationspartikel können außerdem für parallele oder nachfolgende Trennverfahren eingesetzt werden. Beispielsweise können Silikapartikel zur Reinigung von Nukleinsäuren eingesetzt werden.Homogenization particles can also be used for parallel or subsequent separation processes. For example, silica particles can be used to purify nucleic acids.
Der Einsatz magnetischer Partikel bietet den Vorteil, nachfolgende magnetisch unterstützte Trennverfahren bzw. Extraktionsprozesse direkt im Reaktionsgefäß durchzuführen, ohne in einem weiteren Prozessschritt magnetische Partikel zugeben zu müssen. Es ist möglich, den Rotor-Stator-Homogenisator reversibel zu magnetisieren, so dass der Rotor-Stator-Homogenisator zur reversiblen Bindung der magnetischen Partikel eingesetzt werden kann. Dies kann bei Extraktions- bzw. Reinigungsschritten, insbesondere bei deren Automatisierung, von großem Vorteil sein. Neben Partikeln können im Rotor-Stator-Homogenisator, dem Reaktionsgefäß oder dem Verbindungssystem auch Membranen, Filter, Vliese, Chromatographieeinheiten, etc. integriert sein, die ebenfalls die Durchführung von Trennverfahren erlauben. Des Weiteren können im Rotor-Stator-Homogenisator, dem Reaktionsgefäß oder dem Verbindungssystem Öffnungen vorgesehen sein, die Pipettiervorgänge oder Trennverfahren erlauben. In diesen Öffnungen können sich Septen, Membranen, Filter oder andere penetrierbare oder unter bestimmten Bedingungen permeablen Systeme befinden.The use of magnetic particles offers the advantage of carrying out subsequent magnetically assisted separation processes or extraction processes directly in the reaction vessel without having to add magnetic particles in a further process step. It is possible to reversibly magnetize the rotor-stator homogenizer, so that the rotor-stator homogenizer can be used for the reversible binding of the magnetic particles. This can be of great advantage in extraction or purification steps, in particular in their automation. Besides particles, in the rotor-stator homogenizer, the reaction vessel or the connection system, membranes, filters, nonwovens, chromatography units, etc. may be integrated, which also allow the performance of separation processes. Furthermore, openings may be provided in the rotor-stator homogenizer, the reaction vessel or the connection system which allow pipetting operations or separation processes. These openings may contain septa, membranes, filters or other penetrable or permeable systems.
Der in Figur 4 dargestellte Rotor-Stator-Homogenisator kann als Pipette zur Zugabe von Lösungen, Reagenzien, etc. und zur Entnahme von Homogenat sowie zur Durchführung von Trennschritten eingesetzt werden. Hierfür wird die Kupplung (1), vorzugsweise so ausgeformt, dass diese mit einem entsprechenden Pipettiersystem (26), zum Beispiel einem Anschluss an ein Pumpsystem eines Roboters oder einer manuellen Pipette verbunden werden kann.The rotor-stator-homogenizer shown in Figure 4 can be used as a pipette for the addition of solutions, reagents, etc. and for the removal of homogenate and for carrying out separation steps. For this purpose, the coupling (1), preferably formed so that it can be connected to a corresponding pipetting system (26), for example, a connection to a pumping system of a robot or a manual pipette.
Um den Rotor-Stator-Homogenisator als Pipette zu benutzen, werden vorzugsweise keine Öffnungen oder verschließbare im Rotor-Stator-Homogen isator eingesetzt. Für den Druckausgleich können auch Öffnungen im Verbindungssystem (5c) oder dem
Reaktionsgefäß (5d) ggf. mit Membranen, Septen, Ventilen oder Deckeln bzw. anderen Verschlüssen verwendet werden.In order to use the rotor-stator homogenizer as a pipette, preferably no openings or closable in the rotor-stator homogenizer are used. For pressure equalization also openings in the connection system (5c) or the Reaction vessel (5d) may be used with membranes, septa, valves or lids or other closures.
Wird lediglich der Rotor (3) als Pipette verwendet, d.h. Flüssigkeit bzw. Homogenat im inneren des Rotors bewegt, werden vorzugsweise Öffnungen im Stator (4) integriert. Wird sowohl der Rotor (3) als auch der Stator (4) als Pipette eingesetzt, d.h. Flüssigkeit wird im Inneren eines hohlen Rotors und/oder zwischen Rotor und Stator bewegt, werden vorzugsweise Öffnungen in den Rotor integriert.If only the rotor (3) is used as a pipette, i. Liquid or homogenate moves inside the rotor, preferably openings in the stator (4) are integrated. If both the rotor (3) and the stator (4) used as a pipette, i. Liquid is moved inside a hollow rotor and / or between rotor and stator, openings are preferably integrated into the rotor.
In einer besonderen Ausführungsform wird die Spitze des Rotor-Stator- Homogenisators spitz zulaufend bzw. pipettenförmig, z.B. kegelförmig, ausgeformt (7b). Hierbei bleibt die zahnförmige Struktur der Homogenisationsbereiche erhalten. Die pipettenförmige Spitze kann sich am Rotor oder am Stator befinden. Vorzugsweise ist die Spitze nicht zahnförmig sondern rundum geschlossen, um die Flüssigkeit optimal aufzunehmen. Überraschenderweise führt die Verwendung des Rotor-Stator-Homogenisators als Pipette zu einer Erhöhung der Ausbeute und Reduktion des Kontaminationsrisikos. Des Weiteren wird die Anzahl von Prozessschritten reduziert. Dies erleichtert die Automatisierung, die Standardisierung, vereinfacht und beschleunigt Prozesse und reduziert Kosten. In einer weiteren Ausführungsform (Figur 5) sind Separationseinheiten zur Durchführung von Trennverfahren, Extraktionsverfahren bzw.In a particular embodiment, the tip of the rotor-stator homogenizer is tapered, e.g. conical, shaped (7b). Here, the tooth-shaped structure of the Homogenisationsbereiche remains. The pipette tip may be on the rotor or on the stator. Preferably, the tip is not tooth-shaped but completely closed to optimally absorb the liquid. Surprisingly, the use of the rotor-stator homogenizer as a pipette leads to an increase in the yield and reduction of the risk of contamination. Furthermore, the number of process steps is reduced. This facilitates automation, standardization, simplifies and speeds up processes and reduces costs. In a further embodiment (FIG. 5), separation units for carrying out separation processes, extraction processes or
Chromatographieverfahren vorgesehen (11 ). Es ist mindestens eine Separationseinheit vorhanden. Es können aber auch mehrere integriert sein. Die Separationseinheiten können sich im Rotor-Stator-Homogenisator (11a), im Reaktionsgefäß (11 b) und auch im Verbindungssystem befinden. Die Separationseinheiten können aus einer einfachen Membran oder einem Vlies bestehen, dass in einer entsprechenden Halterung verankert ist (12). Die Separationseinheiten können auch komplexer aufgebaut sein. Beispielsweise können zwei Membranen (12) in entsprechenden Halterungen ein Material (13) umschließen, das für Extraktionsverfahren oder Chromatographieverfahren eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann es sich hierbei um Hydroxylapatit, Silika, Sepharose, Phenylsepharose etc. handeln.Chromatography method provided (11). There is at least one separation unit. But it can also be more integrated. The separation units can be located in the rotor-stator homogenizer (11a), in the reaction vessel (11b) and also in the connection system. The separation units can consist of a simple membrane or a fleece that is anchored in a corresponding holder (12). The separation units can also be constructed more complex. For example, two membranes (12) in respective holders can enclose a material (13) which can be used for extraction or chromatographic processes. For example, these may be hydroxyapatite, silica, sepharose, phenylsepharose, etc.
In Figur 6 ist der Nachweis, dass die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung das Auftreten von Kontaminationen im Gegensatz zum Stand der Technik verhindert, an einem Ausführungsbeispiel (Ausführungsbeispiel 1) dargestellt. Unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich keinerlei Kontamination nach einer Behandlungsdauer von einer Minute (Bild links). Es wird das in Figur 2B
dargestellte Verbindungssystem eingesetzt. Hierbei ist das Verbindungssystem als Deckel fest mit dem Reaktionsgefäß verbunden. Die Vorrichtung nach dem Stand der Technik (ohne ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem) hingegen, zeigt schon nach einer Behandlungsdauer von 15 Sekunden eine deutliche Kontamination (Bild rechts). Für die experimentelle Überprüfung der Verhinderung der Kontamination mittels erfindungsgemäßer Vorrichtungen werden 700 μl einer 2 %igen wässrigen Coomassie Brilliant Blau G 250 (CBB)-Lösung in 2 ml Reaktionsgefäße der Firma Eppendorf (Hamburg, Deutschland) überführt. Mittels eines Miccra 8 Rotor-Stator- Homogenisators der Firma ART moderne Labortechnik (Müllhausen, Deutschland) wird bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 33.000 min'1 bei Raumtemperatur homogenisiert. Der Nachweis eines möglichen Verspritzens der CBB-Lösung und eine damit einhergehende Kontamination der Umgebung wird mittels saugfähigem Whatmann Papier der Firma Schleicher & Schüll demonstriert. Das Papier ist hierbei jeweils zylindrisch um das Reaktionsgefäß und den Rotor-Stator-Homogenisator angebracht.In FIG. 6, the proof that the use of a device according to the invention prevents the occurrence of contaminations, in contrast to the prior art, is illustrated in an exemplary embodiment (exemplary embodiment 1). Using a device according to the invention results in no contamination after a treatment time of one minute (picture left). It becomes that in FIG. 2B used illustrated connection system. Here, the connection system is firmly connected as a lid with the reaction vessel. By contrast, the device according to the prior art (without a connection system according to the invention) already shows a clear contamination after a treatment time of 15 seconds (picture on the right). For the experimental verification of the prevention of contamination by means of devices according to the invention, 700 μl of a 2% aqueous Coomassie Brilliant Blue G 250 (CBB) solution are transferred into 2 ml reaction vessels from Eppendorf (Hamburg, Germany). Using a Miccra 8 rotor-stator homogenizer from ART modern laboratory technology (Müllhausen, Germany) is homogenized at room temperature at a rotational speed of 33,000 min '1 . The proof of a possible splashing of the CBB solution and a concomitant contamination of the environment is demonstrated by means of absorbent Whatmann paper from Schleicher & Schuell. The paper is in each case mounted cylindrically around the reaction vessel and the rotor-stator-homogenizer.
In Figur 7 ist in einem Ausführungsbeispiel (Ausführungsbeispiel 2) die Abhängigkeit der Steigungen der Freisetzungskinetik der Lactat-Deyhdrogenase aus Escherichia coli DH 5α (E. coli) vom verwendeten Rotor-Stator-Homogenisations-System dargestellt. Die Steigungen werden in den linearen Bereichen bestimmt. Die Steigungen sind in Sekunden x Liter/Units [sec*L/U] angegeben. Die Freisetzung der Lactat- Dehydrogenasen aus E. coli spiegelt die Homogenisation bzw. den Aufschluss dieses Mikroorganismus wider. Bei den Versuchen werden glatte Reaktionsgefäße und glatte Rotor-Stator-Homogenisatoren (gHgRS), raue Reaktionsgefäße und glatte Rotor- Stator-Homogenisatoren (rHgRS), glatte Reaktionsgefäße und raue Rotor-Stator- Homogenisatoren (gHrRS) sowie raue Reaktionsgefäße und raue Rotor-Stator- Homogenisatoren (rHrRS) verwendet. Bei rauen Rotor-Stator-Homogenisatoren wird die äußere Oberfläche des Stators durch Schmirgeln aufgeraut. Die Reaktionsgefäße wird innen durch Bohren mit einem Bohrer mit entsprechendem Durchmesser aufgeraut. Die Versuche zeigen deutlich die höhere Homogenisationseffizienz bei Verwendung rauer Oberflächen im Gegensatz zu glatten Oberflächen. Ausführungsbeispiel 3FIG. 7 shows in an exemplary embodiment (exemplary embodiment 2) the dependence of the slopes of the release kinetics of the lactate deoxygenase from Escherichia coli DH 5α (E. coli) on the rotor-stator homogenization system used. The gradients are determined in linear areas. The gradients are given in seconds x liters / units [sec * L / U]. The release of the lactate dehydrogenases from E. coli reflects the homogenization or the digestion of this microorganism. Smooth reaction vessels and smooth rotor-stator homogenizers (gHgRS), rough reaction vessels and smooth rotor-stator homogenizers (rHgRS), smooth reaction vessels and rough rotor-stator homogenizers (gHrRS) as well as rough reaction vessels and rough rotor-stator are used in the experiments - Homogenizers (rHrRS) used. In rough rotor-stator homogenizers, the outer surface of the stator is roughened by sanding. The reaction vessels are roughened inside by drilling with a drill of appropriate diameter. The experiments clearly show the higher homogenization efficiency when using rough surfaces in contrast to smooth surfaces. Embodiment 3
Zur Homogenisation sowie einer etwaigen anschließenden Reinigung von genomischer DNA werden als Homogenisationsoberflächen Homogenisationspartikel, insbesondere magnetische Partikel, verwendet. Zur Versuchsdurchführung wird der Dynabeads® DNA DIRECT™Universal kit (Prod. No. 630.06 von Dynal® Biotech) verwendet.
Gewebe eines Vertebraten, insbesondere 50 bis 100 mg Muskelfleisch wird in ein Reaktionsgefäß gegeben. Es werden 1 ,5 ml, 2 ml, 15 ml und 50 ml Reaktionsgefäße eingesetzt. Vorzugsweise werden 2 ml Reaktionsgefäße der Firma Eppendorf verwendet. In das Reaktionsgefäß werden 200 μl Aufschlusslösung (Lysepuffer des Dynabeads® DNA DIRECT™ Universal kits) vorgelegt. Zum einen werden Homogenisationen durchgeführt, bei denen sich Dynabeads im Lysepuffer befinden, zum anderen werden Homogenisationen durchgeführt bei denen sich keine Dynabeads im Lysepuffer befinden. Mittels eines Miccra Rotor-Stator-Homogenisators wird bei Umdrehungsgeschwindigkeiten von 10.500 bis 39.000 min'1, vorzugsweise bei 30.000 min'1, bei Raumtemperatur oder gekühlt, beispielsweise durch Eis, homogenisiert. Die Homogenisationsdauer beträgt 2 bis 60 Sekunden, vorzugsweise 5 Sekunden. Zum einen wird hierbei mit erfindungsgemäßen Verbindungssystemen, insbesondere entsprechend Figur 2 B, C und D, gearbeitet, zum anderen wird ohne Verbindungssysteme gearbeitet. Bei der Verwendung von Verbindungssystemen entsprechend Figur 2 C und Figur 2 D wird ein Klebestreifen als Deckel bzw. Verschluss für die Öffnungen (16, 17) während der Homogenisation verwendet. Die Homogenate der Versuchsansätze werden entweder für die anschließende Reinigung von genomischer DNA weiter prozessiert (siehe unten) oder wie folgt behandelt. Die Homogenate werden durch Pipettieren entnommen und deren Volumen bestimmt. Gegebenenfalls kann es notwendig sein, die Pipettenspitze am unteren Ende mit einer geeigneten Schere oder einem Messer so abzuschneiden, dass eine Öffnung entsteht, die ausreichend groß ist, um ein Verstopfen durch Gewebestücke zu verhindern. Diese Maßnahme ist gegebenenfalls auch bei anderen Prozessschritten und anderen Ausführungsbeispielen notwendig. Hiernach erfolgt eine ca. zehnminütige Zentrifugation mit 10000 g bei Raumtemperatur. Das Volumen des Überstandes wird ermittelt. Die Absorption des Überstandes bei 260 nm wird nach angemessener Verdünnung mit Wasser bestimmt. Des Weiteren | wird nach einer angemessenen Verdünnung mit Wasser die Proteinkonzentration nach Bradford ermittelt (Bradford, M. M. (1976) Anal. Biochem., 72, 248-254). Die Absorption bei 260 nm und die Proteinkonzentration bezogen auf die eingesetzte Gewebemenge werden als Maß für die Effizienz der Homogenisation eines Gewebes verwendet (Vitzthum, F. (2000) Entwicklung und Untersuchung automatisierungsgerechter physikalischmechanischer Desintegrationsverfahren für eine Nukleinsäure-gestützte, humanmedizinische Infektionsdiagnostik, Fraunhofer IRB Verlag, ISBN 3-8167-5582-
8). Außerdem wird die Proteinausbeute, das Produkt aus der Proteinkonzentration und dem Volumen des Überstandes, ermittelt.For homogenization and any subsequent purification of genomic DNA, homogenization particles, in particular magnetic particles, are used as homogenization surfaces. The Dynabeads® DNA DIRECT ™ Universal kit (product No. 630.06 from Dynal® Biotech) is used to perform the experiment. Tissue of a vertebrate, especially 50 to 100 mg of muscle meat is placed in a reaction vessel. 1, 5 ml, 2 ml, 15 ml and 50 ml reaction tubes are used. Preferably 2 ml reaction vessels from Eppendorf are used. 200 μl of digestion solution (lysis buffer of the Dynabeads® DNA DIRECT ™ Universal kit) are placed in the reaction vessel. On the one hand, homogenizations are carried out in which Dynabeads are located in the lysis buffer, on the other hand, homogenisations are carried out in which there are no Dynabeads in the lysis buffer. Using a Miccra rotor-stator homogenizer is homogenized at speeds of rotation of 10,500 to 39,000 min '1 , preferably at 30,000 min ' 1 , at room temperature or cooled, for example by ice. The homogenization time is 2 to 60 seconds, preferably 5 seconds. On the one hand, this is done with connection systems according to the invention, in particular according to Figure 2 B, C and D, worked on the other hand without connection systems. When using connection systems according to FIG. 2C and FIG. 2D, an adhesive strip is used as the cover or closure for the openings (16, 17) during the homogenization. The homogenates of the experimental preparations are either further processed for the subsequent purification of genomic DNA (see below) or treated as follows. The homogenates are removed by pipetting and their volume determined. If necessary, it may be necessary to cut off the pipette tip at the lower end with a suitable pair of scissors or a knife so that an opening is formed which is sufficiently large to prevent clogging by pieces of tissue. This measure may also be necessary in other process steps and other embodiments. This is followed by a ten minute centrifugation with 10,000 g at room temperature. The volume of the supernatant is determined. The absorbance of the supernatant at 260 nm is determined after adequate dilution with water. Furthermore | For example, after adequate dilution with water, Bradford protein concentration is determined (Bradford, MM (1976) Anal. Biochem., 72, 248-254). The absorption at 260 nm and the protein concentration based on the amount of tissue used are used as a measure of the efficiency of the homogenization of a tissue (Vitzthum, F. (2000) Development and investigation of automation-appropriate physical-mechanical disintegration method for a nucleic acid-based, human medical infection diagnostics, Fraunhofer IRB Verlag , ISBN 3-8167-5582- 8th). In addition, the protein yield, the product of the protein concentration and the volume of the supernatant, is determined.
Im Mittel liefern die erfindungsgemäßen Ansätze mit Dynabeads oder Verbindungssystemen und insbesondere deren Kombination bezogen auf die eingesetzte Gewebemenge, höhere Absorptionen, höhere Proteinkonzentrationen, größere Homogenatvolumina, und/oder Gesamtproteinausbeuten als vergleichbare Ansätze ohne Dynabeads und/oder Verbindungssysteme.On average, the inventive approaches with Dynabeads or compound systems and in particular their combination based on the amount of tissue used, higher absorptions, higher protein concentrations, larger homogenate volumes, and / or total protein yields as comparable approaches without Dynabeads and / or compound systems.
Dies liegt unter anderem daran, dass bei den erfindungsgemäßen Verbindungssystemen das Verspritzen der Probe aus dem Reaktionsgefäß heraus reduziert oder unterbunden wird. Es zeigt sich damit, dass die Verbindungssysteme nicht nur das Risiko von Kontaminationen reduzieren oder verhindern, sondern auch die Volumenausbeute und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse erhöhen. Dies macht sich vor allem bei einer langen Dauer der Homogenisation bemerkbar, beispielsweise 60 Sekunden wenn 2 ml Reaktionsgefäße eingesetzt werden. Da mehr Material im Reaktionsgefäß verbleibt und dieses somit auch länger im Homogenisationsprozess bleibt und besser homogenisiert wird, steigt außerdem die Effizienz der Homogenisation.This is due, inter alia, to the fact that in the connection systems according to the invention the splashing of the sample out of the reaction vessel is reduced or prevented. It shows that the connection systems not only reduce or prevent the risk of contamination, but also increase the volume yield and the reproducibility of the results. This manifests itself above all with a long duration of the homogenization, for example 60 seconds when 2 ml reaction vessels are used. In addition, since more material remains in the reaction vessel and thus remains longer in the homogenization process and is better homogenized, the efficiency of the homogenization increases.
Die Effizienz der Homogenisation wird zudem überraschend durch die Homogenisationspartikel, insbesondere in Kombination mit den Verbindungssystemen, noch gesteigert. Insbesondere bei einer kurzen Dauer der Homogenisation, beispielsweise von 2 bis 20 Sekunden wenn 2 ml Reaktionsgefäße eingesetzt werden und bei Verwendung von Verbindungssystemen, ist die Effizienz der Homogenisation in Gegenwart von Homogenisationspartikeln größer als ohne. Für die Reinigung von genomischer DNA wird bei den Homogenaten ohne Dynabeads das Homogenat wie in der Regel üblich in ein anderes Reaktionsgefäß überführt, in dem sich die Dynabeads befinden, die aus dem Lysepuffer zuvor entfernt wurden. Dieser Schritt kostet Zeit, welche bei den Ansätzen mit Dynabeads in der Aufschlusslösung und während der Homogenisation erfindungsgemäß und vorteilhaft eingespart wird. Als Reaktionsgefäß werden die Reaktionsgefäße verwendet, die auch bei der Homogenisation eingesetzt wurden, vorzugsweise 2 ml Reaktionsgefäße der Firma Eppendorf, um die nachfolgenden Prozessschritte unter vergleichbarenThe efficiency of the homogenization is also surprisingly enhanced by the homogenization particles, in particular in combination with the compound systems. Especially with a short duration of homogenization, for example from 2 to 20 seconds when 2 ml reaction vessels are used and when using connection systems, the efficiency of homogenization in the presence of homogenization particles is greater than without. For the purification of genomic DNA in the homogenates without Dynabeads the homogenate is transferred as usual in another reaction vessel in which are the Dynabeads, which were previously removed from the lysis buffer. This step costs time, which is economized according to the invention and advantageous in the approaches with Dynabeads in the digestion solution and during homogenization. As a reaction vessel, the reaction vessels are used, which were also used in the homogenization, preferably 2 ml reaction vessels from Eppendorf, to the following process steps under comparable
Bedingungen durchführen zu können. Der Transfer des Homogenates wird so durchgeführt, dass die Dynabeads sich ausreichend im Homogenat verteilen. Bei den Ansätzen mit Verbindungssystemen entsprechend Figur 2 C oder Figur 2 D wird der Rotor-Stator-Homogenisator und das jeweilige Verbindungssystem während
der Prozedur nicht entfernt. Der Transfer von Material erfolgt hier über die Verbindungssysteme. Dies spart Zeit.Conditions to perform. The transfer of the homogenate is carried out in such a way that the dynabeads distribute themselves sufficiently in the homogenate. In the approaches with connection systems according to Figure 2 C or Figure 2 D, the rotor-stator-homogenizer and the respective connection system during the procedure is not removed. The transfer of material takes place here via the connection systems. This saves time.
Alle Ansätze werden bei Raumtemperatur 5 bis 10 Minuten inkubiert. Nach dieser Inkubation werden die Reaktionsgefäße in oder an einem Dynal Magnetic Particle Concentrator (MPC) positioniert. Vorzugsweise befindet sich der Magnet zunächst am Boden der Reaktionsgefäße. Dies ist insbesondere bei den Ansätzen wichtig, bei denen sich der Rotor-Stator-Homogenisator noch im Reaktionsgefäß befindet, um ein möglichst vollständiges Sammeln der Dynabeads zu erzielen. Wenn die Dynabeads sich gesammelt haben, kann der Magnet an die Seite verlagert werden, so dass die Dynabeads etwas zur Seite gezogen werden. Dies erleichtert das Entfernen des Überstandes durch Pipettieren. Vorzugsweise wird der Rotor-Stator-Homogenisator von seiner ursprünglichen Position in der Nähe des Bodens des Reaktionsgefäßes, die er während der Homogenisation einnimmt, etwas nach oben verschoben, ohne ihn jedoch vollständig zu entfernen. Nach mindestens 1 bis 2 Minuten wird der Überstand durch vorsichtiges Pipettieren entfernt. Am Boden des Reaktionsgefäßes befindet sich ein brauner, gelartiger Komplex aus DNA und Dynabeads. Bei den folgenden Schritten wird darauf geachtet, dass dieser Komplex nicht zerstört wird. Nachdem der Überstand entfernt ist, wird das Reaktionsgefäß vom Dynal MPC entfernt und 200 μl Waschlösung (10 mM Tris-HCI, pH 7,5, 150 mM LiCI, 0,1 mM EDTA) durch Pipettieren hinzugefügt. Das Reaktionsgefäß wird dann wieder an oder im Dynal MPC positioniert. Nachdem die Lösung klar geworden ist, wird der Überstand entfernt. Diese Waschprozedur wird einmal wiederholt. Hiernach wird der Komplex aus DNA und DynabeacJs in 20 bis 50 μl Resuspensionslösung (10 mM Tris-HCI, pH 8,0) resuspendiert. Für die Resuspendierung wird vorzugsweise 5 Minuten bei 65 0C inkubiert. Das Reaktionsgefäß wird in das Dynal MPC gestellt und nach ca. 30 Sekunden wird der Überstand entnommen. Nach einer entsprechenden Verdünnung mit Wasser wird mittels der Bestimmung der Absorption bei 260 nm die DNA-Konzentration ermittelt (Vitzthum, F. und Bernhagen, J. (2002) SYBR Green I: An ultrasensitive fluorescent dye for double-stranded DNA quantification in Solution and other applications; Recent Res. Devel. Anal. Biochem. 65-93, ISBN 381-7895-054-5).All mixtures are incubated at room temperature for 5 to 10 minutes. After this incubation, the reaction vessels are positioned in or on a Dynal Magnetic Particle Concentrator (MPC). Preferably, the magnet is initially at the bottom of the reaction vessels. This is particularly important in the approaches in which the rotor-stator homogenizer is still in the reaction vessel to achieve the most complete collection of Dynabeads. When the Dynabeads have gathered, the magnet can be moved to the side, pulling the dynabeads slightly to the side. This facilitates the removal of the supernatant by pipetting. Preferably, the rotor-stator homogenizer is displaced slightly upwardly from its original position near the bottom of the reaction vessel, which it occupies during homogenization, but without completely removing it. After at least 1 to 2 minutes, the supernatant is removed by careful pipetting. At the bottom of the reaction vessel is a brown, gel-like complex of DNA and Dynabeads. The following steps will be taken to ensure that this complex is not destroyed. After the supernatant is removed, the reaction vessel is removed from the Dynal MPC and 200 μl wash solution (10 mM Tris-HCl, pH 7.5, 150 mM LiCl, 0.1 mM EDTA) added by pipetting. The reaction vessel is then placed back on or in the Dynal MPC. After the solution has become clear, the supernatant is removed. This washing procedure is repeated once. Thereafter, the complex of DNA and DynabeacJs in 20 to 50 ul resuspension solution (10 mM Tris-HCl, pH 8.0) is resuspended. For the resuspension is preferably incubated at 65 0 C for 5 minutes. The reaction vessel is placed in the Dynal MPC and after about 30 seconds, the supernatant is removed. After a corresponding dilution with water, the determination of the absorption at 260 nm determines the DNA concentration (Vitzthum, F. and Bernhagen, J. (2002) SYBR Green I: An ultrasensitive fluorescent dye for double-stranded DNA quantification in solution and Other applications; Recent Res. Devel., Anal., Biochem., 65-93, ISBN 381-7895-054-5).
Im Mittel liefern die erfindungsgemäßen Ansätze mit Dynabeads oder Verbindungssystemen und insbesondere deren Kombination höhere DNA- Konzentrationen als vergleichbare Ansätze ohne Dynabeads und/oder Verbindungssysteme. Insbesondere bevorzugt ist hierbei die Verwendung eines der
Verbindungssysteme von Figur 2 C und Figur 2 D. Ganz besonders bevorzugt ist ein Verbindungssystem entsprechend Figur 2 C ohne Filter (11) aber mit Öffnung (16). Ausführungsbeispiel 4On average, the approaches according to the invention with Dynabeads or compound systems and in particular their combination provide higher DNA concentrations than comparable approaches without Dynabeads and / or connection systems. Particularly preferred here is the use of one of Connection systems of Figure 2 C and Figure 2 D. Very particularly preferred is a connection system according to Figure 2 C without filter (11) but with opening (16). Embodiment 4
Diese Ausführung beschreibt beispielhaft den Transfer von Material durch entsprechende Verbindungssysteme. Ein Miccra Rotor-Stator-Horηogenisator wirdThis embodiment describes by way of example the transfer of material through corresponding connection systems. A Miccra rotor-stator-Horηogenisator is
I eingesetzt. Als Reaktionsgefäße werden 50 ml Zentrifugenröhrchen von Greiner verwendet. Der obere Bereich der Zentrifugenröhrchen wird etwa bei der 20 ml Markierungen abgetrennt. Deckel der Zentrifugenröhrchen werden mit einer Bohrung im Zentrum des Deckels oder einer Bohrung außerhalb der zentralen Achse für den Miccra 8 Rotor-Stator-Homogenisator und mindestens einer weiteren Bohrung außerhalb der zentralen Achse für eine Pipettenspitze versehen. Mittels Heißkleber (Artikelnummer 539500 von LUX-Werkzeuge) unter Verwendung einer Heißkleberpistole (KCK2002 von King Craft, Müller & Partner GbR) wird der Rotor- Stator-Homogenisator mit den jeweiligen Deckeln mit entsprechenden Bohrungen verbunden, so dass Systeme wie in Figur 2 J, Figur 2 K oder Kombinationen aufgebaut werden. Vorzugsweise wird der Rotor-Stator-Homogenisator so eingebracht, dass er bei geschlossenem Schraubdeckel schräg in die Mitte des am Boden spitz zulaufenden Reaktionsgefäßes gerichtet ist und das Ende des Rotor-Stator-Homogenisators mit den Zerkleinerungsbereichen etwa in der Mitte knapp über dem spitz zulaufenden Boden des Reaktionsgefäßes zu liegen kommt. Der Deckel wird mit Heißkleber am Reaktionsgefäß befestigt. Die Anbringung des Rotor-Stator-Homogenisators außerhalb der zentralen Achse und/oder mit einer entsprechenden Neigung (siehe Figur 2 J) zeigt ein reduziertes Risiko dafür, dass der Rotor-Stator-Homogenisatori „leer" läuft und steigert so die Effizienz der Homogenisation. Durch die Pipettieröffnung wird mindestens ein kleines Gewebestückchen, beispielsweise insgesamt 50 bis 200 mg Muskelfleisch, in das Reaktionsgefäß gegeben. Aufschlusslösung wird durch die Pipettieröffnung mittels einer Pipette hinzugegeben bis die Aufschlusslösung ein Volumen im Bereich der Markierungen des Reaktionsgefäßes von 5 bis 15 ml einnimmt. Als Aufschlusslösung wird beispielsweise phosphatgepufferte, physiologische Kochsalzlösung pH 7,4 (PBS) verwendet.I used. The reaction vessels used are 50 ml Greiner centrifuge tubes. The upper portion of the centrifuge tubes is separated approximately at the 20 ml markings. Lid of centrifuge tubes are provided with a hole in the center of the lid or a bore outside the central axis for the Miccra 8 rotor-stator homogenizer and at least one other bore outside the central axis for a pipette tip. Using hot glue (article number 539500 from LUX tools) using a hot glue gun (KCK2002 from King Craft, Müller & Partner GbR), the rotor-stator homogenizer is connected to the respective covers with corresponding holes, so that systems as shown in FIG. Figure 2 K or combinations are constructed. Preferably, the rotor-stator homogenizer is introduced so that it is directed obliquely in the center of the bottom tapered reaction vessel with closed screw and the end of the rotor-stator-homogenizer with the crushing areas approximately in the middle just above the tapered bottom the reaction vessel comes to rest. The lid is attached to the reaction vessel with hot glue. The attachment of the rotor-stator homogenizer outside the central axis and / or with a corresponding inclination (see Figure 2J) shows a reduced risk that the rotor-stator homogenizer will run "empty", thus increasing the efficiency of homogenization. At least one small piece of tissue, for example a total of 50 to 200 mg of muscle meat, is added to the reaction vessel through the pipetting orifice, and the digestion solution is added through the pipetting opening by pipette until the digestion solution has a volume in the region of the labeling of the reaction vessel of 5 to 15 ml Digestion solution, for example, phosphate-buffered, physiological saline pH 7.4 (PBS) is used.
Während der Homogenisation von 15 bis 120 Sekunden bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von ca. 30.000 min"1 bei Raumtemperatur ohne Kühlung verschließt entweder ein Klebestreifen als eine Art Deckel die Pipettieröffnung, oder es befindet sich entsprechend Figur 2 D eine Pipettenspitze (17) darin. Durch diese Pipettieröffnung oder Pipettenspitze wird nach der Homogenisation noch das
Detergenz Triton X 100 bis zu einer finalen Konzentration von 1 %ι zugegeben. Um das Detergenz homogen zu verteilen, wir bei minimaler Umdrehungsgeschwindigkeit für einen kurzen Moment das Gewebe-Homogenat weiter homogenisiert. Alternativ wird der Rotor-Stator-Homogenisator aus dem Antrieb genommen und das Reaktionsgefäß vorsichtig geschüttelt. Die Zugabe von Detergenz; führt zur einer vollständigeren, effizienteren Homogenisation des Gewebes als ohne Detergenz und zur Freisetzung insbesondere membrangebundener Substanzen; beispielsweise membrangebundener Proteine. Im Gegensatz zu einer Zugabe des Detergenz bei der ersten Homogenisation fällt bei der Zugabe des Detergenz erst nach der ersten Homogenisation die Schaumbildung geringer aus.During the homogenization of 15 to 120 seconds at room temperature without cooling closes at a rotational speed of 30,000 min "1 either an adhesive strip as a kind of cover, the pipette, or it is according to figure 2 D a pipette tip (17) therein. By this Pipetting or pipette tip is still after homogenization Detergent Triton X 100 added to a final concentration of 1% ι. To distribute the detergent homogeneously, we further homogenize the tissue homogenate for a short moment at minimum rotational speed. Alternatively, the rotor-stator homogenizer is removed from the drive and the reaction vessel is gently shaken. The addition of detergent; leads to a more complete, more efficient homogenization of the tissue than without detergent and for the release of in particular membrane-bound substances; for example, membrane-bound proteins. In contrast to an addition of the detergent in the first homogenization, the addition of the detergent only after the first homogenization, the foaming is less.
Bei einem derartigen Prozess sind Ausführungsbeispiele des Verbindungssystems entsprechend Figur 2 C und D vorzugsweise einzusetzen, da diese im Gegensatz zu Verbindungssystemen ohne Öffnungen (16) oder Pipettenspitzen (17J), eine einfache, schnelle, kontaminationsfreie oder kontaminationsarme, verlustfrei oder verlustarme und automatisierungsgerechte Zugabe und auch Entnahme von Material ermöglichen, ohne das Reaktionsgefäß vom Verbindungssystem oder de]n Rotor-Stator- Homogenisator vom Verbindungssystem zu trennen. Wahlweise verfügt diese Pipettenspitze über einen Filter (11), wie in Figur 2 C dargestellt. Das Gewebe-Homogenat wird über eine Pipettenspitze entfernt. Weiteres PBS wird über die Pipettenspitze zugeführt, nochmals kurz homogenisiert und] das Homogenat abpipettiert. Dieser Vorgang wird noch zweimal wiederholt. Hierdurch wird die Proteinausbeute (siehe unten) erhöht. Das Gesamtvolumen des Hömogenates aus diesen Schritten wird bestimmt. Hiernach erfolgt eine zehnminütige Zentrifugation mit 10000 g bei Raumtemperatur. Das Volumen des Überstandes wird ermittelt. Die Absorption des Überstandes bei 260 nm wird nach angemessener Verdünnung mit Wasser bestimmt. Des Weiteren wird nach einer angemessenen Verdünnung mit Wasser die Proteinkonzentration nach Bradford ermittelt. Die Absorption bei 260 nm und die Proteinkonzentration bezogen auf die eingesetzte Gewebemenge werden als Maß für die Effizienz der Homogenisation eines Gewebes verwendet. Außerdem wird die Proteinausbeute, das Produkt aus der Proteinkonzentration und dem Volumen des Überstandes, ermittelt.In such a process, embodiments of the connection system according to FIG. 2 C and D are to be used preferably, since these, in contrast to connection systems without openings (16) or pipette tips (17J), a simple, fast, contamination-free or low-contamination, lossless or low-loss and automation-compliant addition and also allow removal of material without separating the reaction vessel from the connection system or rotor-stator homogenizer from the connection system. Optionally, this pipette tip has a filter (11) as shown in Figure 2C. The tissue homogenate is removed via a pipette tip. Additional PBS is added via the pipette tip, homogenized briefly again and the homogenate is pipetted off. This process is repeated twice more. This increases the protein yield (see below). The total volume of the homogenate from these steps is determined. This is followed by a ten-minute centrifugation with 10,000 g at room temperature. The volume of the supernatant is determined. The absorbance of the supernatant at 260 nm is determined after adequate dilution with water. Furthermore, after a reasonable dilution with water, the Bradford protein concentration is determined. The absorbance at 260 nm and the protein concentration based on the amount of tissue used are used as a measure of the efficiency of homogenization of a tissue. In addition, the protein yield, the product of the protein concentration and the volume of the supernatant, is determined.
Im Mittel liefern die erfindungsgemäßen Ansätze mit Verbindungssystemen, die für den Transfer von Material geeignet sind, größere Homogenatvolumina, und bezogen auf die eingesetzte Gewebemenge, höhere Gesamtabsorptionen, das Produkt aus Homogenatvolumen und Absorption pro eingesetzter Gewebemenge und/oder höhere
Gesamtproteinausbeuten, das Produkt aus Homogenatvolumen und Proteinkonzentration pro eingesetzter Gewebemenge, als vergleichbare Ansätze ohne Verbindungssysteme. Ausführungsbeispiel 5 Hier wird ein Rotor-Stator-Homogenisator entsprechend Figur 8a und 8b zum Transfer von Material verwendet. In einen hohlen Rotorr wird entsprechend Figur 8a eine entsprechend zugeschnittene Pipettenspitze (7b) eingeklebt. Hierbei wird beispielsweise Sekundenkleber Gel der Firma Tesa als Klebstoff verwendet. Öffnungen des Rotor-Stator-Homogenisators werden beispielsweise mittels Klebestreifen und/oder Klebstoff bis auf die Öffnungen für die Zirkulation von Luft im Rotor (5a) und Stator (5a*) und die Öffnung im Stator 5b/6 für die Zirkulation von Luft und/oder Flüssigkeit verschlossen. Es wird ein Verbindungssystem entsprechend Figur 2 B verwendet. Dieses Verbindungssystem hat in einer weiteren Ausführungsform wie in Figur 8a dargestellt noch eine Öffnung (5d) auf deren Funktion weiter unten eingegangen wird.On average, the approaches according to the invention with compound systems which are suitable for the transfer of material provide greater homogenate volumes and, based on the amount of tissue used, higher total absorptions, the product of homogenate volume and absorption per inserted amount of tissue and / or higher Total protein yields, the product of homogenate volume and protein concentration per amount of tissue used, as comparable approaches without linkage systems. Embodiment 5 Here, a rotor-stator homogenizer according to Figs. 8a and 8b is used for transferring material. A correspondingly cut pipette tip (7b) is glued into a hollow rotor according to FIG. 8a. In this case, for example, superglue gel from Tesa is used as an adhesive. Openings of the rotor-stator homogenizer are made, for example, by means of adhesive strips and / or adhesive except for the openings for the circulation of air in the rotor (5a) and stator (5a *) and the opening in the stator 5b / 6 for the circulation of air and / or liquid sealed. A connection system according to FIG. 2 B is used. In a further embodiment, as shown in FIG. 8a, this connection system has an opening (5d) whose function will be discussed below.
In ein Reaktionsgefäß werden Wasser und Salatöl gegeben. Bei minimaler Umdrehungsgeschwindigkeit wird für einen kurzen Moment homogenisiert. Die entstandene Suspension wird über den Rotor-Stator-Homogenisator entfernt. Dies geschieht beispielsweise über den Rotor. Eine Pipette oder eine Pipettenspitze oder ein anderes entsprechendes System zur Erzeugung von Druckänderungen (26), beispielsweise einen Unterdruck zur Entnahme von Material oder einen Überdruck zur Zugabe von Material, dass passgenau mit dem Rotor oder dem Rotor-Stator- Homogenisator verbunden werden kann, wird in den Rotor eingeführt (Pfeil 27), gegebenenfalls auch zwischen den Rotor und den Stator, so dass die Öffnung im Rotor (5a) verschlossen wird. Zur Verdeutlichung ist der durchgeführte Vorgang in Figur 8b im Schnitt des Stators und der Aufsicht auf den Rotor und der Aufsicht des Systems zur Erzeugung von Druckänderungen (26) dargestellt. Beim Ausführungsbeispiel wird hierfür eine passende Pipettenspitze zugeschnitten und mit Heißklebstoff derart verändert, dass eine Form entsprechend Figur 8a bzw. 8b hergestellt wird. Die Öffnung (5a) im Rotor kann alternativ auch von außen, beispielsweise durch einen Stopfen, verschlossen werden. Hierzu müssen die Öffnungen im Rotor (5a) und im Stator (5a*) allerdings in der gleichen Position sein, um die Öffnung im Rotor (5a) durch die Öffnung des Stators (5a*) hindurch zu verschießen. Wird über eine Pipette oder ein entsprechendes System ein Unterdruck erzeugt, gelangt die Suspension über die Pipettenspitze am Rotor (7d) in den Rotor, indem der
über die Öffnung am Stator (5a*) wirkende Luftdruck oder über eine etwaige Öffnungen im Verbindungssystem (16) diese in den Rotor drückt. Der Rotor-Stator-Homogenisator wird dann wie eine Pipettenspitze verwendet, d.h. aus dem Reaktionsgefäß entfernt und die im Rotor enthaltene Suspension in ein anderes Reaktionsgefäß überführt. Alternative wird die Suspension über den im Reaktionsgefäß verbleibenden Rotor- Stator-Homogenisator aus dem Reaktionsgefäß entfernt.In a reaction vessel, water and salad oil are added. At minimum rotation speed, homogenize for a short moment. The resulting suspension is removed via the rotor-stator homogenizer. This happens for example via the rotor. A pipette or pipette tip or other equivalent system for generating pressure changes (26), for example, a vacuum for taking out material or an overpressure for adding material that can be accurately connected to the rotor or the rotor-stator homogenizer, is inserted into the rotor (arrow 27), optionally between the rotor and the stator, so that the opening in the rotor (5a) is closed. For clarification, the process performed in Figure 8b is shown in section of the stator and the top view of the rotor and the top view of the system for generating pressure changes (26). In the exemplary embodiment, a suitable pipette tip is cut to size and modified with hot glue in such a way that a shape corresponding to FIGS. 8a and 8b is produced. The opening (5a) in the rotor can alternatively also be closed from the outside, for example by a plug. For this purpose, however, the openings in the rotor (5a) and in the stator (5a *) must be in the same position to shoot the opening in the rotor (5a) through the opening of the stator (5a *). If a negative pressure is generated by means of a pipette or a corresponding system, the suspension passes into the rotor via the pipette tip on the rotor (7d), in which case the via the opening on the stator (5a *) acting air pressure or via any openings in the connection system (16) presses them into the rotor. The rotor-stator homogenizer is then used like a pipette tip, ie removed from the reaction vessel and the suspension contained in the rotor transferred to another reaction vessel. Alternatively, the suspension is removed from the reaction vessel via the rotor-stator-homogenizer remaining in the reaction vessel.
Bei entsprechend großen Volumina und Lösungen, Suspensionen und Homogenaten mit entsprechender Viskosität ist es mit der oben ausgeführten erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich den Rotor oder den Rotor-Stator Homogenisator ohne eine Pipettenspitze (7b) zum Transfer von Lösungen einzusetzen. Die Verwendung einer Pipettenspitze ist allerdings bevorzugt, da manche Lösungen nur mit dieser überhaupt pipettiert werden können und/oder weniger oder kein Restvolumen im Reaktionsgefäß verbleibt und so mit einer Pipettenspitze am Rotor-Stator-Homogenisator Ausbeuten erhöht werden. Vorzugsweise wir über den Rotor Material dem Reaktionsgefäß zugeführt oder entnommen. Insbesondere wenn der Rotor-Stator-Homogenisator als eine Art Pipettenspitze verwendet wird. Wird der Rotor-Stator-Homogenisator nach dem Transfer von Material wieder von dem System, dass Druckänderungen erzeugt getrennt, ist dies von Vorteil, da so die Gefahr des Austritts von Material reduziert wird. Eine weitere erfindungsgemäße Möglichkeit für den Transfer von Material besteht jedoch auch darin, dass entsprechende Systeme zur Erzeugung von Druckänderungen (26) eingesetzt werden, die passgenau außen um den Stator passen. Diese werden über den Stator gesteckt oder gestülpt, so dass die Öffnung am Stator (5a*) von außen verschossen wird. Gegebenenfalls wird hierbei auch der Spalt zwischen Rotor und Stator abgedichtet. Aufgrund der Druckverhältnisse kann es hier sinnvoll sein, Statoren einzusetzen, die keine Öffnungen 5b/6 (Figur 8a) besitzen einzusetzen. In einer weiteren Ausführungsform werden Statoren mit den Öffnungen 5b/6 (Figur 8a) unter Einsatz von Verbindungssystemen verwendet, die ebenfalls mindestens eine Öffnung 5d (Figur 8a) besitzen. Während der Homogenisation befindet sich der Rotor- Stator-Homogen isator in einer Position, bei der die Öffnung oder die Öffnungen des Stators mit der Öffnung oder den Öffnungen des Verbindungssystems zusammenfallen, so dass die Zirkulation von Luft oder Material möglich ist. Durch eine Positionsänderung des Stators relativ zum Verbindungssystem kann mindestens eine Öffnung des Stators verschlossen werden. Dies wird bei der Entnahme von Material ausgenutzt.
Die erfindungsgemäßen Rotor-Stator-Homogenisatoren und Verfahren, die für den Transfer von Material geeignet sind, insbesondere in Kombination mit den erfindungsgemäßen Verbindungssystemen, erlauben einen einfacheren und schnelleren Transfer von Material, d.h. in diesem Fall einer Suspension von Wasser und Salatöl und/oder im Mittel größere Ausbeuten an diesem Homogenat im Vergleich zu vergleichbaren Homogenisationen bei denen, das Homogenat auf herkömmliche Art und Weise, beispielsweise durch Dekantieren oder Pipettieren entfernt wird, insbesondere wenn keine erfindungsgemäßen Verbindungssysteme verwendet werden. Ausführungsbeispiel 6With correspondingly large volumes and solutions, suspensions and homogenates with appropriate viscosity, it is possible with the device according to the invention and the method according to the invention to use the rotor or the rotor-stator homogenizer without a pipette tip (7b) for the transfer of solutions. However, the use of a pipette tip is preferred, since some solutions can only be pipetted with it at all and / or less or no residual volume remains in the reaction vessel and thus yields are increased with a pipette tip on the rotor-stator homogenizer. Preferably, we fed via the rotor material to the reaction vessel or removed. Especially when the rotor-stator-homogenizer is used as a kind of pipette tip. If the rotor-stator-homogenizer is separated again after the transfer of material from the system that produces pressure changes, this is an advantage as it reduces the risk of material leakage. However, a further possibility according to the invention for the transfer of material also consists in the use of corresponding systems for generating pressure changes (26) which fit precisely around the outside of the stator. These are plugged or pushed over the stator, so that the opening on the stator (5a *) is fired from the outside. Optionally, in this case, the gap between the rotor and stator is sealed. Due to the pressure conditions, it may be useful here to use stators that have no openings 5b / 6 (Figure 8a) use. In a further embodiment, stators are used with the openings 5b / 6 (FIG. 8a) using connection systems which likewise have at least one opening 5d (FIG. 8a). During homogenization, the rotor-stator homogenizer is in a position where the opening or openings of the stator coincide with the opening or openings of the connection system so that the circulation of air or material is possible. By changing the position of the stator relative to the connection system, at least one opening of the stator can be closed. This is exploited when removing material. The rotor-stator homogenizers according to the invention and processes which are suitable for the transfer of material, in particular in combination with the compound systems according to the invention, allow a simpler and faster transfer of material, ie in this case a suspension of water and salad oil and / or im Means larger yields of this homogenate compared to comparable homogenizations in which the homogenate in a conventional manner, for example by decantation or pipetting is removed, especially when no inventive compound systems are used. Embodiment 6
Rotor-Stator-Homogenisation von Pflanzenmaterial in Verbindung mit einem Reaktionsgefäß mit Separationseinheit zur Filtration des Homogenates. Hierbei wird Material des NucleoSpin® Plant XL Kits von Macherey & Nagel eingesetzt. Blätter einer Pflanze, zum Beispiel Blätter eines Pfennigbaumes, werden in ein NucleoSpin® Filter Unit, d.h. ein Reaktionsgefäß etwa entsprechend Figur 5, überführt. Der Ablauf des NucleoSpin® Filter Units wird verschlossen. Ein Rotor-Stator-Homogenisator wird über ein Verbindungssystem entsprechend Figur 2 C ohne eine Separätionseinheit (11) mit dem NucleoSpin® Filter Unit verbunden. Über die Öffnung 16 des Verbindungssystems wird der „Buffer C1" des Kits hinzupipettiert. Das Volumen des zugegebenen „Buffer C1" entspricht dem in der Versuchsbeschreibung des Kits für eine entsprechende Menge an Pflanzenmaterial empfohlenen Volumens. Die Öffnung 16 wird mit einem Klebestreifen verschlossen. Bei Raumtemperatur wird mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 30.000 min"1 zwischen 5 Sekunden und 2 Minuten homogenisiert. Der Klebestreifen wird nach der Homogenisation entfernt und pro mg Probe werden 80 μl der RNase A Lösung des Kits durch die Öffnung 16 hinzupipettiert. Es wird bei 60 °C 30 Minuten lang inkubiert. Der Verschluss des Ablaufs des NucleoSpin® Filter Units wird entfernt. Durch einen Überdruck der über den Rotor- Stator-Homogenisator oder das Verbindungssystem bei gleichzeitigem Verschluss entsprechender Öffnungen im Verbindungssystem und/oder Rotor-Stator- Homogenisator angelegt wird, wird das Homogenat durch das NucleoSpin® Filter Unit gepresst. Das filtrierte Homogenat wird in einem Reaktionsgefäß aufgefangen und wird wenn gewünscht entsprechend des Protokolls des Kits weiter prozessiert. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verbindungssystems und der erfindungsgemäßen Kombination mit einer Separationseinheit, insbesondere einer Filtrationseinheit im Reaktionsgefäß, wird der sonst notwendige Wechsel von
Reaktionsgefäßen vermieden. Im Mittel verkürzt sich so die Prozessdauer und die Ausbeute wird erhöht.Rotor-stator homogenization of plant material in conjunction with a reaction vessel with separation unit for filtration of the homogenate. Here, material from the NucleoSpin® Plant XL kit from Macherey & Nagel is used. Leaves of a plant, for example leaves of a penny-seed tree, are transferred into a NucleoSpin® filter unit, ie a reaction vessel approximately corresponding to FIG. 5. The drain of the NucleoSpin® Filter Units is closed. A rotor-stator homogenizer is connected via a connection system according to Figure 2 C without a Separätionseinheit (11) with the NucleoSpin® Filter Unit. The "Buffer C1" of the kit is pipetted in via the opening 16 of the connection system The volume of "Buffer C1 added" corresponds to the volume recommended in the test description of the kit for an appropriate amount of plant material. The opening 16 is closed with an adhesive strip. At room temperature is homogenized at a rotational speed of 30,000 min "1 from 5 seconds to 2 minutes. The tape is removed after the homogenization and per mg of sample 80 ul of RNase A solution of the kit are added by pipette through the opening 16. It is at 60 ° C is incubated for 30 minutes The NucleoSpin® Filter Units drain is removed by overpressure applied via the rotor-stator homogenizer or the connection system with simultaneous closure of appropriate openings in the connection system and / or rotor-stator homogenizer, the homogenate is pressed through the NucleoSpin® Filter Unit The filtered homogenate is collected in a reaction vessel and further processed, if desired, according to the protocol of the kit Using the compound system according to the invention and the combination according to the invention with a separation unit, in particular a filtration unit it in the reaction vessel, the otherwise necessary change of Reaction vessels avoided. On average, this shortens the process duration and increases the yield.
Die in der Beschreibung und den Ausführungsbeispielen aufgeführten Verfahren und Vorrichtungen sind erfindungsgemäß kombinierbar und entsprechend der jeweiligen Anforderungen in entsprechender Kombination vorteilhaft einsetzbar.
The methods and apparatuses listed in the description and the exemplary embodiments can be combined according to the invention and can advantageously be used correspondingly to the respective requirements in a corresponding combination.
Claims
1. Vorrichtung zur Rotor-Stator-Homogenisation inhomogener Proben, dadurch gekennzeichnet, dass a. ein Rotor-Stator-Homogenisator und ein Reaktionsgefäß über ein Verbindungssystem miteinander verbunden sind und/oder b. Homogenisationsoberflächen und/oder c. ein Rotor-Stator-Homogenisator, der für den Transfer von Material geeignet ist, eingesetzt werden.1. A device for rotor-stator homogenization inhomogeneous samples, characterized in that a. a rotor-stator homogenizer and a reaction vessel are connected to each other via a connection system and / or b. Homogenization surfaces and / or c. a rotor-stator homogenizer suitable for the transfer of material can be used.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungssystem den Rotor-Stator-Homogenisator mit dem Reaktionsgefäß so verbindet, dass sich der Rotor-Stator-Homogenisator in einer definierten Position im Reaktionsgefäß befindet.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the connection system connects the rotor-stator-homogenizer with the reaction vessel so that the rotor-stator-homogenizer is in a defined position in the reaction vessel.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch i gekennzeichnet, dass das Verbindungssystem den Rotor-Stator-Homogeriisator mit dem Reaktionsgefäß so verbindet, dass der Austritt von Material verhindert oder vermindert wird.3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized i characterized in that the connection system connects the rotor-stator homogerizer with the reaction vessel so that the escape of material is prevented or reduced.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the
II
Rotor-Stator-Homogenisator, das Reaktionsgefäß oder das Verbindungssystem aus Kunststoff oder Metall besteht.Rotor-stator homogenizer, the reaction vessel or the connection system made of plastic or metal.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgefäß oder das Verbindungssystem aus Glas bestehlen.5. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the reaction vessel or the connection system of glass steal.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungssystem den Rotor-Stator-Homogenisator mit dem Reaktionsgefäß so verbindet, dass sich der Rotor-Stator-Homogenisator senkrecht aber außerhalb der zentralen, vertikalen Achse des Reaktionsgefäßes befindet.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the connection system connects the rotor-stator-homogenizer with the reaction vessel so that the rotor-stator-homogenizer is perpendicular but outside the central, vertical axis of the reaction vessel.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungssystem den Rotor-Stator-Homogenisator mit dem Reaktionsgefäß so verbindet, dass die vertikale Symmetrieachse des Rotor- Stator-Homogenisator nicht parallel zur vertikalen Symmetrieachse des Reaktionsgefäßes verläuft.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the connection system connects the rotor-stator-homogenizer with the reaction vessel so that the vertical axis of symmetry of the rotor-stator-homogenizer is not parallel to the vertical axis of symmetry of the reaction vessel.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor-Stator-Homogenisator und das Reaktionsgefäß relativ zueinander beweglich sind. 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rotor-stator-homogenizer and the reaction vessel are movable relative to each other.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor-Stator-Homogenisator, das Verbindungssystem und/oder das Reaktionsgefäß Öffnungen für den Transfer, die Zugabe oder die Entnahme von Lösungen, Reagenzien und Homogenat aufweisen.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the rotor-stator-homogenizer, the connection system and / or the reaction vessel have openings for the transfer, the addition or the removal of solutions, reagents and homogenate.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsgefäß, das Verbindungssystem und/oder den Rotor-Stator- Homogenisator mindestens eine Separationseinheit zur Durchführung von Trennverfahren, Extraktionsverfahren oder Chromatographieverfahren enthält.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the reaction vessel, the connection system and / or the rotor-stator-homogenizer contains at least one separation unit for carrying out separation, extraction or chromatography.
11. Verfahren zur Homogenisation inhomogener Proben dadurch (gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-10 verwendet wird.Method for Homogenizing Inhomogeneous Samples By ( characterized in that a device according to any one of claims 1-10 is used.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11 , weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass Aufschlussreagenzien verwendet werden.12. The method according to claim 11, further characterized in that digestion reagents are used.
13. Verfahren gemäß Anspruch 11 und 12, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass magnetische Homogenisationspartikel verwendet werden. 13. The method according to claim 11 and 12, further characterized in that magnetic homogenization particles are used.
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