Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Verarbeitung von Biomolekülen gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Verwendung eines erfindungsgemässen Behälters gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 19, sowie eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Biomolekülen umfassend einen erfindungsgemässen Behälter gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 16.

Im Stand der Technik sind viele Methoden zur Aufreinigung von DNS und anderen Biomolekülen bekannt. Eine Art der Aufreinigung ist die DNS-Extraktion, bei welcher die DNS in unpolarer Umgebung ausgefällt wird. Auch kann DNS über Zentrifugation, z.B. nach einem Zellaufschluss gereinigt werden oder über elektrophoretische Methoden.

Biomoleküle können auch durch Immobilisierung auf einem unlöslichen Träger synthetisiert und gereinigt werden. Übliche Substrate um Biomoleküle zu immobilisieren sind Glas sowie anderen, weniger verbreitete Substrate wie Gold, Platin, Oxide, Halbleiter und diverse Polymersubstrate. Da eine manuelle Aufreinigung und Verarbeitung bei zahlreichen

Arbeitsgängen zu viel Zeit erfordert erfolgen die Prozesse heutzutage meist vollautomatisiert, können jedoch auch heute noch manuell erfolgen. So spielen für die Automatisierung von Labormethoden sogenannte„magnetic beads“ (magnetische Partikel) eine grosse Rolle. “Magnetic bead-based clean-up” und“magnetic bead-based normalization” sind weit verbreitete Verfahren zur Immobilisierung, Aufreinigung und

Konzentrationsanpassung von Nukleinsäuren. Typische Anwendungsgebiete dieser Verfahren sind die Probenvorbereitung im Kontext von DNS

Sequenzierung oder DNS Detektion (z.B. mittels PCR, englisch polymerase chain reaction, deutsch Polymerase-Kettenreaktion).

Im Stand der Technik werden die magnetischen Partikel typischerweise durch Ringmagnete, welche einen Behälter umschliessen, im Behälter gehalten.

Dadurch kann eine Lösung mit Verunreinigungen abpipettiert werden, während die magnetischen Partikel mit den gebundenen Biomolekülen im Behälter verbleiben.

Die magnetischen Partikel (magnetic beads) wurden 1995 am Whitehead Institute zur Aufreinigung von PCR Produkten entwickelt. Die magnetischen Partikel sind meist paramagnetisch und können z.B. aus Polystyrol bestehen, welches mit Eisen beschichtet ist. Auf dem Eisen können dann verschiedene Moleküle mit Carboxylgruppen angebracht sein. Diese Carboxylgruppen können die DNS-Moleküle reversibel binden. Dadurch werden die DNS-Moleküle immobilisiert. Typischerweise befinden sich magnetische Partikel in einer Grössenordnung von ungefähr 1 pm. Verfahren mit magnetischen Partikeln umfassen meist folgende Schritte. Zuerst werden die PCR-Produkte an die magnetischen Partikel gebunden.

Anschliessend werden die magnetischen Partikel mit den angehefteten PCR- Produkten von Verunreinigungen getrennt (dieser Schritt wird z.B. durch abpipettieren der Lösung vom Feststoff realisiert). Dann werden die

magnetischen Partikel mit den angehefteten PCR-Produkten gewaschen. Nach dem Waschen werden die PCR-Produkte von den magnetischen Partikeln eluiert und auf eine neue Platte transferiert. Hierbei kann die Platte unter anderem als Mikrotitrierplatte oder Microplate ausgeführt sein. Bei vollautomatisierten Prozessen werden nach dem Einbringen des

Ausgangsmaterials in einem Isolationsprozess die notwendigen Reagenzien automatisch zur Probe pipettiert und mittels Pipettenspitze wieder entfernt. Die Magnetpartikel-gebundenen Nukleinsäuren werden am Boden und am Rand der Kavitäten gesammelt und in Abhängigkeit der Routine durch optimiertes Auf- und Abpipettieren wiederum in Lösung gebracht. Final werden die DNS oder die RNS für eine direkte Lagerung oder weitere Anwendungen in separate Gefäße mit Deckel eluiert.

So sind die Verfahren mit magnetischen Partikeln sehr relevante Verfahren für die Synthese, Normalisierung und Aufreinigung von Biomolekülen. Hierbei werden die Biomoleküle an die Oberfläche von den magnetischen Partikeln gebunden. Die magnetischen Partikel werden dann mittels eines Magneten fixiert und die Lösung, in welcher sich Nebenprodukte und Verunreinigungen befinden, können einfach abgetrennt werden. So können die Biomoleküle einfach und schnell gereinigt und isoliert werden. Durch die geringe Grösse können sich die magnetischen Kügelchen frei im Versuchsansatz bewegen. Will man nun z.B. in einem Waschschritt die Flüssigkeit aus dem Gefäss entfernen, wird ein Magnet am Behälter positioniert und dann kann die Flüssigkeit ohne die magnetischen Partikel abgeführt werden.

Bei den magnetischen Partikeln (auch magnetic beads genannt) handelt es sich um kleine para- oder ferromagnetische Kügelchen, welche mit verschiedenen Materialien beschichtet werden, welche die benötigten Eigenschaften vermitteln. Oft werden Nickelpartikel verwendet, welche mit einem Kunststoff beschichtet sind.

So können z.B. auch DNS-Sonden und Gene in automatisierten

Festphasenmethoden synthetisiert werden. DNS-Stränge kann man, genau wie Polypeptide durch das aufeinanderfolgende Anhängen aktivierter Monomere an eine wachsende Kette, die an eine unlösliche Matrix (magnetische Partikel) gebunden ist, synthetisieren. Als aktivierte Monomere können hier geschützte Phosphoramidite dienen.

Dieses Vorgehen erlaubt die Isolierung hochreiner Biomoleküle mit exzellenten Ausbeuten. Das zugrundeliegende Verfahren der Magnetpartikelseparation kann dabei vollautomatisiert in den Kavitäten von verwendeten Extraktionsbehältern erfolgen.

Auch sind im Stand der Technik Adsorptionsmethoden bekannt, bei welchen die DNS z.B. in leicht saurer Umgebung an Silica-Gel gebunden wird.

In diesem Zusammenhang beschreibt die US 2018/0001325 sogenannte magnetische Silica-Nanomembranen. Diese magnetische Silica-

Nanomembranen werden zur Festphasenextraktion von Biomolekülen

verwendet. Auch hier wird wie bei Verfahren mit den„magnetic beads“, die magnetischen Silica-Nanomembranen mit einem Magneten manipuliert.

Bei beiden Verfahren, also sowohl bei den Silica-Nanomembranen, als auch bei den magnetischen Partikeln, werden die Verfahrensschritte in einem Behälter mit einer Öffnung durchgeführt. Dabei erfolgt Zufuhr und Abfuhr der von

Flüssigkeiten aus dem Behälter über diese Öffnung mittels einer

Pipettiervorrichtung. Hierbei kann durch die festen Träger (Silica- Nanomembranen und magnetischen Partikel) eine Festphasenextraktion von Biomolekülen (oder andere biochemische Verfahren) durchgeführt werden.

Wie auch für die„magnetic beads“ benötigen Verfahren mit magnetischen Silica- Nanomembranen Magnete, um die Träger (Silica-Nanomembranen

beziehungsweise magnetische Partikel) für die Biomoleküle zu fixieren. Ausserdem weisen die im Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen den wesentlichen Nachteil auf, dass eine grosse Menge an Pipettenspitzen benötigt wird, da bei jedem einzelnen Pipettierschritt, zum vermeiden eventueller Kontaminationen, die Pipettenspitzen ausgetauscht werden müssen.

Üblicherweise werden bei bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur

Verarbeitung von Biomolekülen offene Behälter verwendet, welche

anschliessend mit den gewünschten Partikeln (Partikel zum Binden von

Biomolekülen) und Lösungen befüllt werden. Dieses Vorgehen weist jedoch, Nachteile insbesondere in Bezug auf Hygiene und Effizienz der Verfahren auf, da das Innere der Behälter permanent der Umgebung ausgesetzt ist und die Behälter immer vor einem Start der Verfahren mit den Partikeln befüllt werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Behälter eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verarbeitung von Biomolekülen bereitzustellen, welche die aus dem Stand der Technik bekannten nachteiligen Wirkungen vermeiden.

Die Aufgabe wird durch eine einen Behälter zu Verarbeitung von Biomolekülen gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 , ein Verfahren zur Verwendung eines erfindungsgemässen Behälters gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 18, sowie eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Biomolekülen umfassend einen erfindungsgemässen Behälter gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 15 gelöst.

Erfindungsgemäss wird ein Behälter zur Verarbeitung von Biomolekülen mittels Partikeln vorgeschlagen, wobei der Behälter eine Vertiefung besitzt, in welche eine Flüssigkeit mit Biomolekülen und die Partikeln zugeführt werden können. Ausserdem umfasst der Behälter eine Zuführöffnung, über welche die Flüssigkeit mit Biomolekülen in die Vertiefung des Behälters zugeführt werden und eine Abführöffnung, über welche eine Flüssigkeit mit Verunreinigungen aus der Vertiefung des Behälters abgeführt werden kann. Hierbei ist die Zuführöffnung mittels eines ersten Verschlussmittels verschlossen, wobei in der Vertiefung des Behälters Partikel angeordnet sind.

Die Abführöffnung des erfindungsgemässen Behälters kann mittels eines zweiten Verschlussmittels verschlossen sein. Ist die Abführöffnung z.B. als Kapillare oder ähnliches ausgestaltet, sodass die Partikel nicht durch die Abführöffnung aus dem Behälter austreten können ist ein zweites Verschlussmittel nicht unbedingt notwendig, da das erste Verschlussmittel, welches die Zuführöffnung verschliesst das Austreten der Partikel aus dem Behälter verhindert. Insbesondere bei Verwendung einer Kapillare als Abführöffnung, ist das Kontaminationsrisiko auch bei nicht vorhandenem zweitem Verschlussmittel für die Abführöffnung sehr gering.

Unter„Partikel“ gemäss der vorliegenden Anmeldung kann mindestens ein Partikel verstanden werden, da je nach Anforderung an eine aktive Oberfläche der Partikel, ein Partikel in der Vertiefung des Behälters (oder pro Vertiefung des Behälters) ausreichen kann.

Der erfindungsgemässe Behälter ist für die Verwendung in chemischen oder biochemischen Verfahren gedacht. Der Behälter besitzt also prinzipiell zwei Öffnungen, eine zum Zuführen der Flüssigkeit mit Biomolekülen und eine zum Abführen der Flüssigkeit mit Verunreinigungen (z.B. nach einem Reaktionsschritt vor einem Waschschritt). Hierbei kann der Behälter entweder als„consumable“ (Verbrauchsgut) angesehen werden oder mehrfach verwendet werden, je nach Ausführung bzw. Verwendung des erfindungsgemässen Behälters. Der Behälter kann insbesondere als„ready-to-use“ Vorrichtung verwendet werden, indem er einfach in eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Biomolekülen (als z.B. eine Pipettiervorrichtung) eingesetzt wird. Hierfür können vor dem Einsetzen entweder das erste und/oder das zweite Verschlussmittel entfernt werden. Der Behälter kann also ohne weitere Vorbereitungen direkt verwendet werden und einfach oder mehrfach genutzt werden.

Die Partikel, welche zur Durchführung eines chemischen oder biochemischen Verfahrens notwendig sind, befinden sich bereits im Behälter, auch kann in einem erfindungsgemässen Behälter bereits ein Lösungsmittel und eventuell bestimmte Reagenzien eingefüllt sein, sodass zur Durchführung eines

Verfahrens nur noch die Biomoleküle hinzugefügt werden müssen. Der Behälter kann also zusätzlich alle notwendigen Mittel für die Verfahren (Lösungsmittel und/oder Reagenzien) bereits umfassen.

Auch kann der erfindungsgemässe Behälter als„inerte Atmosphäre“ angesehen werden. Ein Innenraum des Behälters, also dessen Vertiefung, kann auch bis auf technisch unvermeidbare Verunreinigungen frei von Kontaminationen sein, indem der Innenraum (die Vertiefung) mit den Partikeln sterilisiert wurde. Ausserdem kann der Innenraum mit den Partikeln unter Inertgasatmosphäre stehen, also mit inerten Gasen wie Stickstoff, Kohlenstoffdioxid oder Argon befüllt sein. Durch die Inertgasatmosphäre kann eine Passivierung der Partikeloberfläche verhindert werden. Durch Befüllung mit Inertgas sind die Behälter ausserdem zur

Verwendung in einer Glovebox oder ähnlichem geeignet. Zum Schutz der Partikel kann der Behälter auch mit einem Schutzfluid befüllt sein (geeignetes organisches oder anorganisches Lösungsmittel).

Das erste und zweite Verschlussmittel haben also die Funktion, die Partikel in den Vertiefung des Behälters beziehungsweise in dessen Innenraum

einzuschliessen und von der Umgebung abzutrennen. So werden nicht nur die Partikel im Behälter gehalten, sondern es wird auch eine Kontamination der Partikel und der Vertiefung des Behälters verhindert. Das ist insbesondere für biologische Anwendungen sehr wichtig, da so Verunreinigungen mit

Umgebungsbiomolekülen vermieden werden.

In der Vertiefung des erfindungsgemässen Behälters kann insbesondere eine bestimmte Menge an Partikeln angeordnet sein, beziehungsweise kann die Partikelmenge in den Vertiefungen auch über die aktive Oberfläche (also die Oberfläche an welche Biomoleküle gebunden werden können) definiert sein. So ist es einfacher die Menge der zuzuführenden Biomoleküle zu bestimmen.

Unter„Partikel“ gemäss der vorliegenden Anmeldung können prinzipiell auch Träger einer Festphasenextraktion von Biomolekülen verstanden werden, die Partikel können jedoch in biochemischen Verfahren auch diverse andere aus dem Stand der Technik bekannte Funktionen erfüllen, wie z.B. als Träger für die Startsequenz für eine Polymerase-Kettenreaktion. Hierbei werden Biomoleküle also über eine chemische oder physikalische Wechselwirkung auf der Oberfläche der Partikel immobilisiert, die Biomoleküle sind also auf der Oberfläche der Partikel immobilisieribar.

Die Fähigkeit der Partikel Biomoleküle zu adsorbieren, beziehungsweise an sich zu binden, kann je nach Material, auf verschiedene Wechselwirkungen

zurückzuführen sein. Hierbei kann die Wechselwirkung zwischen Partikel und Biomolekül auf polar/unpolaren und/oder ionischen und/oder kovalenten und/oder multiplen Wechselwirkungen beruhen. Selbstverständlich kann die

Wechselwirkung auch auf Wasserstoffbrücken oder Dipol-Wechselwirkungen beruhen. Unter immobilisierbar ist im Rahmen dieser Erfindung eine oder eine Kombination der vorrangehend beschriebenen Wechselwirkungen zwischen den erfindungsgemässen Partikeln und Biomolekülen zu verstehen. Ein erfindungsgemässes Partikel kann im Folgenden im Allgemeinen ein Partikel mit einer Grösse von 1 -5000 gm sein, insbesondere mit Grösse von 1 -1000 gm, im speziellen mit einer Grösse von 1 bis 500 gm, besonders bevorzugt mit einer Grösse von 100 bis 1000 gm oder 1 -5 gm. Weiter kann ein Partikel aus allen passenden Materialien zum Binden von Biomolekülen bestehen. Hierunter können unter anderem Mehrschichtsysteme aus funktionalen Lagen zum Binden von Biomolekülen und anderen Schichte verstanden werden (z.B. magnetische Schichten). Ausserdem kann ein Partikel auch aus einem Gemisch

beziehungsweise einem Komposit hergestellt sein. Das Partikel kann unter anderem aus Silica (S1O2) bestehen, oder Das Partikel kann ausserdem ein beschichteter Nickelpartikel sein oder irgendein anderer ferro- oder

paramagnetisches Partikel. Das Partikel kann unter anderem aus

Matrixpolymeren wie zum Beispiel Polyvinylbutyral (PVB) und/oder

Polymethymethacrylat (PMMA) bestehen, wobei funktionelle Komponenten wie Magnetit (magnetische Eigenschaften) und/oder lonentauscher zur Adsorption wie z.B. Nanoionentauscher in die Polymermatrix eingebettet sein können. Das Partikel kann im Rahmen der Erfindung unter anderem auch aus Silica, Glas oder Gold bestehen, oder aus irgendeinem anderen in Stand der Technik bekannten Material, welches zur Immobilisierung von Biomolekülen geeignet ist. Das Partikel kann prinzipiell eine Kugel, ein Quader ein Plättchen oder ein Ring sein.

In der Vertiefung des Behälters können prinzipiell auch verschiedene Arten von Partikeln gemischt vorliegen. Hierbei können die Partikel als eine Art Pellet im Behälter angeordnet sein, welches sich nach Zuführen von Flüssigkeit in einzelne Partikel spaltet.

Im Rahmen dieser Erfindung ist unter dem Begriff Biomolekül unter anderem, DNS, RNS, Nukleinsäuren, Proteine, Startsequenzen für Biomoleküle, Monomere oder andere biologisch aktive Moleküle zu verstehen. Ausserdem können Biomoleküle alle möglichen aus Zellen, Bakterien, Gewebe, Viren, Blut, Serum, Plasma und Pflanzen isolierbaren Moleküle sein. Ein Waschschritt ist im Folgenden im Allgemeinen ein Verfahrensschritt, bei welchem die Flüssigkeit aus den Behältern durch Betätigung des Ventils abgelassen wird und bei welchem so die Verunreinigungen von magnetischen Partikeln mit den angehafteten Biomolekülen abgetrennt werden. Zu einem Waschschritt kann auch Waschen mit einer Waschlösung gehören (Wasser oder andere, wie schwach polare Flüssigkeiten, wie insbesondere Ethanol oder ein Ethanol-Wassergemisch).

Ein Reaktionsschritt ist im Folgenden im Allgemeinen ein Verfahrensschritt, bei welchem die an die makroskopische Partikel gebundenen Biomoleküle umgesetzt, an die Partikel gebunden, oder verlängert (Kettenverlängerung, z.B. PCR„Polymerase-Kettenreaktion“) werden.

Der Reaktionsschritt und der Waschschritt beziehen sich insbesondere auch auf die notwendigen Schritte der Festphasenextraktion, wobei sich das fixieren und lösen der Moleküle am Träger (erfindungsgemässes Partikel) auf den Reaktionsschritt und das Spülen beziehungsweise Waschen (z.B, mit einem Waschpuffer) zwischen den verschiedenen Schritten auf den

Waschschritt bezieht. Zwischen verschiedene Schritten wird hierbei meist ein Elutionsschritt (insbesondere auch mit einem Elutionspuffer) durchgeführt, bei welchem die Flüssigkeit mit Verunreinigungen beziehungsweise irgendeine andere Flüssigkeit (insbesondere der Elutionspuffer mit den Biomolekülen) aus dem Abführventil der erfindungsgemässen Vorrichtung abgeführt wird.

Ein Waschpuffer ist eine Lösung zum Entfernen nicht gebundener

Reagenzien. Ein Elutionspuffer ist eine Lösung zum Lösen und Entfernen, an die Oberfläche der Partikel gebundener Biomoleküle. Eine Verunreinigung ist im Folgenden im Allgemeinen ein Stoff, welcher nicht vollständig reagiert ist beziehungsweise nicht an die Partikel gebunden ist, das Lösungsmittel, Biomoleküle welche sich nicht an die Partikel gebunden haben, Nebenprodukte und Kontaminationen, sowie ein Gemisch von zwei oder mehrerer der vorrangehend beschriebenen.

Eine Flüssigkeit kann im Rahmen der Erfindung eine Lösung sein, insbesondere ein Reaktionsgemisch aus Biomolekülen und/oder Reagenzien und/oder Verunreinigungen sein.

Ein Biomolekül kann im Folgenden im Allgemeinen über Thiolgruppen und/oder Aminogruppen und/oder Flydroxygruppen und/oder Carboxylgruppen und/oder Carbonylgruppen und/oder Estergruppen und/oder Nitrilgruppen und/oder Amingruppen und/oder irgendwelchen anderen funktionellen Gruppen an die Oberfläche der Partikel gebunden sein.

Die Vorteile der erfindungsgemässen Vorrichtung und des erfindungsgemässen Verfahrens sind unter anderem:

- geringe Prozesszeiten durch schnelleres Ablaufen.

- effizient und kostengünstig

- leicht automatisierbar

- vereinfachte Verfahrensführung und Vorrichtungsgeometrie

- erlaubt einfache Modifizierung vorhandener Maschinen - geringere Kontamination

In der Praxis können der Behälter und das Verfahren für Post-Ligation- Aufreinigung verwendet werden.

Prinzipiell können die Partikel grösser sein als die Abführöffnungen des

Behälters, sodass die Partikel nicht durch die Abführöffnungen hindurchpassen und nicht mit der Flüssigkeit mit Verunreinigungen abgeführt werden können.

In der Praxis kann die Zuführöffnung des erfindungsgemässen Behälters mittels des ersten Verschlussmittels reversibel verschlossen sein und/oder die

Abführöffnung des erfindungsgemässen Behälters mittels des zweiten

Verschlussmittels reversibel verschlossen sein. So wird es ermöglicht, dass in die Vertiefung des Behälters etwas zugeführt wird und dieser dann anschliessend wieder mit dem Verschlussmittel verschlossen wird.

In Ausführung des erfindungsgemässen Behälters können die Verschlussmittel verschieden ausgestaltet sein. Hierbei kann das erste Verschlussmittel als eine Folie, ein Deckel, ein Septum oder Wachs ausgestaltet sein. Auch das das zweite Verschlussmittel kann als eine Folie, ein Deckel, ein Septum oder Wachs ausgestaltet sein. Besonders vorteilhaft kann das erste Verschlussmittel als Folie und das zweite Verschlussmittel als Wachs ausgestaltet sein.

Die Abführöffnung des Behälters kann vorteilhaft an der Vertiefung des Behälters angeordnet sein, insbesondere können auch mehrere Abführöffnungen an der Vertiefung angeordnet sein und insbesondere können die Abführöffnungen mittels des zweiten Verschlussmittels verschlossen sein.

In das erste oder das zweite Verschlussmittel als Folie ausgestaltet, so kann diese Folie eine Polymerfolie sein und insbesondere eine Membran sein. Ist das erste Verschlussmittel als Membran ausgestaltet kann diese in Zusammenwirkung mit der Abführöffnung als Membranventil fungieren. So kann die Flüssigkeit mit Verunreinigungen aus der Abführöffnung abgeführt werden, indem ein Druck auf die Membran in Richtung der Vertiefung des Behälters ausgeübt wird. Eine derartige Anwendung ist vorteilhaft beim Einsatz von hochreinen (HP- und Sterilanwendung) bis stark verschmutzten flüssigen, gasförmigen sowie neutralen und aggressiven Medien. Ist das erste

Verschlussmittel als Membranventil ausgestaltet, so kann die Abführöffnung als Kapillare ausgestaltet sein, sodass durch einen Druck welcher auf eine in der Vertiefung des Behälters befindliche Flüssigkeit durch Bewegung der Membran in Richtung der Vertiefung des Behälters ausgeübt wird, die Flüssigkeit mit

Verunreinigungen aus der Abführöffnung abgeführt werden kann, da die

Kapillarkräfte überwunden werden. Auch kann durch eine Bewegung der Membran entgegen der Richtung der Vertiefung des Behälters ein Unterdrück im Behälter erzeugt werden, sodass eine im Behälter befindliche Flüssigkeit (Flüssigkeit mit Biomolekülen, Flüssigkeit mit Verunreinigungen oder

Waschflüssigkeit) in den Vertiefungen des Behälters verbleibt, bis ein Druck auf die Membran in Richtung der Vertiefung des Behälters ausgeübt wird, sodass die Flüssigkeit (Flüssigkeit mit Verunreinigungen oder Waschflüssigkeit) aus der Abführöffnung abgeführt wird. Hierbei wäre dann keine Kapillare zum Halten der Flüssigkeit in der Vertiefung notwendig.

In der Praxis kann die Folie aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien) oder NBR (Nitrile Butadiene Rubber) oder FKM (Fluorkautschuk) oder PFTE

(Polytetrafluorethylen), IR (Polyisopren), PE (Polyethylen), PP Polypropylen, Weich-PVC (Weich-Polyvinylchlorid), CR (Chloropren-Kautschuk), einem

Silikonkautschuk, einem Silkonelastomer oder einer Mischung einer oder mehrerer dieser Komponenten besteht. Hierbei kann unter dem Silikonkautschuk und dem Silikonelastomer unter anderem MQ (Methyl-Silikon), VMQ (Vinyl- Methyl-Silikon), PVMQ (Phenyl-Vinyl-Methyl-Silikon), PMQ (phenylmodifiziertes Silikon), FMQ (Fluoroalkyl-Silikon), FVMQ (Fluor-Vinyl-Methyl-Silikon) oder einer Mischung einer oder mehrerer dieser Komponenten verstanden werden. Bei einem erfindungsgemässen Behälter kann das zweite Verschlussmittel oder die Abführöffnung als Abführventil für das Abführen einer Flüssigkeit aus den Vertiefungen des Behälters ausgestaltet sein. Ist die Abführöffnung oder das zweite Verschlussmittel als Abführventil ausgestaltet, kann sie unter anderem ein Miniatur-Magnetventil, ein Elektroventil, ein Nadelventil oder ein Micro- Patronenventil sein. Nadelventile können hierbei zum Beispiel für eine exakte Flussteuerung verantwortlich sein. Hierbei kann das zweite Verschlussmittel, wenn es als Abführventil ausgestaltet ist, insbesondere als Einsatz, welcher in die Abführöffnung eingesteckt wird, ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt kann die Abführöffnung als Kapillare ausgestaltet sein und über die Kapillarkräfte als Abführventil fungieren. Auch kann das zweite Verschlussmittel als

Kapillareinsatz, welcher in die Abführöffnung eingesteckt wird, ausgestaltet sein.

Der erfindungsgemässe Behälter kann auch mehrere Vertiefungen aufweisen und insbesondere kann der Behälter als eine Multiwellplatte, Mikrotiterplatte oder Strip-Tube ausgestaltet sein. Flat der Behälter mehrere Vertiefungen wie bei der Multiwellplatte, der Mikrotiterplatte oder dem Strip-Tube der Fall, so kann an den meisten oder jeder der Vertiefungen eine Zuführöffnung und eine Abführöffnung angeordnet sein. Der Behälter beschreibt dann also den gesamten Aufbau, wobei durch die einzelnen Vertiefungen des Behälters einzelne kleine Behältnisse gebildet werden, welche voneinander getrennt vorliegen, sodass sie

unterschiedlich befüllt sein können und/oder unterschiedlich verwendet werden können. Für die Ausgestaltung des ersten und zweiten Verschlussmittels gibt es bei mehreren Vertiefungen verschiedene Möglichkeiten. Jede Vertiefung kann sein eigenes erstes und/oder zweites Verschlussmittel besitzen. Ausserdem können alle oder mehrere Vertiefungen (Reihen oder andere Einheiten von Vertiefungen) ein gemeinsames erstes und/oder zweites Verschlussmittel besitzen. Die einzelnen Vertiefungen (oder Reihen oder andere Einheiten von

Vertiefungen) des Behälters können über Verbindungsstücke verbunden sein. Diese Verbindungsstücke können Sollbruchstellen umfassen, durch welche die Vertiefungen (oder Reihen oder andere Einheiten von Vertiefungen) abtrennbar miteinander verbunden sind.

Hierbei kann das erste und/oder zweite Verschlussmittel dann respektiv zum Behälter Sollbruchstellen umfassen, sodass die Verschlussmittel mit den

Vertiefungen abtrennbar sind. Ein gutes Beispiel hierfür wäre eine Folie, welche respektive zu den Sollbruchstellen des Behälters Einstanzungen zum Abtrennen der Folie umfasst. Für den Verschluss mit Folie ist insbesondere das Mikrotiter- Format geeignet.

Die Trennbarkeit der Vertiefungen des Behälters erlaubt es nur einen Teil des Verbrauchsmaterials zu verbrauchen und zu entsorgen, indem die verbrauchten Teile des Behälters einfach abgetrennt werden. Nicht benutzte Vertiefungen können für spätere Verwendung aufbewahrt werden. Die Möglichkeit zur getrennten Entsorgung der benutzten Behältnisse (vor Wiederverwendung des unbenutzten Teils / der unbenutzten Behältnisse) verringert

Kontaminierungsrisiken.

Ausserdem werden durch gebrauchte Vertiefungen keine Positionen in einer Vorrichtung blockiert, in welcher der Behälter zur Durchführung eines Verfahrens angeordnet wird.

Je nach Bedarf können Behälter, mit z.B. Reihen oder anderen Einheiten von 8 oder 12 Vertiefungen vorliegen. Grosse Platten mit abtrennbaren Reihen könnten 96 Vertiefungen pro Reihe oder anderer Einheit ausweisen. Selbstverständlich ist aber jede Vertiefungszahl möglich, unter anderem auch 8, 12, 16 oder 24

Vertiefungen um Kompatibilität mit den gängigen Formaten zu gewährleisten.

Die einzelnen Vertiefungen können nicht nur durch die Sollbruchstellen trennbar sein. Die Trennbarkeit kann auch realisiert werden, indem der Behälter in einem Rahmen angeordnet ist, wobei die Vertiefungen beziehungsweise die Reihen oder andere Einheiten von Vertiefungen voneinander getrennt sind und nicht über irgendein Material miteinander verbunden sind, wobei die Vertiefungen durch einen Rahmen als Behälter zusammengehalten werden, aus dem man die Vertiefungen beziehungsweise die Reihen oder andere Einheiten von

Vertiefungen herauslösen kann.

Diese Ausführung mit dem Rahmen erlaubt es die verbrauchten Vertiefungen im Rahmen durch ungebrauchte Vertiefungen zu ersetzen (z.B. in einem Rahmen der 96 Behältnisse, oder 384 Behältnisse fasst).

Die Einheiten von Vertiefungen, welche in einen derartigen Rahmen eingesetzt werden, können insbesondere auch Strip-Tubes sein.

Der erfindungsgemässe Behälter kann in der Praxis eine erste und zweite Vertiefung umfassen. In einer ersten Vertiefung kann ein erstes Partikel angeordnet sein und in einer zweiten Vertiefung kann ein zweites Partikel angeordnet sein. Bei einem derartigen Behälter befinden sich also verschiedene Arten von Partikeln in unterschiedlichen Vertiefungen beziehungsweise Reihen oder andere Einheiten von Vertiefungen. Somit wird es zum Beispiel ermöglicht unterschiedliche Biomoleküle in der ersten und zweiten Vertiefung zu

extrahieren, sodass unterschiedliche Verfahrensschritte in der ersten und der zweiten Vertiefungen durchgeführt werden können, beziehungsweise

nacheinander eine erste und eine zweite Extraktion der Flüssigkeit mit

Biomolekülen.

In Ausgestaltung der Erfindung können die Partikel in der Vertiefung des Behälters an einer inneren Oberfläche angebracht sein, sodass sie, auch wenn sie kleiner sind als die Abführöffnung im Behälter verbleiben, wenn die

Flüssigkeit mit Verunreinigungen aus dem Behälter abgeführt wird.

In Ausführung der Erfindung können die Partikel eine Dichte besitzen, welche grösser oder gleich der Dichte der Flüssigkeit mit Biomolekülen ist. Dadurch können sinkende oder in der Flüssigkeit schwebendes Partikel erreicht werden. Insbesondere in der Flüssigkeit schwebendes Partikel können vorteilhaft sein, da durch diese das Abfliessen der Flüssigkeit aus dem Abführventil erleichtert wird.

Eine weitere wichtige Ausführungsart sollte in diesem Zusammenhang erläutert werden. Besitzen die erfindungsgemässen Partikel eine Dichte, welche grösser ist als die der in den Vertiefungen befindlichen Flüssigkeit sinken die Partikel auf den Boden des Behälters. Gewöhnlicherweise ist an dieser Stelle die

Abführöffnung angeordnet, was zu verminderter Abflusseffektivität beim Abführen der Flüssigkeit aus den Vertiefungen führen kann. Um bei gewissen

Ausführungen der Erfindung also ein Verstopfen der Abführöffnung zu

vermeiden, kann der Behälter eine Verjüngung Richtung Behälterboden

(Richtung Abführöffnung) aufweisen.

Die Partikel können eine kreisförmige oder ringförmige oder elliptische oder quaderförmige, insbesondere plättchenförmig oder zylindrische oder pyramidale oder polyedrische, insbesondere platonische Form haben. Die Formen können selbstverständlich auch in verzerrten Strukturen vorliegen. Die Form sollte in Anpassung an die Form der Abführöffnung ausgewählt werden. Ausserdem können das Mischen der Formen besonders vorteilhaft sein, wenn eckige Partikel und eine runde Abführöffnung (und umgekehrt) vorliegen kann die Flüssigkeit besonders gut abfliessen. Auch bei ringförmigen Partikeln kann die Flüssigkeit besonders gut aus dem Behälter abfliessen. Selbstverständlich können auch verschiedene Partikelformen gemischt verwendet werden.

Der Behälter kann auf beliebige Art ausgeformt sein. In Ausgestaltung der Erfindung kann der Behälter eine Multiwellplatte sein, wobei die Multiwellplatte mehrere Vertiefungen aufweist. Eine Multiwellplatte kann insbesondere auch eine Mikrotitrierplatte sein. Besonders vorteilhaft kann die Abführöffnung des

Behälters auch als eine Kapillare ausgestaltet sein sodass die Abführöffnung als ein Abführventil fungiert, durch welche die Flüssigkeit mit den Partikeln durch Kapillarkräfte gehalten wird und/oder die Flüssigkeit durch Druck entfernt wird. Wenn Behälter der erfindungsgemässen Vorrichtung kann als ein Multiwellplatte mit mehreren Vertiefungen ausgestaltet ist, können mehrere Vertiefungen jeweils eine Zuführöffnung und ein Abführventil umfassen. Der Behälter kann auch als Lochplatte ausgestaltet sein.

Erfindungsgemäss wird weiter Vorrichtung zur Verarbeitung von Biomolekülen umfassend eine Halterung für einen erfindungsgemässen Behälter. In diese Vorrichtung kann der erfindungsgemässe Behälter also eingesetzt werden und mit den Halterungen befestigt werden. Insbesondere kann es sich um eine aus dem Stand der Technik bereits bekannte Vorrichtung handeln, da der Behälter auch zu Modifikation von vorhanden Vorrichtungen gedacht ist.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung kann weiter eine Spritze zum Zuführen einer Flüssigkeit mit Biomolekülen in Vertiefungen des Behälters umfassen.

Hierfür kann die Vorrichtung auch weitere Teile umfassen, welche dazu geeignet sind die Spritze zu bewegen und zu betätigen. Die Spritze kann bei einem Behälter mit einer Membran und einer Funktion als Membranventil dazu verwendet werden, den Druck in Richtung der Vertiefung des Behälters auszuüben, sodass eine Flüssigkeit mit Verunreinigungen aus der Abführöffnung des Behälters entfernt werden kann.

An der Spritze der Vorrichtung kann an einer Zuführnadel eine Dichtung derart angebracht sein, dass die Vorrichtung zwischen Spritze beim Durchstechen der Membran und der Membran abgedichtet ist. Die Abführöffnung kann als ein Abführventil ausgeführt sein, insbesondere als Membranventil oder als ein mechanisches Ventil ausgeführt sein. Unter einem mechanischen Ventil sind unter anderem ein Durchgangsventil, ein Eckventil und ein Schrägsitzventil, welche z.B. über einen Drehmechanismus oder

Federmechanismus geöffnet und geschlossen werden können. In der Praxis kann die Vorrichtung ein Verschlussmechanismus des Abführventils umfassen, sodass die Flüssigkeit nach dem Immobilisieren der Biomoleküle an der Oberfläche der Partikel aus dem Behälter entfernt werden kann. Der

Verschlussmechanismus des Abführventils kann insbesondere Druckluft, ein mechanischer Mechanismus, eine Bewegung einer Membran oder ein anderer geeigneter Verschlussmechanismus sein. Das Abführventil und der Verschlussmechanismus des Abführventils können im Zusammenspiel für das kontrollierbare Abfliessen der Flüssigkeit verantwortlich sein.

Hierbei kann der Verschlussmechanismus eine Druckvorrichtung sein, welche derart am Behälter angeordnet ist, dass im Behälter ein Druck auf die Flüssigkeit mit Biomolekülen erzeugbar ist, durch welchen die Flüssigkeit mit den

Biomolekülen aus dem Behälter entfernbar ist. Dem Öffnen des Abführventils (Druckventil, welches auch eine Kapillare sein kann), würde dann das Ausüben eines Drucks auf die Flüssigkeit entsprechen. Hierbei kann die Druckvorrichtung entweder an der Zuführöffnung angeordnet sein und einen Überdruck (im

Vergleich zum Atmosphärendruck) auf die Flüssigkeit erzeugen und so die

Flüssigkeit aus der Vertiefung des Behälters herausrücken oder am Abführventil angeordnet sein und dort einen Unterdrück (im Vergleich zum

Atmosphärendruck) auf die Flüssigkeit erzeugen und so die Flüssigkeit aus der Vertiefung des Behälters heraussaugen. Insbesondere kann die Druckvorrichtung derart mit dem Abführventil Zusammenwirken, dass die Druckvorrichtung für das Öffnen und Schliessen des Abführventils verantwortlich ist.

Auch kann ein mechanischer Mechanismus am Abführventil angeordnet sein, wenn dieses als mechanisches Ventil ausgestaltet ist und für das Öffnen und Schliessen des mechanischen Ventils verantwortlich sein. Selbstverständlich ist ein Verschlussmechanismus nicht zwingend notwendig, da das Abführventil auch durch einen Verwender manipuliert werden kann.

Erfindungsgemäss wird weiter ein Verfahren zur Verwendung eines

erfindungsgemässen Behälters in einer erfindungsgemässen Vorrichtung vorgeschlagen. Hierbei umfasst ein erfindungsgemässes Verfahren die folgenden Schritte. Ein erstes Verschlussmittel und/oder zweites Verschlussmittel (zweites Verschlussmittel nur sofern vorhanden) werden von dem Behälter ganz oder teilweise entfernt. Dann wird der Behälter in der erfindungsgemässen Vorrichtung angeordnet und gegebenenfalls mit Halterungen der Vorrichtung befestigt.

Dann wir in Vertiefungen des erfindungsgemässen Behälters eine Flüssigkeit mit Biomolekülen durch die Zuführöffnung zugegeben. Nach Durchführung von Reaktionsschritten und/oder Waschschritten und/oder Elutionsschritten wird eine Flüssigkeit mit Verunreinigungen (beziehungsweise eine Flüssigkeit mit

Biomolekülen bei einem Elutionsschritt) aus der Vertiefung des Behälters durch die Abführöffnung entfernt. In der Praxis kann das Abführen über ein

vorrangehend beschriebenes Abführventil realisiert werden.

In der Praxis kann das zweite Verschlussmittel vom Behälter entfernt werden um die Abführöffnung freizugeben, falls das zweite Verschlussmittel nicht als

Abführventil ausgestaltet ist.

Auch kann in Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens das erste Verschlussmittel auf der Zuführöffnung verbleiben, oder wenn reversibel verschliessbar wieder auf die Zuführöffnung aufgebracht werden. Bei einer derartigen Anordnung kann die Flüssigkeit also entweder durch das erste Verschlussmittel durch Durchstechen mit einer Spritze zugeführt werden oder durch Öffnen und Verschliessen (reversibel) des ersten Verschlussmittels um die Flüssigkeit mit Biomolekülen zuzuführen. Das Abführen einer Flüssigkeit mit Verunreinigungen aus der Vertiefung des Behälters durch die Abführöffnung kann derart realisiert werden, dass durch Ausüben eines Drucks auf das erste Verschlussmittel die Flüssigkeit mit Verunreinigungen abgeführt wird. Für das Ausüben des Drucks kann insbesondere die Spritze zum Zuführen der

Flüssigkeit in den Behälter verwendet werden.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung kann insbesondere ein Apparat zur automatisierten Verarbeitung von Biomolekülen sein. Hierbei können Schritte wie Entfernen der Verschlussmittel, Zuführen und Abführen der Flüssigkeiten und/oder Verwenden des Abführventil (Öffnen/Schliessen des Ventils) und/oder Verwenden der Spritze automatisch ausgeführt werden. Hierbei kann die Flüssigkeit auch über eine aus dem Stand der Technik bekannte

Dispensingvorrichtung beziehungsweise Pipettiervorrichtung zugeführt werden, wenn das erste Verschlussmittel entfernt wurde (reversibel oder irreversibel).

Das Abführen der Flüssigkeit erfolgt vorteilhaft über die Abführöffnung und nicht über eine Pipette, da so weniger Flüssigkeit auf den Partikeln und in den Vertiefungen des Behälters verbleibt, insbesondere wenn diese mit Druck „herausgeblasen“ wird (Druckluft).

Im Folgenden werden die Erfindung und der Stand der Technik anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen

Behälters in der Seitenansicht

Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung eines erfindungsgemässen

Behälters mit ersten und zweiten Partikeln in der Seitenansicht

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Verwendung der Spritze

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Mikrotiterplatte mit

Sollbruchstellen in der Draufsicht Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen

Vorrichtung 1 mit einem erfindungsgemässen Behälter 2 in der Seitenansicht. Der Behälter 2 weist hierbei mehrere Vertiefungen 22 auf und der Behälter kann hier insbesondere als Strip-Tube oder Mikrotiterplatte angesehen werden.

An der Unterseite der Vertiefungen 22 des Behälters 2 sind Abführöffnungen 4 angebracht, durch welche eine Flüssigkeit mit Verunreinigungen aus den

Vertiefungen 22 des Behälters 2 entfernt werden kann. Ausserdem sind in den Vertiefungen des Behälters die Partikel 3 angeordnet, welche quader- oder plattenförmig ausgestaltet sind.

Die Zuführöffnung (hier nicht gezeigt) des Behälters 2 sind mit dem ersten Verschlussmittel 51 verschlossen und die Abführöffnungen 4 sind mit dem zweiten Verschlussmittel 41 verschlossen.

Bei der Durchführung eines erfindungsgemässen Verfahrens können das erste und das zweite Verschlussmittel 41 von den Abführöffnungen 4 und den

Zuführöffnungen (hier nicht gezeigt) entfernt werden. Dann könnte die Flüssigkeit mit Biomolekülen über die Zuführöffnungen in die Vertiefungen 22 des Behälters 2 eingebracht werden. Nach Durchführung von Waschschritten und/oder

Reaktionsschritten, insbesondere nachdem sich die Biomoleküle an die

Oberfläche der Partikel 3 gebunden haben, kann die Flüssigkeit mit den

Verunreinigungen über die Abführöffnung 4 aus den Vertiefungen 22 des

Behälters 2 abgeführt werden. Durch Zuführung einer Ablöseflüssigkeit können die Biomoleküle anschliessend von der Oberfläche der Partikel 3 abgelöst und aus dem Behälter 2 abgeführt werden. Fig. 2 zeigt auch eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem erfindungsgemässen Behälter 2 in der Seitenansicht. Der Behälter 2 weist hierbei mehrere Vertiefungen 22 auf und der Behälter kann hier insbesondere als Strip-Tube oder Mikrotiterplatte angesehen werden. Der Aufbau des in Figur 2 gezeigten Behälters 2 stimmt grundlegend mit dem der Figur 1 überein.

Der Behälter 2 der Figur 2 unterscheidet sich jedoch derart von dem Behälter 2 der Figur 1 , dass verschiedene Partikel 3 in den Vertiefungen 22 des Behälters 2 angeordnet sind.

Hierbei befindet sich in einer Vertiefung 22 des Behälters 2 ein erstes Partikel 31 und in ein zweites Partikel 32. Hierbei können sich das erste Partikel 31 und das zweite Partikel 32 in verschiedenen Eigenschaften unterscheiden. Die

verschiedenen Partikel 3 können unterschiedliche Formen, Grössen und

Oberflächeneigenschaften besitzen, je nach der Art des biochemischen

Verfahrens beziehungsweise Verfahrensschrittes welches in der entsprechenden Vertiefung 22 durchgeführt werden soll.

So ist es auch denkbar, dass ein erster Schritt eines biochemischen Verfahrens in einer Vertiefung 22 mit einem ersten Partikel 31 durchgeführt wird und der zweite Schritt eines biochemischen Verfahrens in einer Vertiefung 22 mit einem zweiten Partikel 32 durch geführt wird.

Das kommt daher, dass bei verschiedener Form oder Grösse eine

unterschiedliche Menge an Biomolekülen an die Oberfläche der Partikel 3 gebunden werden kann und bei unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften verschiedene Arten von Biomolekülen an die Oberfläche der Partikel 3 gebunden werden können. Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der Verwendung der Spritze 6.

Hierbei wird in A das erste Verschlussmitte, welches als Folie 52 ausgestaltet ist mit der Kanüle 61 Spritze 6 durchstochen. Über die Spritze 6 kann dann eine Flüssigkeit mit Biomolekülen über die Zuführöffnung in die Vertiefungen 22 des Behälters 20 zugeführt werden. Nach Binden der Biomoleküle an die Oberfläche der Partikel 3 kann die Flüssigkeit mit Verunreinigungen im Schritt B aus der Vertiefung 22 des Behälters 2 abgeführt werden in dem ein Druck ausgeübt wird indem die Spritze in Richtung der Vertiefung 22 des Behälters 2 bewegt wird.

Die Spritze 6 kann hierbei Druck auf eine oder mehrere Vertiefungen ausüben und fungiert als Stempel des Membranventils, welcher Druck auf die Folie 52 ausübt.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Mikrotiterplatte 20 mit

Sollbruchstellen 24 in der Draufsicht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind alle Vertiefungen 22 über Sollbruchstellen 24 miteinander verbunden, sodass jede Vertiefung 22 der Mikrotiterplatte 20 einzeln abgetrennt werden kann.

Hierfür sind die einzelnen Vertiefungen 22 über Verbindungsstücke 23

verbunden, wobei die Verbindungsstücke 24 die Sollbruchstellen 24 umfassen.

In der vorliegenden Figur 4 sind auch die Zuführöffnungen 5 gezeigt, über welche die Flüssigkeit mit Biomolekülen in die Vertiefungen 22 der Mikrotiterplatte zugeführt werden kann. Hierbei umfasst jede Vertiefung 22 eine Zuführöffnung 5.

Umfasst die vorliegende Mikrotiterplatte 20 das erste Verschlussmittel für die Zuführöffnung 5 kann das erste Verschlussmittel unterschiedlich ausgestaltet sein. Entweder als einzelne erste Verschlussmittel für jede Vertiefung 22 oder als erstes Verschlussmittel für alle oder mehrere Vertiefungen 22, wobei dieses erste Verschlussmittel dann respektive zu den Sollbruchstellen 24 des Behälters Sollbruchstellen, z.B. in Form einer Einstanzung umfassen kann, sodass das erste Verschlussmittel mit den Vertiefungen 22 abtrennbar ist.

Hierbei kann das erste Verschlussmittel auf den Zuführöffnungen 5 reversibel oder irreversibel angebracht sein, sodass das erste Verschlussmittel für die Zuführung der Flüssigkeit mit Biomolekülen über die Zuführöffnungen 5 nicht durchstochen werden muss, entweder entfernt wird oder reversibel entfernt wird, um es nach der Zugabe der Flüssigkeit mit Biomolekülen wieder anzubringen.