WO2018167106A1 - Method and microfluidic device for processing viruses and bacteria of a sample - Google Patents
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Definitions
- Microfluidic analysis systems allow an automated, reliable, compact and cost-effective processing of biochemical substances for medical diagnostics, for example for the detection of pathogens in biological samples, for example in body fluids.
- the causative agents may be of viral and / or bacterial origin.
- Flow logs include a compromise between harsh ones
- Lysis conditions especially for the digestion of gram-positive bacteria, and subtle conditions to minimize damage, especially strand breaks, to viral nucleic acids. Disclosure of the invention
- the invention relates to a method for processing viruses and bacteria of a sample with a microfluidic device.
- a first step the sample is rinsed via a retaining element of the device, wherein the retaining element is designed to fix viruses and bacteria from the sample.
- a second step a flushing of a first fluid via the retaining element for detachment from the through
- a second fluid is purged via the
- Retaining element for detachment of bacteria fixed by the retaining element and transfer of the bacteria-enriched second fluid into a second chamber for further processing of the bacteria.
- the third step can take place before or after the second step.
- the purging of the first fluid and / or of the second fluid can in principle in the same direction, thus in the same flow direction, or in a different direction as the direction of the purging of the sample on the
- the purging of the second fluid may be in the opposite direction to the direction of purging the sample via the retention member.
- viruses or bacteria By fixing viruses or bacteria by the retaining element, in particular a recording of viruses or bacteria via immobilization and / or binding, for example a chemical or electrostatic as well as positive or non-positive immobilization
- a surface of the retaining element to be understood, for example, an adsorption on the surface.
- it can be understood as a receptacle in one or more cavities, for example in the form of pores, of the retaining element.
- Retaining element retained by the retaining element in particular against the direction of the flush.
- the purging of the second fluid for dissolving the bacteria fixed on the retaining element may preferably be opposite to the direction of purging the sample over the
- the viruses are previously removed by rinsing with the first fluid in the same direction as the direction of the rinsing of the sample.
- the further processing of the viruses or bacteria can be part of a detection method of the viruses or bacteria, in particular with the aid of a polymerase chain reaction, which is carried out, for example, in the microfluidic device set up for this purpose.
- the method according to the invention has the advantage that viruses and bacteria can be isolated particularly efficiently and in a particularly simple manner from the sample for further, separate processing.
- the viruses and bacteria may in particular be pathogens of
- further processing of the viruses comprises lysis of the viruses or denaturation of protein envelopes of the viruses.
- processing may include performing a polymerase chain reaction (PCR) of RNA or DNA, optionally after
- This processing may preferably take place in the first chamber, wherein in the first chamber preferably for the other
- the upstream substances may in particular comprise substances for lysing the viruses or denaturing proteins of the viruses, as well as substances for carrying out a (reverse transcriptase) polymerase chain reaction of the viruses, ie in particular substances adapted to the further processing of viruses.
- the substances may include enzymes, primers and probes for detecting genetic features of the viruses.
- the further processing of the bacteria comprises carrying out a polymerase chain reaction of DNA of the bacteria, preferably in the second chamber of the device, wherein required in the second chamber for further processing
- Preceding substances for example in freeze-dried form as a lyophilizate. This has the advantage that the further processing of the bacteria can take place immediately after isolation from the sample, without the bacteria first having to be transported further.
- the upstream substances may in particular substances for carrying out the
- Polymerase chain reaction of the bacteria include, ie in particular on the further processing of bacteria tuned substances. Further, the substances may comprise enzymes for detecting genetic characteristics of the bacteria.
- the sample can be mixed before the rinsing of the sample via the retaining element with a binding buffer for binding the virus to the retaining element. This advantageously increases the proportion of viruses isolated from the sample.
- the retention element for lysing the bacteria is exposed to a lysis buffer, in particular during a predetermined period of time.
- the lysis buffer can be substances for chemical lysis of the bacteria such as chaotropic salts and
- the retaining element can be surrounded with a fluid comprising water, in particular flooded, to the liberated DNA by lysis in a neutral medium without inhibiting substances for a
- the filter may be a silica filter or a silica membrane.
- This has the advantage that the complexity of the microfluidic device is low, since the specific retention of the two species, viruses and bacteria, is achieved by two different properties of the retention element, namely the retention of bacteria via size exclusion and the retention of viruses via affinity binding.
- a silica filter a complex functionality of the device can be achieved with minimal space.
- the flushing of the second fluid can be carried out preferably in the opposite direction to the direction of the flushing of the sample via the retaining element, in particular for detachment of the bacteria fixed on the filter. This causes an advantageously easier detachment.
- a selective lysis of human cells in the sample is carried out before the rinsing of the sample via the retaining element. This is particularly advantageous in the case of a sample in which viruses can be present in human host cells.
- the invention also provides a microfluidic device for
- the device comprises a retaining element, wherein the retaining element is designed for fixing viruses and bacteria from the sample. Furthermore, the device comprises a first chamber for receiving fixed by the retaining element viruses and a second chamber for receiving bacteria fixed by the retaining element, wherein the first chamber comprises a first reaction mix for further processing of the viruses and the second chamber comprises a second reaction mix for further processing of the bacteria.
- the device comprises a first valve and a second valve for the fluidic separation of the first chamber and the second chamber from the retaining element.
- Contamination of the two chambers can be prevented in particular by other components of the sample.
- the device comprises a heater disposed adjacent to the retaining element, for example, a resistance heater or a Peltier element.
- a thermal lysis of the bacteria on the retaining element can advantageously be carried out.
- FIG 1 shows an embodiment of the device according to the invention
- FIG. 2 shows a flowchart of an associated embodiment of the method according to the invention.
- FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the microfluidic device 100 according to the invention.
- FIG. 2 shows a flow chart 500 of an associated microfluidic device 100
- Embodiment of the method 500 according to the invention Embodiment of the method 500 according to the invention.
- the microfluidic device 100 shown in FIG. 1 is the microfluidic device 100 shown in FIG. 1
- the retaining member 150 for fixing viruses and bacteria from a sample, for example, a sample of human body fluid such as blood or sputum is formed.
- the retaining element 150 comprises a filter 151, wherein at least part of the surface of the filter 151 comprises a material for fixing nucleic acids and / or predetermined proteins. It may be a silica filter with exemplary pore sizes between 0.025 and 10 microns, preferably between 0.1 and 1 microns.
- the device 100 comprises a first chamber 110 for receiving viruses bound by the retaining element 150 and a second chamber 120 for receiving bacteria bound by the retaining element 150.
- the two chambers 110, 120 may be fluidically connected to the retaining element 150 via a first channel 131, the device 100 in this example having a first valve 191 and a second valve 192 for fluidically separating the first chamber 110 and the second chamber 120 from the retaining element 150 includes.
- a connection 130 may be lockable from the retaining element 150 to the first channel 131 via a third valve 193.
- the sample can be introduced via a closable opening 160 of the device 100 into a second channel 132 connected to the retaining element 150, wherein the retaining element 150 can be fluidically separated from the second channel 132 via a fourth valve 194.
- the first chamber 110 comprises a first reaction mix 111 for further processing of the viruses and the second chamber 120 a second reaction mix 121 for further processing of the bacteria.
- the first and second reaction mixes 111, 121 can be viruses
- the first reaction mix 111 may comprise substances for a reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), for example a QIAGEN® OneStep RT-PCR kit or a NEB® OneTaq® RT-PCR kit, for the RNA of the virus for further
- Detection reactions preferably a polymerase chain reaction, first to rewrite in cDNA. Both the first and the second reaction mix can be in freeze-dried form, so-called lyophilisate. Furthermore, the reaction mixtures may comprise enzymes, primers or probes for detecting genetic characteristics of the bacteria or viruses.
- FIG. 2 shows a flowchart 500 of a
- a first step 501 the sample is passed over the
- Retention element 150 in this example the above-mentioned silica filter
- the device 100 rinsed to fix the viruses and bacteria from the sample on the filter.
- the sample can with a
- Binding buffer for binding the virus to the retaining element 150 are mixed.
- the binding buffer may be, for example, a
- Phosphate buffer having a pH around 5.5 which may contain between 1 and 3 molar guanidinium hydrochloride or guanidinium thiocyanate, preferably between 1.75 and 2.25 M guanidinium hydrochloride or
- the binding buffer may contain ethanol for the precipitation of the DNA. The fixation of the bacteria takes place via a size exclusion, that is, passages, in particular pores, of the filter 150 are smaller than the size of the
- selective lysis of these human cells may occur since viruses to be detected may be contained in the human cells.
- Such selective lysis can be achieved, for example, with the use of 0.05% TWEEN® 80 (final concentration) or 0.2% saponin (final concentrations).
- TWEEN® 80 final concentration
- saponin final concentrations
- a flushing of a first fluid via the retaining element 150 is carried out to detach viruses bound by the retaining element 150 and to transfer the virus-enriched fluid into the first chamber 110 for further processing of the viruses.
- the first fluid may, in particular, be an elution buffer for detaching the viruses from the retention element 150.
- the elution buffer may comprise water, preferably double-distilled water.
- an elution buffer can be used which is based on a mixture of Tris (hydroxymethyl) aminomethane and hydrochloric acid, present in a molarity of between 3 and 7 millimolar, ideally 5 millimolar and having a pH of 8.5.
- a second fluid is flushed via the retention element 150 to detach bacteria bound by the retention element 150 and transfer the bacteria-enriched fluid into the second chamber 120 for further processing of the bacteria.
- the second fluid may in particular also be an elution buffer, it being possible, for example, to use a similar elution buffer as in the second step described above. If, as in this embodiment, the bacteria are retained by a filter 150 from the sample and thereby fixed on the filter 150, the flushing of the second fluid through the filter, preferably against the direction of the sample's rinse, can effectively effect the bacteria from the filter 150 to solve again.
- the device 100 may comprise an ultrasound source 170 or an interface 170, in particular a membrane, for example an elastic polymer membrane, for an ultrasound source, wherein the
- Ultrasonic source 170 and the interface 170 for a direct action of ultrasound next to the retaining element 150 are arranged.
- the retaining element 150 can thereby with a water
- surrounding fluid for receiving the released by the lysis DNA for example, be flooded.
- a chemical lysis of the bacteria on the retaining element 150 can also be carried out using a lysis buffer before rinsing 503.
- the lysis buffer may comprise detergents such as Tween® or Triton®-X and / or ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA for short.
- EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
- To the inhibitory effect of EDTA for a To neutralize subsequent polymerase chain reaction can be added after lysis magnesium chloride, preferably in one
- This additional magnesium chloride is similar to EDTA inactivated magnesium chloride in a typical reaction mix for one
- the device 100 may be adjacent to the retaining element 150
- arranged heating element 180 include, for example, a
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Abstract
Description
Beschreibung description
Titel title
Verfahren und mikrofluidische Vorrichtung zur Prozessierung von Viren und Bakterien einer Probe Method and microfluidic device for processing viruses and bacteria of a sample
Stand der Technik State of the art
Mikrofluidische Analysesysteme (sog. Lab-on-Chips, kurz LoCs) erlauben ein automatisiertes, zuverlässiges, kompaktes und kostengünstiges Prozessieren von biochemischen Substanzen für die medizinische Diagnostik, beispielsweise für den Nachweis von Krankheitserregern in biologischen Proben, beispielsweise in Körperflüssigkeiten. Microfluidic analysis systems (so-called lab-on-chips, LoCs for short) allow an automated, reliable, compact and cost-effective processing of biochemical substances for medical diagnostics, for example for the detection of pathogens in biological samples, for example in body fluids.
Bei vielen Krankheitsbildern wie beispielsweise Grippe, sexuell übertragbaren Infektionen oder Atemwegsinfektionen können die Verursacher viraler und/oder bakterieller Herkunft sein. Um ein ganzheitliches molekulares Bild der Erreger zu erhalten, ist es daher notwendig, sowohl virale als auch bakterielle Pathogene zu identifizieren. Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus Kajiura, Lauren N. et al. "Simultaneous Extraction of Viral and Bacterial Nucleic Acids for Molecular Diagnostic Applications." Journal of Biomolecular Techniques : ÜBT 26.4 (2015): 118-124. PMC. Web. 24 Feb. 2017, sind biochemische Nachweisprotokolle für den simultanen Nachweis beider Spezies bekannt. Die zugehörigen In many diseases such as influenza, sexually transmitted infections or respiratory tract infections, the causative agents may be of viral and / or bacterial origin. In order to obtain a holistic molecular picture of the pathogens, it is therefore necessary to identify both viral and bacterial pathogens. From the prior art, for example, Kajiura, Lauren N. et al. "Simultaneous Extraction of Viral and Bacterial Nucleic Acids for Molecular Diagnostic Applications." Journal of Biomolecular Techniques: OVT 26.4 (2015): 118-124. PMC. Web. Feb. 24, 2017, biochemical detection protocols for the simultaneous detection of both species are known. The associated
Ablaufprotokolle umfassen dabei einen Kompromiss zwischen harschen Flow logs include a compromise between harsh ones
Lysebedingungen, insbesondere für den Aufschluss gram-positiver Bakterien, und dezenten Bedingungen, um Schädigungen, insbesondere Strangbrüche, an viralen Nukleinsäuren zu minimieren. Offenbarung der Erfindung Lysis conditions, especially for the digestion of gram-positive bacteria, and subtle conditions to minimize damage, especially strand breaks, to viral nucleic acids. Disclosure of the invention
Vorteile der Erfindung Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Prozessierung von Viren und Bakterien einer Probe mit einer mikrofluidischen Vorrichtung. In einem ersten Schritt wird die Probe über ein Rückhalteelement der Vorrichtung gespült, wobei das Rückhalteelement ausgebildet ist, Viren und Bakterien aus der Probe zu fixieren. In einem zweiten Schritt erfolgt ein Spülen eines ersten Fluids über das Rückhalteelement zur Ablösung von durch das Advantages of the Invention Against this background, the invention relates to a method for processing viruses and bacteria of a sample with a microfluidic device. In a first step, the sample is rinsed via a retaining element of the device, wherein the retaining element is designed to fix viruses and bacteria from the sample. In a second step, a flushing of a first fluid via the retaining element for detachment from the through
Rückhalteelement fixierten Viren und Überführen des mit Viren angereicherten ersten Fluids in eine erste Kammer für eine weitere Prozessierung der Viren. In einem dritten Schritt erfolgt ein Spülen eines zweiten Fluids über das Retaining element fixed viruses and transferring the virus-enriched first fluid into a first chamber for further processing of the viruses. In a third step, a second fluid is purged via the
Rückhalteelement zur Ablösung von durch das Rückhalteelement fixierten Bakterien und Überführen des mit Bakterien angereicherten zweiten Fluids in eine zweite Kammer für eine weitere Prozessierung der Bakterien. Retaining element for detachment of bacteria fixed by the retaining element and transfer of the bacteria-enriched second fluid into a second chamber for further processing of the bacteria.
Dabei kann der dritte Schritt vor oder nach dem zweiten Schritt erfolgen. Die Spülung des ersten Fluids und/oder des zweiten Fluids kann dabei grundsätzlich in der gleichen Richtung, somit in der gleichen Flussrichtung, oder in einer anderen Richtung wie die Richtung der Spülung der Probe über das The third step can take place before or after the second step. The purging of the first fluid and / or of the second fluid can in principle in the same direction, thus in the same flow direction, or in a different direction as the direction of the purging of the sample on the
Rückhaltelement erfolgen. Insbesondere kann die Spülung des zweiten Fluids in der entgegengesetzten Richtung zur Richtung der Spülung der Probe über das Rückhaltelement erfolgen. Retaining element done. In particular, the purging of the second fluid may be in the opposite direction to the direction of purging the sample via the retention member.
Unter einem Fixieren von Viren oder Bakterien durch das Rückhalteelement kann insbesondere eine Aufnahme von Viren beziehungsweise Bakterien über eine Immobilisierung und/oder Bindung, beispielsweise eine chemische oder elektrostatische sowie form- oder kraftschlüssige Immobilisierung By fixing viruses or bacteria by the retaining element, in particular a recording of viruses or bacteria via immobilization and / or binding, for example a chemical or electrostatic as well as positive or non-positive immobilization
beziehungsweise Bindung mit einer Oberfläche des Rückhalteelements verstanden werden, beispielsweise eine Adsorption auf der Oberfläche. Ferner kann darunter eine Aufnahme in ein oder mehrere Hohlräume, beispielsweise in Form von Poren, des Rückhalteelements verstanden werden. Mit anderen Worten werden die Viren oder Bakterien bei der Spülung über das or bonding with a surface of the retaining element to be understood, for example, an adsorption on the surface. Furthermore, it can be understood as a receptacle in one or more cavities, for example in the form of pores, of the retaining element. In other words, the viruses or bacteria in the rinse over the
Rückhalteelement durch das Rückhalteelement zurückgehalten, insbesondere entgegen der Richtung der Spülung. Wie oben beschrieben, kann die Spülung des zweiten Fluids zum Lösen der auf dem Rückhalteelement fixierten Bakterien vorzugsweise entgegen der Richtung der Spülung der Probe über das Retaining element retained by the retaining element, in particular against the direction of the flush. As described above, the purging of the second fluid for dissolving the bacteria fixed on the retaining element may preferably be opposite to the direction of purging the sample over the
Rückhalteelement erfolgen. Dies erleichtert eine Ablösung der fixierten Bakterien. Vorzugsweise werden zuvor im zweiten Schritt die Viren über eine Spülung mit dem ersten Fluid in der gleichen Richtung wie die Richtung der Spülung der Probe abgelöst. Die weitere Prozessierung der Viren oder Bakterien kann Teil eines Nachweisverfahrens der Viren beziehungsweise Bakterien sein, insbesondere unter Zuhilfenahme einer Polymerase- Kettenreaktion, welche beispielsweise in der dafür eingerichteten mikrofluidischen Vorrichtung durchgeführt wird. Retaining element done. This facilitates detachment of the fixed bacteria. Preferably, in the second step, the viruses are previously removed by rinsing with the first fluid in the same direction as the direction of the rinsing of the sample. The further processing of the viruses or bacteria can be part of a detection method of the viruses or bacteria, in particular with the aid of a polymerase chain reaction, which is carried out, for example, in the microfluidic device set up for this purpose.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass Viren und Bakterien besonders effizient und auf besonderes einfache Art und Weise aus der Probe für eine weitere, separate Prozessierung isoliert werden können. Bei den Viren und Bakterien kann es sich insbesondere um Krankheitserreger von The method according to the invention has the advantage that viruses and bacteria can be isolated particularly efficiently and in a particularly simple manner from the sample for further, separate processing. The viruses and bacteria may in particular be pathogens of
beispielsweise Grippe, sexuell übertragbare Infektionen oder For example, flu, sexually transmitted infections or
Atemwegsinfektionen handeln. Insbesondere ist durch die Erfindung Respiratory tract infections act. In particular, by the invention
vorteilhafterweise kein Kompromiss zwischen harschen Lysebedingungen für Bakterien und dezenten Bedingungen für die Weiterbearbeitung der Viren erforderlich, da aufgrund der vorteilhaften Isolierung eine separate advantageously no compromise between harsh lysis conditions for bacteria and subtle conditions for the further processing of the viruses required because of the advantageous isolation a separate
Weiterprozessierung der Bakterien und der Viren aus der Probe möglich ist. Somit muss vorteilhafterweise keine Einbuße der Ausbeute an prozessierbaren Viren oder Bakterien aufgrund des beschriebenen Kompromisses hingenommen werden. Further processing of bacteria and viruses from the sample is possible. Thus, advantageously no loss of the yield of processable viruses or bacteria due to the compromise described must be accepted.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die weitere Prozessierung der Viren eine Lyse der Viren oder eine Denaturierung von Proteinhüllen der Viren. Ferner kann die Prozessierung eine Durchführung einer Polymerase- Kettenreaktion (PCR) von RNA oder DNA, gegebenenfalls nachIn a particularly advantageous embodiment of the invention further processing of the viruses comprises lysis of the viruses or denaturation of protein envelopes of the viruses. Furthermore, the processing may include performing a polymerase chain reaction (PCR) of RNA or DNA, optionally after
Einsatz einer reversen Transkriptase zur Umschreibung viraler RNA in DNA, der Viren umfassen. Diese Prozessierung kann bevorzugt in der ersten Kammer stattfinden, wobei in der ersten Kammer vorzugsweise für die weitere Use of a reverse transcriptase to transcribe viral RNA into DNA comprising viruses. This processing may preferably take place in the first chamber, wherein in the first chamber preferably for the other
Prozessierung erforderliche Substanzen vorgelagert sind, beispielsweise in gefriergetrockneter Form als Lyophilisat. Dies hat den Vorteil, dass die weitere Prozessierung der Viren unmittelbar nach der Isolierung aus der Probe stattfinden kann, ohne dass die Viren zunächst weitertransportiert werden müssen. Die vorgelagerten Substanzen können insbesondere Substanzen zur Lyse der Viren oder Denaturierung von Proteinen der Viren sowie Substanzen für die Durchführung einer (Reverse Transkriptase-) Polymerase- Kettenreaktion der Viren umfassen, also insbesondere auf die Weiterprozessierung von Viren abgestimmte Substanzen. Ferner können die Substanzen Enzyme, Primer und Sonden für einen Nachweis genetischer Merkmale der Viren umfassen. Processing are required upstream of required substances, for example in freeze-dried form as a lyophilizate. This has the advantage that the more Processing of the virus can take place immediately after isolation from the sample without the viruses must first be transported. The upstream substances may in particular comprise substances for lysing the viruses or denaturing proteins of the viruses, as well as substances for carrying out a (reverse transcriptase) polymerase chain reaction of the viruses, ie in particular substances adapted to the further processing of viruses. Furthermore, the substances may include enzymes, primers and probes for detecting genetic features of the viruses.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Weiterbildung umfasst die weitere Prozessierung der Bakterien eine Durchführung einer Polymerase- Kettenreaktion von DNA der Bakterien, vorzugsweise in der zweiten Kammer der Vorrichtung, wobei in der zweiten Kammer für die weitere Prozessierung erforderliche According to a further particularly advantageous embodiment, the further processing of the bacteria comprises carrying out a polymerase chain reaction of DNA of the bacteria, preferably in the second chamber of the device, wherein required in the second chamber for further processing
Substanzen vorgelagert sind, beispielsweise in gefriergetrockneter Form als Lyophilisat. Dies hat den Vorteil, dass die weitere Prozessierung der Bakterien unmittelbar nach der Isolierung aus der Probe stattfinden kann, ohne dass die Bakterien zunächst weitertransportiert werden müssen. Die vorgelagerten Substanzen können insbesondere Substanzen für die Durchführung der Preceding substances, for example in freeze-dried form as a lyophilizate. This has the advantage that the further processing of the bacteria can take place immediately after isolation from the sample, without the bacteria first having to be transported further. The upstream substances may in particular substances for carrying out the
Polymerase- Kettenreaktion der Bakterien umfassen, also insbesondere auf die Weiterprozessierung von Bakterien abgestimmte Substanzen. Ferner können die Substanzen Enzyme für einen Nachweis genetischer Merkmale der Bakterien umfassen. Polymerase chain reaction of the bacteria include, ie in particular on the further processing of bacteria tuned substances. Further, the substances may comprise enzymes for detecting genetic characteristics of the bacteria.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Probe vor der Spülung der Probe über das Rückhalteelement mit einem Bindepuffer zur Bindung der Viren an das Rückhalteelement vermischt werden. Dies erhöht vorteilhafterweise den Anteil der aus der Probe isolierten Viren. According to an advantageous embodiment of the invention, the sample can be mixed before the rinsing of the sample via the retaining element with a binding buffer for binding the virus to the retaining element. This advantageously increases the proportion of viruses isolated from the sample.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt vor dem Spülen mit dem zweiten Fluid ein Lysieren der auf dem Rückhalteelement gebundenen Bakterien. Dies hat den Vorteil, dass ein Teil der According to a particularly advantageous development of the invention, before rinsing with the second fluid, lysis of the bacteria bound on the retaining element takes place. This has the advantage of being a part of
Weiterprozessierung der Bakterien bereits auf dem Rückhalteelement und somit das Verfahren insgesamt schneller und effizienter durchgeführt werden kann. In einer Ausgestaltung dieser Weiterbildung wird das Rückhalteelement für das Lysieren der Bakterien einem Lysepuffer ausgesetzt, insbesondere während einer vorgegebenen Zeitspanne. Der Lysepuffer kann dabei Substanzen für eine chemische Lyse der Bakterien wie beispielsweise chaotrope Salze und Further processing of the bacteria already on the retaining element and thus the process can be performed faster and more efficient overall. In one embodiment of this development, the retention element for lysing the bacteria is exposed to a lysis buffer, in particular during a predetermined period of time. The lysis buffer can be substances for chemical lysis of the bacteria such as chaotropic salts and
Proteinase K umfassen. Unterstützend oder alternativ kann das Include proteinase K. Supportive or alternatively that can
Rückhalteelement Ultraschall für das Lysieren der Bakterien ausgesetzt werden. Dabei kann das Rückhalteelement mit einem Wasser umfassenden Fluid umgeben, insbesondere geflutet, werden, um die durch die Lyse freigesetzte DNA in ein neutrales Medium ohne inhibierende Substanzen für eine Retaining element to be exposed to ultrasound for lysing the bacteria. In this case, the retaining element can be surrounded with a fluid comprising water, in particular flooded, to the liberated DNA by lysis in a neutral medium without inhibiting substances for a
nachfolgende Polymerase- Kettenreaktion aufnehmen zu können. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst dasto be able to record subsequent polymerase chain reaction. In a particularly advantageous development of the invention, this includes
Rückhalteelement einen Filter, wobei zumindest ein Teil der Oberfläche des Filters ein Material zur Fixierung, insbesondere Bindung von Nukleinsäuren und/oder vorgegebenen Proteinen umfasst. Beispielsweise kann es sich bei dem Filter um einen Silikafilter oder um eine Silikamembran handeln. Dies hat den Vorteil, dass die Komplexität der mikrofluidischen Vorrichtung gering ist, da der spezifische Rückhalt der beiden Spezies, Viren und Bakterien, durch zwei verschiedene Eigenschaften des Rückhalteelements erreicht wird, nämlich der Rückhalt von Bakterien über Größenausschluss und der Rückhalt von Viren über Affinitätsbindung. Somit kann mit einem Silikafilter eine komplexe Funktionalität der Vorrichtung bei minimalem Bauraum erzielt werden. Insbesondere bei einemRetaining a filter, wherein at least a portion of the surface of the filter comprises a material for fixing, in particular binding of nucleic acids and / or predetermined proteins. For example, the filter may be a silica filter or a silica membrane. This has the advantage that the complexity of the microfluidic device is low, since the specific retention of the two species, viruses and bacteria, is achieved by two different properties of the retention element, namely the retention of bacteria via size exclusion and the retention of viruses via affinity binding. Thus, with a silica filter, a complex functionality of the device can be achieved with minimal space. Especially with a
Filter als Rückhalteelement kann die Spülung des zweiten Fluids vorzugsweise in der entgegengesetzten Richtung zur Richtung der Spülung der Probe über das Rückhaltelement erfolgen, insbesondere zur Ablösung der auf dem Filter fixierten Bakterien. Dies bewirkt eine vorteilhaft einfachere Ablösung. Filter as a retaining element, the flushing of the second fluid can be carried out preferably in the opposite direction to the direction of the flushing of the sample via the retaining element, in particular for detachment of the bacteria fixed on the filter. This causes an advantageously easier detachment.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird vor der Spülung der Probe über das Rückhalteelement eine selektive Lyse von menschlichen Zellen in der Probe durchgeführt. Dies ist besonders vorteilhaft im Falle einer Probe, in welcher Viren in menschlichen Wirtszellen vorhanden sein können. In a particular embodiment of the invention, a selective lysis of human cells in the sample is carried out before the rinsing of the sample via the retaining element. This is particularly advantageous in the case of a sample in which viruses can be present in human host cells.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine mikrofluidische Vorrichtung zur The invention also provides a microfluidic device for
Prozessierung von Viren und Bakterien einer Probe. Die Vorrichtung umfasst ein Rückhalteelement, wobei das Rückhaltelement zur Fixierung von Viren und Bakterien aus der Probe ausgebildet ist. Ferner umfasst die Vorrichtung eine erste Kammer zur Aufnahme von durch das Rückhalteelement fixierten Viren und eine zweite Kammer zur Aufnahme von durch das Rückhalteelement fixierten Bakterien, wobei die erste Kammer einen ersten Reaktionsmix zur weiteren Prozessierung der Viren und die zweite Kammer einen zweiten Reaktionsmix zur weiteren Prozessierung der Bakterien umfasst. Processing of viruses and bacteria of a sample. The device comprises a retaining element, wherein the retaining element is designed for fixing viruses and bacteria from the sample. Furthermore, the device comprises a first chamber for receiving fixed by the retaining element viruses and a second chamber for receiving bacteria fixed by the retaining element, wherein the first chamber comprises a first reaction mix for further processing of the viruses and the second chamber comprises a second reaction mix for further processing of the bacteria.
Unter einem Reaktionsmix kann insbesondere ein Stoffgemisch mit Substanzen für die weitere Prozessierung der Viren beziehungsweise Bakterien verstanden werden, wie beispielsweise die oben genannten Substanzen für eine Under a reaction mix can be understood in particular a substance mixture with substances for the further processing of viruses or bacteria, such as the above-mentioned substances for a
Polymerase- Kettenreaktion oder Enzyme für eine Nachweis genetischer Merkmale. Polymerase chain reaction or enzymes for detection of genetic traits.
Zu den Vorteilen der Vorrichtung und seiner untenstehenden Weiterbildungen wird auf die korrespondierenden obengenannten Vorteile des offenbarten erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen. For the advantages of the device and its developments below, reference is made to the corresponding above-mentioned advantages of the disclosed method according to the invention.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung umfasst das Rückhalteelement einen Filter, wobei zumindest ein Teil der Oberfläche des Filters ein Material zur Fixierung, insbesondere Bindung von Nukleinsäuren und/oder vorgegebenen Proteinen umfasst. In a particularly advantageous embodiment of the device, the retaining element comprises a filter, wherein at least a part of the surface of the filter comprises a material for fixing, in particular binding of nucleic acids and / or predetermined proteins.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung ein erstes Ventil und ein zweites Ventil zur fluidischen Abtrennung der ersten Kammer beziehungsweise der zweiten Kammer vom Rückhalteelement. Dies hat den Vorteil, dass ein Zugang zu den beiden Kammern erst nach Fixierung der Bakterien und Viren an das Rückhalteelement ermöglicht und somit eine According to an advantageous embodiment, the device comprises a first valve and a second valve for the fluidic separation of the first chamber and the second chamber from the retaining element. This has the advantage that access to the two chambers only after fixing the bacteria and viruses to the retaining element allows and thus a
Verunreinigung der beiden Kammern insbesondere durch andere Bestandteile der Probe verhindert werden kann. Contamination of the two chambers can be prevented in particular by other components of the sample.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die In a further advantageous embodiment of the invention, the
Vorrichtung eine Ultraschallquelle oder eine Schnittstelle, insbesondere eineDevice an ultrasonic source or an interface, in particular a
Membran, für eine Ultraschallquelle, wobei die Ultraschallquelle Membrane, for an ultrasonic source, the ultrasonic source
beziehungsweise die Schnittstelle neben dem Rückhalteelement angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass eine unmittelbare Einwirkung von or the interface are arranged next to the retaining element. This has the advantage of having an immediate impact of
Ultraschallenergie auf das Rückhalteelement für eine effektive Lyse von Zellen, insbesondere von Bakterien, ermöglicht wird. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Vorrichtung ein neben dem Rückhalteelement angeordnetes Heizelement, beispielsweise eine Widerstandsheizung oder ein Peltierelement. Dadurch kann vorteilhafterweise eine thermische Lyse der Bakterien auf dem Rückhalteelement durchgeführt werden. Ultrasonic energy to the retaining element for effective lysis of cells, especially bacteria, is made possible. According to a further advantageous embodiment of the invention, the device comprises a heater disposed adjacent to the retaining element, for example, a resistance heater or a Peltier element. As a result, a thermal lysis of the bacteria on the retaining element can advantageously be carried out.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and explained in more detail in the following description.
Es zeigen Show it
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Figure 1 shows an embodiment of the device according to the invention and
Figur 2 ein Flussdiagramm eines zugehörigen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 shows a flowchart of an associated embodiment of the method according to the invention.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen mikrofluidischen Vorrichtung 100. Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm 500 eines zugehörigen FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the microfluidic device 100 according to the invention. FIG. 2 shows a flow chart 500 of an associated microfluidic device 100
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens 500. Embodiment of the method 500 according to the invention.
Die in Figur 1 dargestellte mikrofluidische Vorrichtung 100 umfasst ein The microfluidic device 100 shown in FIG
Rückhalteelement 150, wobei das Rückhaltelement 150 zur Fixierung von Viren und Bakterien aus einer Probe, beispielsweise einer Probe menschlicher Körperflüssigkeit wie Blut oder Sputum, ausgebildet ist. Beispielsweise umfasst das Rückhalteelement 150 einen Filter 151, wobei zumindest ein Teil der Oberfläche des Filters 151 ein Material zur Fixierung von Nukleinsäuren und/oder vorgegebenen Proteinen umfasst. Es kann sich dabei um einen Silikafilter handeln mit beispielhaften Porengrößen zwischen 0,025 und 10 Mikrometer, bevorzugt zwischen 0,1 und 1 Mikrometer. Ferner umfasst die Vorrichtung 100 eine erste Kammer 110 zur Aufnahme von durch das Rückhalteelement 150 gebundenen Viren und eine zweite Kammer 120 zur Aufnahme von durch das Rückhalteelement 150 gebundenen Bakterien. Die beiden Kammern 110, 120 können über einen ersten Kanal 131 mit dem Rückhalteelement 150 fluidisch verbunden sein, wobei die Vorrichtung 100 in diesem Beispiel ein erstes Ventil 191 und ein zweites Ventil 192 zur fluidischen Abtrennung der ersten Kammer 110 beziehungsweise der zweiten Kammer 120 vom Rückhalteelement 150 umfasst. Zusätzlich kann auch eine Verbindung 130 vom Rückhalteelement 150 zum ersten Kanal 131 über ein drittes Ventil 193 versperrbar sein. Retaining member 150, wherein the retaining member 150 for fixing viruses and bacteria from a sample, for example, a sample of human body fluid such as blood or sputum is formed. For example, the retaining element 150 comprises a filter 151, wherein at least part of the surface of the filter 151 comprises a material for fixing nucleic acids and / or predetermined proteins. It may be a silica filter with exemplary pore sizes between 0.025 and 10 microns, preferably between 0.1 and 1 microns. Furthermore, the device 100 comprises a first chamber 110 for receiving viruses bound by the retaining element 150 and a second chamber 120 for receiving bacteria bound by the retaining element 150. The two chambers 110, 120 may be fluidically connected to the retaining element 150 via a first channel 131, the device 100 in this example having a first valve 191 and a second valve 192 for fluidically separating the first chamber 110 and the second chamber 120 from the retaining element 150 includes. In addition, a connection 130 may be lockable from the retaining element 150 to the first channel 131 via a third valve 193.
Beispielsweise kann die Probe über eine verschließbare Öffnung 160 der Vorrichtung 100 in einen mit dem Rückhalteelement 150 verbunden zweiten Kanal 132 eingebracht werden, wobei das Rückhalteelement 150 vom zweiten Kanal 132 über ein viertes Ventil 194 fluidisch abgetrennt werden kann. For example, the sample can be introduced via a closable opening 160 of the device 100 into a second channel 132 connected to the retaining element 150, wherein the retaining element 150 can be fluidically separated from the second channel 132 via a fourth valve 194.
Vorzugsweise umfasst die erste Kammer 110 einen ersten Reaktionsmix 111 zur weiteren Prozessierung der Viren und die zweite Kammer 120 einen zweiten Reaktionsmix 121 zur weiteren Prozessierung der Bakterien. Insbesondere können der erste und der zweite Reaktionsmix 111, 121 auf Viren Preferably, the first chamber 110 comprises a first reaction mix 111 for further processing of the viruses and the second chamber 120 a second reaction mix 121 for further processing of the bacteria. In particular, the first and second reaction mixes 111, 121 can be viruses
beziehungsweise Bakterien abgestimmte typische Substanzen zur Vorbereitung und/oder Durchführung einer Polymerase-Kettenreaktion enthalten, wie beispielsweise Polymerase. Insbesondere kann der erste Reaktionsmix 111 Substanzen für eine Reverse Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT- PCR) umfassen, beispielsweise ein QIAGEN ® OneStep RT-PCR Kit oder ein NEB ® OneTaq® RT-PCR Kit, um die RNA der Viren für weitere or contain bacteria matched typical substances for the preparation and / or conduct of a polymerase chain reaction, such as polymerase. In particular, the first reaction mix 111 may comprise substances for a reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), for example a QIAGEN® OneStep RT-PCR kit or a NEB® OneTaq® RT-PCR kit, for the RNA of the virus for further
Nachweisreaktionen, vorzugsweise eine Polymerase-Kettenreaktion, zunächst in cDNA umzuschreiben. Sowohl der erste als auch der zweite Reaktionsmix können dabei in gefriergetrockneter Form, also sogenanntes Lyophilisat, vorliegen. Ferner können die Reaktionsmixe Enzyme, Primer oder Sonden für einen Nachweis genetischer Merkmale der Bakterien beziehungsweise Viren umfassen. Detection reactions, preferably a polymerase chain reaction, first to rewrite in cDNA. Both the first and the second reaction mix can be in freeze-dried form, so-called lyophilisate. Furthermore, the reaction mixtures may comprise enzymes, primers or probes for detecting genetic characteristics of the bacteria or viruses.
Wie oben angeführt, zeigt Figur 2 ein Flussdiagramm 500 eines As indicated above, FIG. 2 shows a flowchart 500 of a
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, beispielsweise Verwendung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 gemäß Figur 1. In einem ersten Schritt 501 wird die Probe über das Embodiment of the method according to the invention, for example Use of the embodiment of the inventive device 100 according to FIG. 1. In a first step 501, the sample is passed over the
Rückhalteelement 150, in diesem Beispiel der oben angeführte Silikafilter, der Vorrichtung 100 gespült, um die Viren und Bakterien aus der Probe auf dem Filter zu fixieren. Vor einer Spülung der Probe kann die Probe dabei mit einemRetention element 150, in this example the above-mentioned silica filter, the device 100 rinsed to fix the viruses and bacteria from the sample on the filter. Before a rinse of the sample, the sample can with a
Bindepuffer zur Bindung der Viren an das Rückhalteelement 150 vermischt werden. Bei dem Bindepuffer kann es sich beispielsweise um einen Binding buffer for binding the virus to the retaining element 150 are mixed. The binding buffer may be, for example, a
Phosphatpuffer mit einem pH-Wert um 5,5 handeln, welcher zwischen 1 und 3 Molar Guanidiniumhydrochlorid oder Guanidiniumthiocyanat enthalten kann, vorzugsweise zwischen 1,75 und 2,25 M Guanidiniumhydrochlorid oder Phosphate buffer having a pH around 5.5, which may contain between 1 and 3 molar guanidinium hydrochloride or guanidinium thiocyanate, preferably between 1.75 and 2.25 M guanidinium hydrochloride or
Guanidiniumthiocyanat. Vorzugsweise ist der Bindepuffer sauer-gepuffert (pH- Wert<=6), um eine Wechselwirkung zwischen Silanolgruppen des Silikafilters und dem Zucker-Phosphat-Rest der DNA zu begünstigen. Ferner kann der Bindepuffer Ethanol für die Fällung der DNA enthalten. Die Fixierung der Bakterien erfolgt dabei über einen Größenausschluss, das heißt, Durchlässe, insbesondere Poren, des Filters 150 sind kleiner als die Größe der Guanidine thiocyanate. Preferably, the binding buffer is acid-buffered (pH <= 6) to promote interaction between silanol groups of the silica filter and the sugar-phosphate residue of the DNA. Further, the binding buffer may contain ethanol for the precipitation of the DNA. The fixation of the bacteria takes place via a size exclusion, that is, passages, in particular pores, of the filter 150 are smaller than the size of the
rückzuhaltenden Bakterien gewählt. to be withdrawn bacteria.
Insbesondere wenn sich menschliche Zellen in der Probe befinden, kann vor der Spülung der Probe über das Rückhalteelement eine selektive Lyse dieser menschlichen Zellen erfolgen, da nachzuweisende Viren in den menschlichen Zellen enthalten sein können. Eine solche selektive Lyse kann beispielsweise mit einem Einsatz von 0,05 % TWEEN ® 80 (finale Konzentration) oder 0,2 % Saponin (finale Konzentrationen) erzielt werden. Als Ergebnis dieser selektiven Lyse erhält man intakte Bakterien und in Lösung vorliegende Viren inmitten desIn particular, when human cells are present in the sample, prior to rinsing the sample via the retention element, selective lysis of these human cells may occur since viruses to be detected may be contained in the human cells. Such selective lysis can be achieved, for example, with the use of 0.05% TWEEN® 80 (final concentration) or 0.2% saponin (final concentrations). As a result of this selective lysis, intact bacteria and virus present in solution are obtained in the midst of
Humanzelllysats und denaturierten Proteinen in der Probe. Human cell lysates and denatured proteins in the sample.
In einem zweiten Schritt 502 erfolgt ein Spülen eines ersten Fluids über das Rückhalteelement 150 zur Ablösung von durch das Rückhalteelement 150 gebundenen Viren und Überführung des mit Viren angereicherten Fluids in die erste Kammer 110 für eine weitere Prozessierung der Viren. Bei dem ersten Fluid kann es sich insbesondere um einen Elutionspuffer zum Ablösen der Viren vom Rückhalteelement 150 handeln. Insbesondere kann der Elutionspuffer Wasser, vorzugsweise doppel-destilliertes Wasser umfassen. Alternativ kann auch ein Elutionspuffer eingesetzt werden, der auf einer Mischung aus Tris(hydroxymethyl)-aminomethan und Salzsäure basiert, in einer Molarität zwischen 3 und 7 Millimolar, idealerweise 5 Millimolar vorliegt und einen pH-Wert von 8,5 aufweist. In a second step 502, a flushing of a first fluid via the retaining element 150 is carried out to detach viruses bound by the retaining element 150 and to transfer the virus-enriched fluid into the first chamber 110 for further processing of the viruses. The first fluid may, in particular, be an elution buffer for detaching the viruses from the retention element 150. In particular, the elution buffer may comprise water, preferably double-distilled water. Alternatively, an elution buffer can be used which is based on a mixture of Tris (hydroxymethyl) aminomethane and hydrochloric acid, present in a molarity of between 3 and 7 millimolar, ideally 5 millimolar and having a pH of 8.5.
In einem dritten Schritt 503 erfolgt ein Spülen eines zweiten Fluids über das Rückhalteelement 150 zur Ablösung von durch das Rückhalteelement 150 gebundenen Bakterien und Überführung des mit Bakterien angereicherten Fluids in die zweite Kammer 120 für eine weitere Prozessierung der Bakterien. Bei dem zweiten Fluid kann es sich insbesondere ebenfalls um einen Elutionspuffer handeln, wobei beispielsweise ein gleichartiger Elutionspuffer wie im oben beschriebenen zweiten Schritt verwendet werden kann. Wenn, wie in diesem Ausführungsbeispiel, die Bakterien über einen Filter 150 aus der Probe zurückgehalten werden und dadurch auf dem Filter 150 fixiert sind, kann die Spülung des zweiten Fluids über den Filter vorzugsweise entgegen der Richtung der Spülung der Probe erfolgen, um die Bakterien wirksam aus dem Filter 150 wieder zu lösen. In a third step 503, a second fluid is flushed via the retention element 150 to detach bacteria bound by the retention element 150 and transfer the bacteria-enriched fluid into the second chamber 120 for further processing of the bacteria. The second fluid may in particular also be an elution buffer, it being possible, for example, to use a similar elution buffer as in the second step described above. If, as in this embodiment, the bacteria are retained by a filter 150 from the sample and thereby fixed on the filter 150, the flushing of the second fluid through the filter, preferably against the direction of the sample's rinse, can effectively effect the bacteria from the filter 150 to solve again.
Vorzugsweise kann vor dem Spülen 503 mit dem zweiten Fluid ein Lysieren der auf dem Rückhalteelement 150 gebundenen Bakterien erfolgen. Eine Lyse kann dabei chemisch, thermisch und/oder über Ultraschalleinwirkung erfolgen. Preferably, prior to rinsing 503 with the second fluid, lysis of the bacteria bound on the retention member 150 may occur. Lysis can take place chemically, thermally and / or via the action of ultrasound.
Beispielsweise kann die Vorrichtung 100 eine Ultraschallquelle 170 oder eine Schnittstelle 170, insbesondere eine Membran, beispielsweise eine elastische Polymermembran, für eine Ultraschallquelle umfassen, wobei die For example, the device 100 may comprise an ultrasound source 170 or an interface 170, in particular a membrane, for example an elastic polymer membrane, for an ultrasound source, wherein the
Ultraschallquelle 170 beziehungsweise die Schnittstelle 170 für eine unmittelbare Einwirkung von Ultraschall neben dem Rückhalteelement 150 angeordnet sind. Zusätzlich kann das Rückhalteelement 150 dabei mit einem Wasser Ultrasonic source 170 and the interface 170 for a direct action of ultrasound next to the retaining element 150 are arranged. In addition, the retaining element 150 can thereby with a water
umfassenden Fluid für eine Aufnahme der durch die Lyse freigesetzten DNA umgeben werden, beispielsweise geflutet werden. surrounding fluid for receiving the released by the lysis DNA, for example, be flooded.
Alternativ oder zusätzlich kann auch eine chemische Lyse der Bakterien auf dem Rückhalteelement 150 unter Einsatz eines Lysepuffer vor dem Spülen 503 durchgeführt werden. Der Lysepuffer kann dazu beispielsweise Detergenzien wie zum Beispiel Tween® oder Triton®-X und/oder Ethylendiamintetraessigsäure, kurz EDTA, umfassen. Um die inhibierende Wirkung von EDTA für eine nachfolgende Polymerase- Kettenreaktion zu neutralisieren kann nach der Lyse Magnesiumchlorid hinzugegeben werden, vorzugsweise in einer Alternatively or additionally, a chemical lysis of the bacteria on the retaining element 150 can also be carried out using a lysis buffer before rinsing 503. For example, the lysis buffer may comprise detergents such as Tween® or Triton®-X and / or ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA for short. To the inhibitory effect of EDTA for a To neutralize subsequent polymerase chain reaction can be added after lysis magnesium chloride, preferably in one
Mindestkonzentration von 2,5 Millimolar, bevorzugt mindestens 3 Millimolar Magnesiumchlorid. Diese zusätzliche Magnesiumchlorid gleicht durch das EDTA inaktivierte Magnesiumchlorid in einem typischen Reaktionsmix für eine Minimum concentration of 2.5 millimolar, preferably at least 3 millimolar magnesium chloride. This additional magnesium chloride is similar to EDTA inactivated magnesium chloride in a typical reaction mix for one
Polymerase- Kettenreaktion aus. Dies hat den Vorteil, dass das Lysat ohne DNA- Aufreinigung in die zweite Kammer 120 für eine Polymerase- Kettenreaktion überführt werden kann. Polymerase chain reaction. This has the advantage that the lysate can be transferred into the second chamber 120 for a polymerase chain reaction without DNA purification.
Ferner kann auch eine thermische Lyse der Bakterien alleine oder in Furthermore, a thermal lysis of the bacteria alone or in
Kombination mit einer chemischen Lyse und/oder einer Ultraschall-Lyse erfolgen. Dazu kann die Vorrichtung 100 ein neben dem Rückhalteelement 150 Combined with a chemical lysis and / or an ultrasonic lysis. For this purpose, the device 100 may be adjacent to the retaining element 150
angeordnetes Heizelement 180 umfassen, beispielsweise eine arranged heating element 180 include, for example, a
Widerstandsheizung oder ein Peltierelement. Resistance heating or a Peltier element.
Nach einer Lyse ist es nicht erforderlich, den Filter 150 wie oben beschrieben in entgegengesetzter Richtung zu spülen, da die aus den lysierten Bakterien freigesetzte DNA bei nicht zu kleinen Poren des Filters 150 auch durch den Filter 150 hindurch gespült werden kann. After lysis, it is not necessary to flush the filter 150 in the opposite direction as described above, since the DNA released from the lysed bacteria can also be flushed through the filter 150 if the pores of the filter 150 are not too small.
Wie oben beschrieben kann nach dem dritten Schritt 503 die weitere As described above, after the third step 503, the other
Prozessierung der Viren beziehungsweise Bakterien als vierter Schritt 504 eine Lyse der Viren oder eine Denaturierung von Proteinhüllen der Viren gefolgt von einer Polymerase-Kettenreaktion von Nukleinsäureabschnitten der Viren beziehungsweise der Bakterien erfolgen, beispielsweise für einen Nachweis der Viren beziehungsweise der Bakterien, insbesondere in der ersten Kammer 110 beziehungsweise in der zweiten Kammer 120. Processing of the Viruses or Bacteria as a Fourth Step 504 Lysis of the viruses or denaturation of protein envelopes of the viruses followed by a polymerase chain reaction of nucleic acid sections of the viruses or of the bacteria takes place, for example for detection of the viruses or of the bacteria, in particular in the first chamber 110 and in the second chamber 120th
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| WO2022214340A1 (en) * | 2021-04-07 | 2022-10-13 | Robert Bosch Gmbh | Method of detecting active viruses |
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|---|---|
| DE102017204195A1 (en) | 2018-09-20 |
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