CZ295859B6 - Způsob dělení kapalné a pevné fáze a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Způsob dělení kapalné a pevné fáze a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ295859B6
CZ295859B6 CZ20001875A CZ20001875A CZ295859B6 CZ 295859 B6 CZ295859 B6 CZ 295859B6 CZ 20001875 A CZ20001875 A CZ 20001875A CZ 20001875 A CZ20001875 A CZ 20001875A CZ 295859 B6 CZ295859 B6 CZ 295859B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
liquid
solid phase
microtiter plate
centrifuge
centrifuge rotor
Prior art date
Application number
CZ20001875A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20001875A3 (cs
Inventor
Michal Lebl
Original Assignee
Trega Biosciences, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trega Biosciences, Inc. filed Critical Trega Biosciences, Inc.
Publication of CZ20001875A3 publication Critical patent/CZ20001875A3/cs
Publication of CZ295859B6 publication Critical patent/CZ295859B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/04—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length on carriers
    • C07K1/045—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length on carriers using devices to improve synthesis, e.g. reactors, special vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046—Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/04—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers
    • B04B5/0407—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00279—Features relating to reactor vessels
    • B01J2219/00306—Reactor vessels in a multiple arrangement
    • B01J2219/00313—Reactor vessels in a multiple arrangement the reactor vessels being formed by arrays of wells in blocks
    • B01J2219/00315—Microtiter plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00421—Means for dispensing and evacuation of reagents using centrifugation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00457—Dispensing or evacuation of the solid phase support
    • B01J2219/00459—Beads
    • B01J2219/00461—Beads and reaction vessel together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00479—Means for mixing reactants or products in the reaction vessels
    • B01J2219/00488—Means for mixing reactants or products in the reaction vessels by rotation of the reaction vessels
    • B01J2219/0049—Means for mixing reactants or products in the reaction vessels by rotation of the reaction vessels by centrifugation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00497—Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/005—Beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00585—Parallel processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00596—Solid-phase processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718—Type of compounds synthesised
    • B01J2219/0072—Organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B60/00—Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries
    • C40B60/14—Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries for creating libraries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00465—Separating and mixing arrangements
    • G01N2035/00495—Centrifuges
    • G01N2035/00504—Centrifuges combined with carousels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/028—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations having reaction cells in the form of microtitration plates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/11—Automated chemical analysis
    • Y10T436/111666—Utilizing a centrifuge or compartmented rotor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/25125—Digestion or removing interfering materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/25375—Liberation or purification of sample or separation of material from a sample [e.g., filtering, centrifuging, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Způsob separace fází při organické syntéze na pevné fázi zahrnuje následující kroky: (a) pole reakčních nádobek, kde tyto nádobky obsahují kaši pevné fáze nosiče v kapalině, se umístí na obvodu rotoru centrifugy v nakloněné poloze v úhlu náklonu, který není větší než 22.degree. náklonu vzhledem k ose otáčení; a (b) rotor centrifugy se otáčí takovou rychlostí, že částice pevné fáze sedimentují v "kapsách" (2) nádobek, ze kterých materiál nemůže být centrifugační silou odstraněn, a přebytek objemu "kapes" (2) kapalné fáze se z horní části nádobek při otáčení vytlačí. Zařízení zahrnuje centrifugu, pole reakčních nádobek, např. mikrotitrační destičku s jamkami s rovným okrajem (1) a držák, upravený pro připevnění mikrotitrační destičky k rotoru centrifugy.

Description

Způsob dělení kapalné a pevné fáze a zařízení k provádění tohoto způsobu
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká oboru zařízení a způsobů pro chemickou syntézu. Předkládaný vynález se týká zvláště jednoduchého a účinného zařízení a způsobu pro dělení pevné a kapalné fáze s vysokou výkonností pro syntézu na pevné fázi. Předkládaný vynález je použitelný zvláště pro kombinační syntézu organických molekul s vysokým počtem vzorků, ať už jako část automatizovaného, nebo manuálního postupu.
Dosavadní stav techniky
Syntéza organických molekul na pevné fázi je jednou z použitelných metod pro přípravu knihoven a rozsáhlých skupin nebo polí sloučenin, které se v současnosti používají pro systematické prozkoumávání s cílem nalézt nová léčiva nebo farmaceuticky nejvýhodnější sloučeniny, tj. látky, které mají příslušnou farmaceuticky zajímavou biologickou účinnost a které mohou sloužit jako východisko pro volbu a syntézu složky léčiva, které má navíc ke konkrétní požadované biologické účinnosti farmakologické a toxikologické vlastnosti vhodné pro podávání zvířatům včetně lidí. Manuální syntéza vyžaduje opakování několika relativně jednoduchých operací přidávání činidel, inkubace a separace pevné a kapalné fáze a odstranění kapalin. Tento charakter syntézy způsobuje její vhodnost pro automatické provádění. Několik návrhů automatických přístrojů pro kombinační syntézu se již v patentové a nepatentové literatuře objevilo. Konstrukce založené na specializovaných reaktorech propojených trvale nebo po omezenou dobu se zásobníky pro uchovávání reagencií mají silně omezenou průchodnost vzorků. Produktivitu automatizovaných přístrojů je možno dramaticky zlepšit použitím reakčních nádobek pro jednorázové použití (jako jsou multititrační destičky nebo pole zkumavek (test tube arrays), do kterých se přidávají reakční činidla pipetováním nebo přímým dávkováním ze zásobníků. Optimálním prostředkem pro skladování je zařízení typu injekční stříkačky z inertního materiálu vůči chemickým reagenciím, tzn. například skleněná stříkačka, které umožňuje skladování roztoků bez jejich vystavení atmosféře a současně má funkci dávkovacího zařízení, viz patentová přihláška US 08/815 975.
Příkladem kombinačního protokolu syntézy na pevné fázi je protokol pro syntézu peptidů navázaných na polymerní pryskyřici, který se provádí podle publikací Lam a další, 1991, A new type of synthetic peptide library for identifying ligand-binding activity, Nátuře 354: 82-84; patentu US 5 510 240, Lam a další, Method of screenint a peptide library; Lam a další, 1994, Selective technology: Bead-binding screening. Methods: A Companion to Methods in Enzymology 6: 372-380. Dalším příkladem protokolu je protokol pro syntézu benzodiazepinových skupin, který se provádí podle článku Bunin a další, 1992, A generál and expedient method for the solid phase synthesis of 1,4-benzodiazepme derivatives, J. Amer. Chem. Soc., 114: 10997-10998; patentu US 5 288 514, Ellman, s názvem Solid phase and combinatorial synthesis of benzodiazepine compounds on a solid support. Je také možno použít protokoly pro navazování N-substituovaných glycidů za vytvoření peptoidů, viz např. Simon a další 1992, Peptoids: A modular approach to drug discovery, Proč. Nati. Acad. Sci. USA, 89:9367-9371; Zuckermann a další, 1992, Effícient method for the preparation of peptoids [oligo(N-substituted glycines)] by submonomer solidphase synthesis. J, Amer, Chem. Soc., 114: 10646—10647; WOPCT 94/06,451, Moos a další, s názvem Synthesis of N-substituted poyamide monomers, useful as solfvents, additives for food, enzyme inhibitors, atd. Přístupy pro syntézu malých molekulárních knihoven byly nedávno popsány v souhrnném článku, například Krchňák a Lebl, 1996, Synthetic library techniques: Subjective (biased and generic) thoughts and views, Molecular Diversity, 1: 1993-216; Ellman, 1996, Design, synthesis, and evaluation of small-molecule libraries, Account. Chem. Res., 29132-143; Armstrong a další, 1966, Multiple-component condansation strategies for combinatorial library synthesis, Account. Chem. Res., 29: 123-131; Fruchtel a další, 1966,
-1 CZ 295859 B6
Organic chemistry on solid supports, Angew, Chem. Int. Ed., 35: 17-42; Thompson a další, 1966, Synthesis and application of smáli molecular Libraries, Chem. Rev.,, 96: 555-600; Rinnova a další, 1966, Molecular diversity and libraries of structures: Synthesis and screening, Collect, Czech, Chem. Commun., 61: 171-231; Hermkens a další, 1966, Solid-phase organic reactions: A review of the recent literatuře, Tetrahedron, 52: 4527-4554. Příklady stavebních bloků a reakčních činidel jsou aminokyseliny, další organické kyseliny, aldehydy, alkoholy atd., stejně jako bifunkční sloučeniny jako látky uvedené v Krchňák a Lebl, 1966, Synthetic library techniques: Subjective (biased and generic) thoughts and views, Molecular Diversity, 2: 193-216.
Odstraňování kapaliny z reakční nádobky (reaktoru) je obvykle doprovázeno filtrací přes filtrační materiál. Nevýhodou tohoto způsobu je možné ucpání filtru, což vede k extrémně pomalému odstraňování kapaliny, nebo kontaminace sousedících částí reaktoru. Alternativní způsob založený na odstraňování kapaliny odsáváním z povrchu nad usazenou pevnou fází je omezen v důsledku neúplného odstranění kapaliny z reakčního objemu, viz patentová přihláška US 08/815 975.
Předkládaná přihláška představuje zlepšení proti patentům US 5 202 418, US 5 338 831 a US 5 342 582, které popisují uložení pryskyřice v balíčcích z polypropylenového síta a odstraňování kapaliny otvory v těchto balíčcích (tento způsob je tedy v podstatě filtrace) nebo odstraňování kapaliny z kousků porézního materiálu podobného textilu centrifugách
Odstraňování kapaliny centrifugací bylo popisováno a je předmětem několika publikací (viz kniha „Aspects of the Merrified Peptide Synthesis“, Christian Birr v řadě publikací Reactivity and Structure Concepts in Organic Chemistry, díl 8., K. Hafner, J. M. Lehn, C. W. Rees, P. von Rague Schleyer, B. M. Trošt, R. Zahradník, vyd. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1978, a německá patentová přihláška DE P 20 17351.7, DE G. 70 13256.8, 1970. Tyto dokumenty popisují použití centrifugace pro odstraňování kapaliny z kaše částic pevné fáze v soustředné nádobě opatřené na obvodu filtračním materiálem otáčející se kolem své osy.
Žádný z dokumentů podle dosavadního stavu techniky nepředpokládá odstraňování kapaliny vytvořením „kapes“, ze kterých nemůže být materiál odstraněn centrifugační silou.
Stále zůstává potřeba jednoduchého účinného prostředku oddělení kapalné a pevné fáze při syntéze organických molekul na pevné fázi, zvláště způsobu, který lze přizpůsobit použití jako součásti automatizovaných způsobů této syntézy.
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález je založen na objemu jednoduchého a účinného způsobu oddělování kapalné a pevné fáze, například odstraňování kapaliny z nosičů na pevné fázi používané pro organické syntézy na pevné fázi.
V jednom provedení předkládaného vynálezu využívá protokol organické syntézy na pevné fázi široce dostupných polí reakčních nádobek pro jedno použití jako jsou destičky mikrotitračního typu (viz obr. IA).
V alternativním provedení vynálezu využívá protokol syntézu nádobky s okrajem vyčnívajícím dovnitř (obr. IB) otáčející se kolem své osy pro vytvoření „kapsy“, ve které se udrží pevný materiál. Podle předkládaného vynálezu však může být při způsobu podle vynálezu umístěna jakákoliv nádobka nebo pole nádobek nebo větší množství polí nádobek v nakloněné poloze na obvodu centrifugy.
Způsob podle vynálezu pro oddělování kapalné fáze od pevné fáze v průběhu procesu organické syntézy na pevné fázi zahrnuje následující kroky:
-2CZ 295859 B6 (a) pole reakčních nádobek, kde tyto nádobky obsahují kaši pevné fáze nosiče v kapalině, se umístí na obvodu rotoru centrifugy v nakloněné poloze v úhlu náklonu, který není větší než 22° náklonu vzhledem k ose otáčení; a (b) rotor centrifugy se otáčí takovou rychlostí, že částice pevné fáze sedimentují v „kapsách“ nádobek, ze kterých materiál nemůže být centrifugační silou odstraněn, a přebytek objemu „kapes“ kapalné fáze se z horní části nádobek při otáčení vytlačí.
Objem „kapsy“ je určován: (i) stupněm naklonění, (ii) rychlostí otáčení a (iii) vzdáleností konkrétní reakční nádobky od osy otáčení. Příslušná kombinace těchto faktorů určuje objem zbytkové kapaliny v kaši zachycené v kapse a proto úplnost odstranění kapaliny. Pokud se však požaduje, aby všechny reakční nádobky v uspořádání reakčního bloku obsahujícím větší množství nádobek (jako je mikrotitrační destička) byly zbaveny kapaliny ve stejné míře, je důležité, aby úhel povrchu kapaliny v „kapse“ reakčních nádobek při centrifugaci byl co nejblíže 90° vzhledem ke středu otáčení. V situaci jediné částice v každé z jamek (u mikrojamkových destiček, objem 0,05 až 2 μΐ) nebo v případě použití makrokuliček v obyčejné nádobce o objemu 20 až 250 μΐ již nepatrný nebo žádný náklon úspěšně zadrží kuličky v jamkách - není zde žádný vektor síly vytlačující kuličky z kapsy, a navíc částečná deformace plastické kuličky způsobená centrifugační silou zabrání volnému kutálení jinak kulovitých částic.
V jednom provedení se kapalná fáze shromažďuje na stěně centrifugy. V alternativním provedení se kapalná fáze shromažďuje v Jímacím prostoru“ nebo v řadě Jímacích prostorů“ (viz např. obr. 3 a 4).
Zařízení podle vynálezu zahrnuje držák upravený pro přichycení reakční nádobky nebo pole reakčních nádobek, například mikrotitrační destičky, k rotoru centrifugy, kde uvedený držák obsahuje jednu nebo více prohlubní nebo drážek označovaných jako Jímací prostory“ umístěných podél jedné strany uvedeného držáku, kde uvedené jímací prostory mají dostatečný objem pro shromáždění a zachycení veškeré kapaliny vytlačené z reakčních nádobek, například jamek mikrotitrační destičky, při otáčení držák a připojených reakčních nádobek rotorem centrifugy. Podle vynálezu může držák obsahovat jedinou nebo jednotlivou mikrotitrační destičku nebo větší množství mikrotitračních destiček, přičemž každá destička obsahuje pole nádobek. Na rotor centrifugy může být připevněn jeden nebo více těchto držáků.
V dalším provedení je zařízením podle předkládaného vynálezu automatický integrovaný přístroj nebo systém pro chemickou syntézu na pevné fázi, který zahrnuje:
(a) centrifugu, ve které je možno otáčet polem reakčních nádobek vhodným pro organickou syntézu na pevné fázi v nakloněné nebo nenakloněné poloze;
(b) zařízení pro distribuci kapaliny; a (c) zařízení pro vykonávání programu instrukcí pro přidávání kapalné fáze do nádobek a odstraňování kapalné fáze z reakčních nádobek centrifugaci podle uvedeného programu.
Příklady provedení vynálezu
Pro objasnění popisu, avšak nikoli pro omezení, se zde uvádí podrobný popis předkládaného vynálezu ve vztahu k obrázkům, které ilustrují výhodná provedení jednotlivých prvků předkládaného vynálezu. Tento vynález však zahrnuje alternativní provedení těchto prvků, které vykonávají podobné funkce podobným způsobem, která budou zřejmá z poskytnutého popisu odborníkovi v oboru.
-3 CZ 295859 B6
Na úvod je možno říci, že protokoly kombinační chemické syntézy předepisují postupné přidávání stavebních bloků po jednotlivých krocích k meziproduktu a/nebo částečně syntetizovaným sloučeninám jako meziproduktům, aby se dosáhlo syntézy konečné sloučeniny.
Při syntéze na pevné fázi jsou konečné sloučeniny syntetizovány v navázaném stavu na nosiče v pevné fázi, které umožňují použití jednoduchých mechanických prostředků pro oddělení částečně syntetizované sloučeniny jako meziproduktu ve fázi mezi jednotlivýmikroky syntézy. Mezi typické nosiče v pevné fázi patří kuličky včetně mikrokuliček o průměru 30 pm až 300 pm, které jsou opatřeny funkčními skupinami pro umožnění kovalentní vazby sloučenin jako meziproduktů nebo konečných sloučenin a jsou vyrobeny například z různých druhů skla, plastických hmot nebo pryskyřic. Kombinační syntéza v pevné fázi typicky probíhá v následujících krocích.
V prvním kroku se do reakčních nádobek vloží nosič ve formě pevné fáze, typicky kaše kuliček opatřených funkčními skupinami, suspendovaných v rozpouštědle. Tyto kuličky jsou předem ošetřeny inkubací ve vhodném rozpouštědle a na tyto kuličky s navázanými funkčními skupinami se nejprve kovalentně naváže skupina stavebních bloků nebo skupina vazebných skupin. Potom se provádí postupné přidávání většího množství stavebních bloků, přičemž všechny tyto kroky zahrnují opakované provádění následujících částečných kroků v takové sekvenci, která umožňuje syntetizovat požadovanou sloučeninu.
Nejprve se do reakčních nádobek přidá dostatečné množství roztoku s obsahem části stavebního bloku zvolené pro přidávání přesným způsobem tak, že části stavebního bloku je přítomna v molámím nadbytku vzhledem k meziproduktu. Reakce se zahajuje a posunuje vpřed aktivačními činidly a jinými činidly a rozpouštědly, která se rovněž přidávají do reakční nádobky. Reakční nádobka se potom inkubuje při řízené teplotě po dostatečnou dobu pro v podstatě úplné ukončení adiční reakce stavebního bloku nebo prováděné transformace, typicky mezi 5 minutami a 24 hodinami. V průběhu této inkubace může být v případě potřeby reakční nádobka čas od času slabě nebo silněji promíchána. V posledním částečném kroku přidání stavebního bloku se reakční nádobka obsahující nosič ve formě pevné fáze s navázaným meziproduktem připraví pro navázání dalšího stavebního bloku odstraněním reakční kapaliny a důkladným promytím a novým kondicionováním pevné fáze nosiče. Promývání typicky zahrnuje tři až sedm cyklů přidávání a odstraňování promývacího rozpouštědla. V průběhu kroků přidávání je možno do jedné reakční nádobky přidat více stavebních bloků pro syntézu směsi meziproduktů navázaných na jednu pevnou fázi nosiče, nebo mohou být alternativně kombinovány a rozděleny obsahy jednotlivých reakčních nádobek s cílem získat více sloučenin v jedné reakční nádobce, přičemž na každou mikrokuličku je navázána pouze jediná konečná sloučenina. Po uskutečnění požadovaného počtu kroků přidávání stavebních bloků je konečná sloučenina v reakční nádobce přítomna navázaná na nosič v pevné fázi. Konečné sloučeniny je možno používat buď přímo navázané na syntetické nosiče, nebo mohou být alternativně z nosičů odštěpeny a extrahovány do kapalné fáze.
Způsob dělení
Způsob podle vynálezu pro oddělování kapalné fáze od pevné fáze v průběhu procesu organické syntézy na pevné fázi zahrnuje následující kroky:
(a) pole reakčních nádobek, kde tyto nádobky obsahují kaši pevné fáze nosiče v kapalině, se umístí na obvodu rotoru centrifugy v nakloněné poloze v úhlu náklonu, který není větší než 22° náklonu vzhledem k ose otáčení; a (b) rotor centrifugy se otáčí takovou rychlostí, že částice pevné fáze sedimentují v „kapsách“ nádobek, za kterých materiál nemůže být centrifugační silou odstraněn, a přebytek objemu „kapes“ kapalné fáze se z horní části nádobek při otáčení vytlačí.
V takové situaci, kdy je na obvodu rotoru centrifugy umístěna pouze jedna řada nádobek, poměr centrifugační síly proti gravitaci určuje objem „kapsy“ použité pro separaci pevné a kapalné fáze u všech nádobek a je možno úspěšně použít velmi nízkého poměru (jako 1:1).
-4CZ 295859 B6
V jednom provedení vynálezu se rotor otáčí takovou rychlostí, že centrifugační síla ve vzdálenosti od středu odpovídající reakčním nádobkám nejbližším ose otáčení je podstatně vyšší než gravitační síla a částice pevné fáze sedímentují v „kapse“ nádobek a kapalná fáze se z nádobek vytlačí. Objem „kapsy“ je určován: (i) stupněm naklonění, (ii) rychlostí otáčení a (iii) vzdáleností konkrétní reakční nádobky od osy otáčení. Příslušná kombinace těchto faktorů určuje objem zbytkové kapaliny v kaši zachycené v kapse a proto úplnost odstranění kapaliny. Pokud se však požaduje, aby všechny reakční nádobky v uspořádání reakčního bloku obsahujícím větší množství nádobek (jako je mikrotitrační destička) byly zbaveny kapaliny ve stejné míře, je důležité, aby úhel povrchu kapaliny v „kapse“ reakčních nádobek při centrifugaci byl co nejblíže 90° vzhledem ke středu otáčení. V situaci jediné částice v každé z jamek (u mikrojamkových destiček, objem 0,05 až 2 μΐ) nebo v případě použití makrokuliček v obyčejné nádobce o objemu 20 až 250 μΐ již nepatrný nebo žádný náklon úspěšně zadrží kuličky v jamkách - není zde žádný vektor síly vytlačující kuličky z kapsy, a navíc částečná deformace plastické kuličky způsobená centrifugační silou zabrání volnému kutálení jinak kulovitých částic.
Jak se v předkládané přihlášce používá, termín „podstatně vyšší než gravitační síla“ má znamenat, že tato síla je alespoň přibližně 5 až 300 x g, s výhodou přibližně 10 až 300 x g. Jinými slovy, centrifuga se otáčí takovou rychlostí, že poměr centrifugační síly ke gravitaci, tj. relativní centrifugační síla (RCF) je alespoň 500 až 300, s výhodou přibližně 10 až 300 a výhodněji přibližně 100 až 300 x g.
RCF může být vypočtena podle následující rovnice
RCF = 0,000018 xrxN2 kde r je poměrem otáčení v centimetrech a N je rychlost otáčení v otáčkách za minutu (rpm).
Jestliže je například r 17 cm a rotor se otáčí rychlostí 350 ot/min, relativní centrifugační sílaje 23 x vyšší než gravitace (g). Jestliže je r 23 cm a rotor se otáčí stejnou rychlostí, RCF je 31,5 x g.
Jestliže jsou jednotlivé nádobky umístěny v různých vzdálenostech od středu otáčení, jsou potřebné hodnoty RCF podstatně vyšší než 1. Pro dosažení stejnoměrné distribuce kapaliny ve všech nádobkách je důležité odstranit ze všech nádobek co možno největší množství kapalné fáze. Teoretická hodnota úhlu povrchu kapaliny dosažitelná v centrifuze proti kapalině ve volně ležícím stavuje 90°. To vyžaduje hodnotu výše uvedeného poměru (RCF) dosahující nekonečna. Pro praktické důvody může být přijatelný rozdíl mezi 89° (poměr 100:1) nebo 85° (poměr 18:1). Přijatelnost této hodnoty závisí na stupni sklonění určujícím absolutní hodnotu objemu „kapsy“. Čím vyšší je sklonění, tím vyšší je objem „kapsy“ a tím větší je tolerance vůči různým rychlostem otáčení v různých poloměrech. Maximální možná hodnota náklonu v případě „pevného náklonu“ centrifug je 45°, avšak tento náklon je zcela nepraktický, protože maximální objem kapaliny v jamce je roven objemu teoretické „kapsy“. Vyšší náklon je možný v případě centrifug s „dynamicky nastavitelným náklonem“ (centrifugy, ve kterých je destička v klidu v horizontálním stavu a při rotaci se vykývne do omezené polohy). Ve výše uvedeném příkladu je úhel hladiny kapaliny v kapse 86,1° pro „vnitřní jamky“ proti 87,25° pro „vnější“ jamky.
Podle jednoho provedení způsobu podle vynálezu, jestliže se jako reakční nádobky použijí jedno nebo více polí normálních jamek v mikrotitrační destičce se rotor centrifugy otáčí takovou rychlostí, že centrifugační síla na poloměru jamek nejbližším k ose otáčení je přibližně 5 až 300 x g, s výhodou přibližně 10 až 300 x g a nej výhodněji přibližně 100 až 300 x g; a úhel náklonu destičky je přibližně 1 až 45, s výhodou 5 až 20 a nejvýhodněji 5 až 15°.
Podle dalšího provedení předkládaného vynálezu, jestliže se jako reakční nádobek použije jedno nebo více polí mikrojamek v mikrotitrační destičce, rotor centrifugy se otáčí takovou rychlostí, že centrifugační síla v poloměru jamek nejbližším ose otáčení je přibližně 5 až 300 x g, s výhodou přibližně 10 až 300 x g a výhodněji přibližně 100 až 300 x g a úhel náklonu destičky je přibližně
-5CZ 295859 B6 až 25, s výhodou 0 až 10 a výhodněji 0 až 2°. V jednom provedení se kapalná fáze shromažďuje na stěně centrifugy. V alternativním provedení se kapalná fáze jímá v jímacím prostoru“ 5 nebo řadě jímacích prostorů“, viz obecně obr. 3 a 4, kde jsou ukázány jímací prostory 5.
Jak je uvedeno výše, při způsobu podle předkládaného vynálezu může být použita jediná reakční nádobka, jediná mikrotitrační destička nebo větší počet mikrotitračních destiček. Pouze pro snadnější vysvětlení a aniž by si autoři přáli být vázáni teorií se popis dále týká použití mikrotitrační destičky jako podle reakčních nádobek. To nemá v žádném případě způsob podle vynálezu omezit. Kaše nosiče pevné fáze se rozplní do jamek standardní, například polypropylenové mikrotitrační destičky buď ručně, například vícekanálovým pipetováním nesedimentující (izopyknické) suspenze, nebo automaticky, například použitím přístroje popsaného v patentové přihlášce US 08/815 975 (viz část 5.3.3 „Fluoid Slurry Dispensing Means“ na str. 58 - 63, zařazeno odkazem). V případě izopyknických suspenzí se pro umožnění sedimentace pevné fáze nosiče, například kuliček, přidá rozpouštědlo s nízkou hustotou. Mikrotitrační destička se potom umístí na obvodu rotoru centrifugy v nakloněné poloze. Náklon pro standardní mikrotitrační destičku, ve které každá jamka obsahuje přibližně 5 mg nabobtnalé polymemí pryskyřice (kuličky pevné fáze) není přibližně větší než 9° náklonu směrem ke středu otáčení.
Mikrotitrační destička je k rotoru upevněna jakýmkoli prostředkem vhodným pro udržení mikrotitrační destičky ve správném úhlu náklonu v průběhu centrifugace, viz část „Zařízení“ dále, kde jsou popsána ilustrativní provedení držáků apod., které mohou být použity pro připevnění mikrotitrační destičky nebo pole nebo většího množství mikrotitračních destiček krotoru centrifugy.
Nejlepší způsob jak nalézt optimální množství pevného nosiče pro konkrétní typ mikrotitrační destičky, typ pevného nosiče a úhel náklonu je experiment, při kterém se jamky na destičce naplní větším množstvím pryskyřice (přibližně 10 mg) a pryskyřice se suspenduje v kapalné fázi a několikrát centrifuguje. Zbytková hmotnost pryskyřice v jednotlivých jamkách se potom stanoví buď přímo (vážením), nebo nepřímo (kvantitativní stanovení sloučeniny navázané na pryskyřici se známou kapacitou).
Mikrotitrační destička nebo pole mikrotitračních destiček se potom otáčí při takové rychlosti, že pevná fáze nosiče sedimentuje v „kapse“ skloněné mikrotitrační destičky. Podle jednoho provedení se centrifuga otáčí takovou rychlostí, při které centrifugační síla na poloměru odpovídajícím jamkám nejbližším k ose otáčení je podstatně vyšší než gravitační síla, jak je uvedeno výše. Při této rychlosti sedimentuje pevná fáze nosiče v jamkách v „kapse“ vytvořené nakloněnou mikrotitrační destičkou.
Pro dosažení stejné velikosti kapes se mikrotitrační destička s výhodou umisťuje na obvodu rotoru, který má takový poloměr, kteiý je alespoň trojnásobek šířky mikrotitrační destičky, protože rozdíl centrifugační síly v jamkách umístěných na kratším poloměru proti síle v jamkách na delším poloměru (tj. rozdíl v síle na vnitřních a vnějších jamkách) bude výhodně malý. Objem kapaliny větší než objem „kapsy“ se z jamky vytlačí a postupuje po dráze určené součtem centrifugační a gravitační síly a je shromažďován na stěnách centrifugy. Alternativně se vytlačená kapalina jímá v jednom nebo více jímacích prostorech (viz např. obr. 3 až 4).
Jeden promývací roztok nebo více promývacích roztoků pro kombinační proces organické syntézy se dodávají vícekanálovým distribučním zařízením umístěným nad mikrotitrační destičkou nebo na poli mikrotitračních destiček. Nejvýhodnější uspořádání centrifugy je rotor přímo spřažený s krokovým motorem, který je možno přesně řídit počítačem, a který může umístit mikrotitrační destičku nebo pole mikrotitračních destiček pod příslušnou dodávací hlavici podle potřeby.
Jedno provedení způsobu/zařízení podle vynálezu pro použití s automatizovaným systémem je znázorněno na obr. 9 (A-C). Kruhová centrifugační deska skloněná směrem ke středu je opatřená osmi kolíky (obr. 9C), pod které je možno zasunout mikrotitrační destičku. Vnější okraj centrifugační destičky slouží jako omezení polohy mikrotitrační destičky. Alternativně lze mikrotitrační
-6CZ 295859 B6 destičky umístit ve výkyvném držáku, který může být nakloněn a/nebo uvolňován pro plný výkyv - v tomto případě se kapalina udržuje uvnitř jamek mikrotitrační destičky a nedostane se ven, i když se použije vakuum. Tato poloha může být použita pro sušení obsahu destičky nebo pro přesunutí pevného materiálu ze stran jamky po centrifugaci v nakloněné poloze na dno jamky. Toto alternativní umístění se zde označuje jako centrifugace ve „vykývnutém“ modu.
Jak bude odborníkům v oboru zřejmé, jakákoliv nádobka, pole nádobek nebo větší množství polí nádobek, které mohou být umístěny v nakloněné poloze na obvodu centrifugy, mohou být použity způsobem podle předkládaného vynálezu pro vytvoření „kapsy“ při centrifugaci, ve které se může zachytit pevná fáze a ze které může být vytlačena kapalina.
Jak je uvedeno výše, pole reakčních nádobek použitelná v jednom provedení způsobu podle předkládaného vynálezu zahrnují různé komerčně dostupné destičky mikrotitračního typu (nebo jejich větší množství), které obsahují pole jamek. Příklady těchto komerčně dostupných destiček jsou standardní mikrotitrační destičky s vnějšími rozměry 85 x 130 mm s pravoúhle uspořádaným polem 96, 384 nebo více jamek. V tomto provedení mohou být použity normální mikrotitrační destičky nebo destičky s hlubokými jamkami vyrobené z materiálu odolného proti rozpouštědlům.
Po připevnění na rotor centrifugy se mikrotitrační destička nakloní nastavením otáčeného čepu desky držáku.
Uhel náklonu závisí na množství pevného nosiče v každé jamce. Optimální náklon je takový, že v jamce zůstane pouze nabobtnalá pevná látka a v podstatě všechna kapalina se vytlačí. V jednom provedení způsobu se po zastavení rotace výkyvná deska držáku vráží zpět do vodorovné polohy a mikrotitrační destička se umístí (otáčí se rotorem) pod vícekanálové zařízení pro dodávání kapaliny. Přidá se promývací rozpouštědlo, uvolní se mechanismus omezující náklon a destičky se otáčí vysokou rychlostí pro zajištění přesunu pevné fáze z „kapsy“ ke dnu každé jamky mikrotitrační destičky.
Při alternativním provedení se mechanismus omezující náklon neuvolní a rotor se otáčí takovou rychlostí, při které kapalná fáze právě dosáhne okraje jamky a tím smočí veškerý pevný nosič v „kapse“. Tato rychlost může být experimentálně určena pomalým zvyšováním centrifugační rychlosti při sledování hladiny kapaliny pozorováním ve stroboskopickém osvětlení synchronizovaném s rychlostí otáčení. Mikrotitrační destičky se popřípadě míchají kolísáním mezi pomalým otáčením a otáčením při rychlosti blízké, avšak nedosahují „nejvyšší možné lychlosti, při které ještě kapalina nevytéká“ (HASSNSL) nebo rychlým přepínáním krokového motoru tam a zpět. Po třepání se udržuje omezení náklonu a destičky se otáčení vysokou rychlostí.
Celý způsob se opakuje tolikrát, kolikrát je zapotřebí. V případě vícevrstvého uspořádání (viz např. obr. 5A a B) nebo pole mikrotitrační destiček se vloží vícekanálové rozplňovací zařízení jednotlivě do každé vrstvy mikrotitrační destičky a kapalina se dodává v několika stupních, alternativně může být použit vícevrstevný dodávací systém. Po posledním promytí může být mikrotitrační destička centrifugována ve vakuu pro odstranění posledních podílů promývacího rozpouštědla. Po zastavení a správném umístění stavebních bloků může být dodávána kapalina do v tomto okamžiku paralelně umístěných nebo stále ještě nakloněných mikrotitračních destiček pipetováním ze zásobních roztoků, přímým dávkováním ze stříkaček použitých pro uchovávání stavebních bloků nebo systémy ink-jet. Destičky mohou být potom uzavřeny buď vhodným plochým materiálem (plochý silikonový kaučuk potažený teflonem) přitlačovaným proti destičkám ve formě komplementárního „krycího rotoru“ (viz obr. 7A a B), nebo použitím víček na jednotlivé destičky ve tvaru kuliček z inertního materiálu (teflon), která je možno používat v různě se měnících polích (viz např. patentová přihláška US 08/815 975, 5.2.2 „Microtiter-Style Reaction Vessels“ na str. 30-34, která je zařazena odkazem. Uzavřené mikrotitrační destičky mohou být potom umístěny na třepačku nebo do sušárny pro inkubaci při vyšší teplotě. Celá operace promývání a přidávání stavebních bloků může být prováděna v centrifuze úplně uzavřené a naplněné inertní atmosférou, čímž se umožní provádění reakcí s vysokou citlivostí na vzduch nebo vlhkost.
-7CZ 295859 B6
Zařízení
Zařízení podle předkládaného vynálezu zahrnuje držák upravený pro připevnění mikrotitrační destičky k rotoru centrifugy v nakloněné poloze v úhlu náklonu, který není větší než 22° náklonu vzhledem k ose otáčení, kde uvedený držák obsahuje jednu nebo více prohlubní nebo drážek označovaných jako jímací prostory 5 s dostatečným objemem pro zachycení a udržení veškeré kapaliny 4 vytlačené z jamek mikrotitrační destičky při otáčení držáku a připevněné mikrotitrační destičky rotorem centrifugy.
Držák nebo držáky mohou buď držet jednu, nebo více mikrotitračních destiček v pevné nakloněné poloze nebo v poloze, ve které může být podle potřeby měněn náklon. Držáky upravené pro připevnění mikrotitrační destičky k rotoru centrifugy mohou na sobě mít nebo mohou obsahovat řadu jímacích prostorů 5 pro jímání a zachycování kapaliny vytlačované z nádobek při centrifugaci, viz např. obr. 3A, B, E, F a obr. 4, na kterých jsou tyto jímací prostory 5 ukázány. Držák (držáky) ilustrované např. na obr. 3E obsahují jednu nebo více prohlubní nebo zářezů označovaných jako Jímací prostory“ s dostatečným objemem pro jímání a zachycování jakékoliv kapaliny vytlačené z jamek mikrotitrační destičky nebo destiček, jestliže se držák a připevněná mikrotitrační destička otáčejí rotorem centrifugy.
V alternativním provedení držák jímací prostory neobsahuje. V této poslední situaci se vytlačená kapalina ukládá na stěnách centrifugy. Jak je uvedeno výše (viz obr. 3A - 3F), k rotoru centrifugy může být pomocí držáku připevněna jedna vrstva mikrotitračních destiček. Umístění jednotlivých mikrotitračních destiček na obvod centrifugy má výhodu v jednoduchém propojení s automatickými přístroji pro rozplňování kapalin (dodávaných firmami jak oje Paskard Canberra Tecan, Hamilton a další).
Obr. 6 (A - C) ilustruje integrované zařízení, ve kterém je přístroj pro rozplňování kapalin umístěn na horní části centrifugačního syntezátoru. Integrované zařízení je použitelné jako „centrifugační syntezátor“ pro procesy syntézy na pevné fázi.
Podle alternativního provedení může být k rotoru centrifugy připevněno pomocí držáku i vícevrstevné pole mikrotitračních destiček. Pro držení vícevrstevného pole nebo polí mikrotitračních destiček na rotoru může být použito jakýchkoli vhodných prostředků.
Obr. 5 (A - D) ilustruje umístění většího počtu mikrotitračních destiček v pouzdrech, ve kterých může být každá mikrotitrační destička zasunuta pomocí „kolejniček“ do polohy uvnitř pouzdra připojeného k rotoru centrifugy v nakloněné poloze. Jak je ukázáno, čtyři mikrotitrační destičky mohou být umístěny ve čtyřech pouzdrech, čímž se umístí 16 mikrotitračních destiček v nakloněné poloze na rotoru.
Obr. 5A a B ukazují rotor centrifugy se čtyřmi uzavřenými krabicemi (pouzdra 7), která mohou vždy obsahovat čtyři destičky. Uzavření krabic se provede snímání zachycovací stěnou 8 s dutou „patkou“ 9, ve které zůstane kapalina odstraněná v průběhu centrifugace. Obr. 5C ukazuje čtyři desky v krabici a 5D ukazuje náklon desky.
Obr. 9 (A - C) ukazují centrifugu postavenou podle předkládaného vynálezu jako zařízení pro syntézu na pevné fázi založenou na centrifugaci. Součástí systému je 96 kanálový systém pro distribuci kapaliny. Obr. 9A ukazuje centrifugu použitelnou jako syntezátor na pevné fázi, ve kterém se centrifugují nakloněné destičky. Tato centrifuga má rotor o průměru 25 cm, na jehož obvodu je umístěno osm mikrotitračních destiček s trvalým náklonem 9°. Součástí centrifugy je 96 kanálový distributor kapalin, který může dodávat rozpouštědlo nebo rotor činidla ze šesti různých lahví na destičku umístěnou pod jehlami distributoru. Obr. 9B ukazuje rotor centrifugy a obr. 9C ukazuje detail připojení mikrotitrační destičky k rotoru.
-8CZ 295859 B6
Použití
Způsoby a zařízení podle předkládaného vynálezu jsou s výhodou použitelné pro ruční nebo automatizovanou přípravu kombinačních knihoven nebo velkých polí různých sloučenin organickou syntézou na pevné fázi. Jak je odborníkům v oboru známo, tyto kombinační knihovny nebo velká pole mají četná použití, například jako výběr farmaceuticky nej výhodnějších sloučenin pro optimalizaci farmaceuticky nej výhodnějších sloučenin a pro identifikaci a/nebo izolaci léčiv použitelných ve farmacii. Způsoby a zařízení podle vynálezu pro dělení kapaliny od pevné fáze mohou být také s výhodou použity v analytické chemii, biochemii, systematickém prozkoumávání knihoven apod. Vynález je dále popsán na následujících ilustrativních příkladech, které však nemají v žádném případě omezovat rozsah vynálezu.
Přehled obrázků na výkresech
Předkládanému vynálezu je možno lépe porozumět použitím následujícího podrobeného popisu, příkladů, přiložených nároků a obrázků, na kterých
Obr. 1 (A - B) ukazují sedimentaci částic pevné fáze v „kapse“ 2 nádobek a vytlačování kapaliny dosažené způsobem podle vynálezu. Obr. 1A ukazuje cestu kapaliny odstraněné z nádobky jako je jamka mikrotitrační destičky v důsledku centrifugace. Rovný okraj 1 na horním konci každé jamky mikrotitrační destičky zabrání kapalině ve vstupu do jamky bližší k okraji centrifugační destičky - tato jamka je vyšší a okraj jamky je nakloněn ve směru ke dnu destičky. Velká šipka znázorňuje vektor, který je důsledkem centrifugační a gravitační síly. Menší tenká šipka ilustruje směr toku kapaliny odstraněné zreakčních nádobek. Obr. 1B ilustruje alternativní provedení vynálezu, při kterém má nádobka okraj obrácený dovnitř 1', kde otáčení způsobem podle vynálezu „vytvoří kapsu“ 2, ve které se zachytí částice pevné fáze. Levá část obr. 1B ilustruje pevnou fázi 3 a kapalnou fázi 4 v nádobce před centrifugací. Pravá část obr. 1B ukazuje kapsu 2 obsahující zachycenou pevnou fázi v průběhu otáčení (a odstranění kapaliny).
Obr. 2 (A - B) ukazují řadu provedení zařízení/způsobu separace podle předkládaného vynálezu s použitím jediné nebo jednotlivé reakční nádobky jamkového typu (obr. 2A); a provedení využívající vícejamkové destičky mikrotitračního typu nebo pole reakčních nádobek (obr. 2B). Jak je ukázáno v obr. 2A, pokračující centrifugace ve „vykývnuté“ poloze umožní po vytlačení kapaliny centrifugační silou přejít z kapsy 2 ke dnu nádobek.
Obr. 3 (A - F) ukazují řadu provedení prostředků pro přichycení jedné nebo většího počtu mikrotitračních destiček k rotoru centrifugy podle způsobu podle vynálezu. Obr. 3A ukazuje čtyři mikrotitrační destičky v jedné vrstvě připojené k rotoru centrifugy. Pružinou přitlačovaná boční stěna 6 napomáhá při bezpečném přidržování mikrotitračních destiček. Obr. 3B je zvětšené znázornění jedné z mikrotitračních destiček umístěných v obr. 3A. Dutý ,jímací prostor“ 5 na okraji držáků mikrotitračních destiček je na obr. rovněž znázorněn. Jímací prostor přijímá a zachycuje kapalnou fázi vytlačenou z mikrotitračních jamek při centrifugací. Obr. 3C a 3D ukazují různé způsoby připojení destiček k rotoru. Obr. 3C ukazuje zasunutí destičky do dvou kolejnic zevnitř (3C) a obr. 3D ukazuje její zaklapnutí proti postranní stěně 6 přitlačované pružinou. Obr. 3E a 3F ukazují dva prostředky pro připojení mikrotitračních destiček. Horní část obr. 3E ukazuje prostředek, ve kterém může postranní stěna 6 „zaklapnout“ mikrotitrační destičku do držáku. Dolní část obr. 3E ukazuje prostředek, ve kterém dvě paralelně uspořádané „vodicí kolejničky“ 10 podél postranních stěn udržují mikrotitrační destičky na místě držáku. Obr. 3F (horní a dolní část) je zvětšené znázornění držáků ukázaných v obr. 3E.
Obr. 4 je zvětšený půdorys mikrotitrační destičky připojené k rotoru ukázanému v obr. 3A. Je jasně viditelný jímací prostor (prostory), které shromažďují kapalné fázi vytlačenou z mikrotitračních destiček v průběhu centrifugace.
-9CZ 295859 B6
Obr. 5 (A - D) ukazují větší množství mikrotitračních destiček umístěných v obalu 7, který může držet několik destiček a který je používá pro připojení většího počtu mikrotitračních destiček k rotoru centrifugy způsobem podle vynálezu. Obr. 5A znázorňuje čtyři uzavřené obaly 7 umístěné na rotoru, kde každý z těchto obalů může držet čtyři mikrotitrační destičky nebo celkem 16 mikrotitračních destiček pro čtyři obaly ukázané na obrázku. Obr. 5B znázorňuje oddělenou stěnu držáku 8 s dutou „patkou“ 9, která může být použita pro uzavření obalu 7. Při centrifugaci se kapalina vytlačená z jamek mikrotitračních destiček shromažďuje v duté patce 9. Obr. 5C ukazuje čtyři mikrotitrační destičky umístěné v obalu 7. Obr. 5D ukazuje náklon mikrotitračních destiček v obalu.

Claims (5)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob oddělování kapalné fáze od pevné fáze, v y z n a č u j í c í se tím, že zahrnuje následující kroky:
    (a) pole reakčních nádobek, kde tyto nádobky obsahují kaši pevné fáze nosiče v kapalině, se umístí na obvodu rotoru centrifugy v nakloněné poloze v úhlu náklonu, který není větší než 22° náklonu vzhledem k ose otáčení; a (b) rotor centrifugy se otáčí takovou rychlostí, že částice pevné fáze sedím entují v „kapsách“ nádobek, ze kterých materiál nemůže být centrifugační silou odstraněn, a přebytek objemu „kapes“ kapalné fáze se z horní části nádobek při otáčení vytlačí.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že polem reakčních nádobek je mikrotitrační destička.
  3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že rotor centrifugy v kroku (b) se otáčí takovou rychlostí, při které centrifugační síla na poloměru odpovídajícím nádobkám umístěným nejblíže k ose otáčení je alespoň 5 až 300 x g, s výhodou 10 až 300 x g a výhodněji 100 až 300 x g.
  4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že rotor centrifugy v kroku (b) se otáčí takovou rychlostí, že centrifugační síla na poloměru odpovídajícím reakčním nádobkám umístěným nejblíže kose otáčení je alespoň 20 x g.
  5. 5. Zařízení pro dělení kapalné fáze od pevné fáze obsažené v jamkách mikrotitrační destičky způsobem podle některého z nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že zahrnuje držák upravený pro připevnění mikrotitrační destičky k rotoru centrifugy v nakloněné poloze v úhlu náklonu, který není větší než 22° náklonu vzhledem k ose otáčení, kde uvedený držák obsahuje jednu nebo více prohlubní nebo držák označovaných jako jímací prostory (5) s dostatečným objemem pro zachycení a udržení veškeré kapalné fáze (4) vytlačené z jamek mikrotitrační destičky při otáčení držáku a připevněné mikrotitrační destičky rotorem centrifugy.
CZ20001875A 1997-11-19 1998-11-17 Způsob dělení kapalné a pevné fáze a zařízení k provádění tohoto způsobu CZ295859B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/974,090 US6121054A (en) 1997-11-19 1997-11-19 Method for separation of liquid and solid phases for solid phase organic syntheses

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20001875A3 CZ20001875A3 (cs) 2000-12-13
CZ295859B6 true CZ295859B6 (cs) 2005-11-16

Family

ID=25521582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20001875A CZ295859B6 (cs) 1997-11-19 1998-11-17 Způsob dělení kapalné a pevné fáze a zařízení k provádění tohoto způsobu

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6121054A (cs)
EP (1) EP1032469B1 (cs)
JP (1) JP2001523550A (cs)
AT (1) ATE234149T1 (cs)
AU (1) AU751424B2 (cs)
CA (1) CA2309753C (cs)
CZ (1) CZ295859B6 (cs)
DE (1) DE69812154T2 (cs)
WO (1) WO1999025470A1 (cs)

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5976896A (en) * 1994-06-06 1999-11-02 Idexx Laboratories, Inc. Immunoassays in capillary tubes
US6274088B1 (en) * 1998-04-06 2001-08-14 Pharmacopeia, Inc. Methods and apparatus for high throughput plate to plate or plate to membrane transfer
US8337753B2 (en) 1998-05-01 2012-12-25 Gen-Probe Incorporated Temperature-controlled incubator having a receptacle mixing mechanism
ES2286750T3 (es) * 1998-05-01 2007-12-01 Gen-Probe Incorporated Dispositivo para agitar el contenido liquido de un contenedor.
CA2361223A1 (en) * 1999-01-29 2000-08-03 Illumina, Inc. Centrifuging apparatus and method for separation of liquid phases and organic synthesis
US6846460B1 (en) 1999-01-29 2005-01-25 Illumina, Inc. Apparatus and method for separation of liquid phases of different density and for fluorous phase organic syntheses
US7932213B2 (en) 1999-05-11 2011-04-26 President And Fellows Of Harvard College Small molecule printing
CA2394374A1 (en) * 1999-12-13 2001-06-14 Illumina, Inc. Oligonucleotide synthesizer
US7390459B2 (en) * 1999-12-13 2008-06-24 Illumina, Inc. Oligonucleotide synthesizer
AU2001247971A1 (en) * 2000-02-14 2001-08-27 Orchid Biosciences, Inc. Well plate holder
US6432365B1 (en) * 2000-04-14 2002-08-13 Discovery Partners International, Inc. System and method for dispensing solution to a multi-well container
US6824738B1 (en) 2000-04-14 2004-11-30 Discovery Partners International, Inc. System and method for treatment of samples on solid supports
US6720187B2 (en) * 2000-06-28 2004-04-13 3M Innovative Properties Company Multi-format sample processing devices
US6899810B1 (en) 2000-08-11 2005-05-31 Millipore Corporation Fluid filtering device
US6855553B1 (en) * 2000-10-02 2005-02-15 3M Innovative Properties Company Sample processing apparatus, methods and systems
US20030072689A1 (en) * 2001-08-15 2003-04-17 Third Wave Technologies, Inc. Polymer synthesizer
JP2004515481A (ja) 2000-12-06 2004-05-27 ファーマコア，インコーポレイテッド 固体支持体上の４級アミノ酸
US6890740B2 (en) * 2001-02-12 2005-05-10 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for biological material separation
GB0225631D0 (en) * 2002-07-05 2002-12-11 Aventis Pharma Inc Apparatus and method for use in solid phase chemical synthesis
MXPA05000047A (es) * 2002-07-05 2005-04-08 Aventis Pharma Inc Aparato y metodo para uso en sintesis quimica en fase solida.
WO2004065000A1 (en) 2003-01-21 2004-08-05 Illumina Inc. Chemical reaction monitor
US7632675B2 (en) * 2003-06-05 2009-12-15 Bioprocessors Corp. Apparatus and method for manipulating substrates
DE10338136A1 (de) * 2003-08-15 2005-03-24 European Molecular Biology Laboratory Zentrifuge und ein Träger zur Verwendung in einer Zentrifuge
US8022013B2 (en) 2003-08-29 2011-09-20 Illumina, Inc. Method of forming and using solid-phase support
US20050266432A1 (en) * 2004-02-26 2005-12-01 Illumina, Inc. Haplotype markers for diagnosing susceptibility to immunological conditions
DE102004012025C5 (de) * 2004-03-10 2012-04-05 Eppendorf Ag Laborzentrifuge mit Ausschwingbehältern
US20070027879A1 (en) * 2005-07-27 2007-02-01 Lexmark International, Inc. Systems and methods for managing multi-function device operation using containers and workflow objects
JP5055282B2 (ja) * 2005-09-14 2012-10-24 イルミナ インコーポレイテッド 連続的なポリマー合成器
US8315817B2 (en) 2007-01-26 2012-11-20 Illumina, Inc. Independently removable nucleic acid sequencing system and method
US12497656B2 (en) 2007-01-26 2025-12-16 Illumina, Inc. Independently removable nucleic acid sequencing system and method
EP2126766A2 (en) * 2007-01-26 2009-12-02 Illumina Inc. Image data efficient genetic sequencing method and system
CA3138078C (en) 2007-10-02 2024-02-13 Labrador Diagnostics Llc Modular point-of-care devices and uses thereof
EP2189218A1 (en) 2008-11-12 2010-05-26 F. Hoffmann-Roche AG Multiwell plate lid separation
WO2011026136A1 (en) 2009-08-31 2011-03-03 Life Technologies Corporation Low-volume sequencing system and method of use
EP2525905B1 (en) 2010-01-19 2020-11-04 Illumina, Inc. Methods and compositions for processing chemical reactions
CN102135542A (zh) * 2010-01-21 2011-07-27 北京大学 用于检测可溶性pdcd5蛋白的elisa方法和试剂盒
MX349288B (es) 2011-01-21 2017-07-21 Theranos Inc Sistemas y metodos para maximizacion de uso de muestras.
US8840838B2 (en) 2011-09-25 2014-09-23 Theranos, Inc. Centrifuge configurations
US9664702B2 (en) 2011-09-25 2017-05-30 Theranos, Inc. Fluid handling apparatus and configurations
US20140170735A1 (en) 2011-09-25 2014-06-19 Elizabeth A. Holmes Systems and methods for multi-analysis
US9619627B2 (en) 2011-09-25 2017-04-11 Theranos, Inc. Systems and methods for collecting and transmitting assay results
US8475739B2 (en) 2011-09-25 2013-07-02 Theranos, Inc. Systems and methods for fluid handling
US9632102B2 (en) 2011-09-25 2017-04-25 Theranos, Inc. Systems and methods for multi-purpose analysis
US9268915B2 (en) 2011-09-25 2016-02-23 Theranos, Inc. Systems and methods for diagnosis or treatment
US10012664B2 (en) 2011-09-25 2018-07-03 Theranos Ip Company, Llc Systems and methods for fluid and component handling
US9250229B2 (en) 2011-09-25 2016-02-02 Theranos, Inc. Systems and methods for multi-analysis
US9810704B2 (en) 2013-02-18 2017-11-07 Theranos, Inc. Systems and methods for multi-analysis
US10422806B1 (en) 2013-07-25 2019-09-24 Theranos Ip Company, Llc Methods for improving assays of biological samples
US11545241B1 (en) 2013-09-07 2023-01-03 Labrador Diagnostics Llc Systems and methods for analyte testing and data management
TWI611173B (zh) * 2014-07-28 2018-01-11 賽諾菲巴斯德維思設計公司 用於確定抗體結合活性之方法及系統
US10040048B1 (en) 2014-09-25 2018-08-07 Synthego Corporation Automated modular system and method for production of biopolymers
US20190076814A1 (en) 2017-09-11 2019-03-14 Synthego Corporation Biopolymer synthesis system and method
IT201700105911A1 (it) * 2017-09-21 2019-03-21 Menarini Silicon Biosystems Spa Metodo ed apparato per la riduzione del volume di un campione

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3586484A (en) * 1969-05-23 1971-06-22 Atomic Energy Commission Multistation analytical photometer and method of use
AT308712B (de) * 1971-10-08 1973-07-25 Immuno Ag Tischzentrifuge
US4244694A (en) * 1978-03-31 1981-01-13 Union Carbide Corporation Reactor/separator device for use in automated solid phase immunoassay
FR2496268A1 (fr) * 1980-12-15 1982-06-18 Guigan Jean Dispositif autonome d'analyse simultanee et procede de mise en oeuvre
CZ280777B6 (cs) * 1990-02-02 1996-04-17 Ústav Organické Chemie A Biochemie Avčr Mnohonásobná automatizovaná syntéza peptidů na planárních nosičích
WO1993010455A1 (en) * 1991-11-21 1993-05-27 Cirrus Diagnostics, Inc. Improved centrifuge vessel for automated solid-phase immunoassay
EP0569115A3 (en) * 1992-05-05 1994-01-05 General Atomics High throughput DNA preparation system
US5472672A (en) * 1993-10-22 1995-12-05 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Apparatus and method for polymer synthesis using arrays
US5605616A (en) * 1995-11-06 1997-02-25 Versicor, Inc. Reversible charge-based sequestration on solid support

Also Published As

Publication number Publication date
CZ20001875A3 (cs) 2000-12-13
JP2001523550A (ja) 2001-11-27
EP1032469A1 (en) 2000-09-06
CA2309753A1 (en) 1999-05-27
WO1999025470A1 (en) 1999-05-27
US6121054A (en) 2000-09-19
EP1032469B1 (en) 2003-03-12
AU751424B2 (en) 2002-08-15
CA2309753C (en) 2007-07-03
DE69812154D1 (de) 2003-04-17
DE69812154T2 (de) 2004-01-08
AU1415499A (en) 1999-06-07
ATE234149T1 (de) 2003-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ295859B6 (cs) Způsob dělení kapalné a pevné fáze a zařízení k provádění tohoto způsobu
US8178652B2 (en) Apparatus and method for separation of liquid phases of different density and for fluorous phase organic syntheses
US8912130B2 (en) Methods of forming and using a solid-phase support
EP1154848B1 (en) Apparatus and method for removal of liquid from vessels in chemical synthesis and biological screening
EP1239952B1 (en) Oligonucleotide synthesizer using centrifugal force
US7390459B2 (en) Oligonucleotide synthesizer
KR102019039B1 (ko) 샘플 캐리어 원심분리기
US20080280784A1 (en) Apparatus and method for use in solid phase chemical synthesis
CA3241851A1 (en) Reaction vessel unit, method for selectively removing a liquid and for introducing a liquid containing a target substance from or into a reaction vessel of a reaction vessel unit
US20040062688A1 (en) Apparatus and method for use is solid phase chemical synthesis
US20200384435A1 (en) Device for parallel oligomer synthesis, method of parallel oligomer synthesis and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20101117