WO2008145705A1 - Butenedioic acid or derivatives thereof for treating a biological sample - Google Patents

Butenedioic acid or derivatives thereof for treating a biological sample Download PDF

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WO2008145705A1
WO2008145705A1 PCT/EP2008/056639 EP2008056639W WO2008145705A1 WO 2008145705 A1 WO2008145705 A1 WO 2008145705A1 EP 2008056639 W EP2008056639 W EP 2008056639W WO 2008145705 A1 WO2008145705 A1 WO 2008145705A1
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WO
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carbon atoms
biological sample
derivative
butenedioic acid
halogen
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/056639
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German (de)
French (fr)
Inventor
Vera HOLLÄNDER
Original Assignee
Qiagen Gmbh
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA

Definitions

  • the present invention relates to a method for treating a biological sample, the treated biological sample obtainable by this method, the use of butenedioic acid or its derivatives, a treated biological sample and a kit.
  • nucleic acid and protein analysis have already been used in many areas, for example in medical and clinical diagnostics, in pharmacy, in the development and evaluation of pharmaceuticals, in food analysis and in the monitoring of food production, in the agricultural industry in the breeding of Crops and livestock, in forensics, in environmental analysis and in many other research areas.
  • RNA patterns patterning (mRNA patterns) in cells by modern molecular biology techniques, such as real-time reverse transcriptase PCR ("real-time RT PCR") or gene expression chip analyzes, allow recognition of incorrectly expressed genes, thereby, for example, metabolic disease
  • mRNA patterns patterning in cells by modern molecular biology techniques, such as real-time reverse transcriptase PCR ("real-time RT PCR") or gene expression chip analyzes
  • real-time RT PCR” real-time reverse transcriptase PCR
  • gene expression chip analyzes allow recognition of incorrectly expressed genes, thereby, for example, metabolic disease
  • the analysis of DNA from cells by molecular biological methods such as PCR, RFLP, AFLP or sequencing allows, for example, the detection of genetic defects or the determination of the HLA type and other genetic
  • genomic DNA and RNA is also used for the direct detection of infectious agents, such as viruses, bacteria, etc.
  • nucleic acid status of a biological sample changes the more, the more time passes between the taking of the sample and its analysis. Particularly fast is the degradation of ribonucleic acids (RNA) by ubiquitous RNases. Likewise, in addition to the degradation of nucleic acids, it also leads to the induction of, for example, stress genes and thus to Synthesis of new mRNA molecules that also strongly alter the transcript pattern of the sample. Therefore, it is necessary to perform an immediate stabilization of the sample to obtain the Genexpressionspro to be examined. The same applies if a frozen biological sample is thawed for the purpose of its examination. Again, after thawing, there is a rapid change in nucleic acid status, particularly by degradation of biomolecules.
  • RNA ribonucleic acids
  • the stabilization in order to completely preserve the expression pattern in the biological sample at the time of sampling, the stabilization must begin as soon as possible after the addition of the solution, without prior pretreatment of the sample.
  • the stabilization of nucleic acids in compact tissue samples results in comparison to other biological samples a particular difficulty. Tissues are complex and heterogeneous in composition, ingredients and construction.
  • the effect of the stabilizing reagent must not only unfold on the surface of the cells or within a cell layer, but also act deep within the multilayered sample material.
  • tissue and / or cell types often have to be addressed within one and the same biological sample, for example in the cell structure, the membrane structure, the compartmentalizations and the biomolecules, for example, in terms of proteins, carbohydrates and / or fat content, distinguish.
  • the freezing of biological samples has long been known.
  • the sample is immediately after removal from their natural environment at -80 0 C and lower, z. B in liquid nitrogen, deep-frozen.
  • the thus treated sample can then be stored almost indefinitely without changes in the integrity at about -70 0 C.
  • tissue structures as well as cellular and subcellular structures must be preserved in their morphological appearance during storage.
  • fixation by means of formalin and optionally the subsequent embedding of the fixed samples in paraffin has long been known.
  • stabilizing reagents include, for example, cationic detergents (US 5,010,184, US 5,300,545, WO-A-02/00599 and WO-A-02/00600) or highly concentrated ammonium sulfate solutions (US 6,204,375).
  • the frozen tissue is transferred into a pre-cooled to -70 0 C to -80 0 C solutions and then stored therein for a few hours (at least 16 hours) at about -20 0 C.
  • the sample impregnated with the transition solution can then be heated to working temperatures of -4 ° C. up to room temperature for only a short period of time, for example at most for dividing the sample, without the nucleic acid status of the sample changing.
  • transition solutions known for example from WO-A-2004/72270, consist primarily of monohydric alcohols.
  • the present invention has for its object to overcome the disadvantages resulting from the prior art.
  • the present invention has the object, a method for the treatment of a biological sample, preferably for stabilizing a biological sample to specify, with the biomolecules, in particular nucleic acids, proteins and Metabo liten, can be better stabilized in the biological sample.
  • the amount of isolatable biomolecules should be increased and / or the quality of the biomolecules should be increased in comparison to the conventional stabilization methods, which in the case of nucleic acids, for example by gel analysis or by the number of PCR cycles until a certain amount of nucleic acid is reached can be determined to be improved.
  • the morphology of the biological sample should also be well preserved by the stabilization process.
  • the present invention has the object to provide a method for stabilizing a biological sample, with both frozen and fresh biological samples at moderate temperature conditions, for example, at room temperature, are stabilized without affecting the expression profile or the proteome of the biological sample can.
  • the method for the treatment preferably for the stabilization of a biological sample should lead to a treated, preferably stabilized biological sample which can be analyzed not only at moderate temperatures, for example at room temperature, but optionally before or after such an analysis for as long as possible can be stored at such moderate temperature conditions.
  • stabilization should preferably be understood to mean the inhibition of the degradation, the modification, the induction or the change in the activity of biomolecules.
  • logical analysis of the biological samples should be understood by the term “stabilization” preferably preventing a significant change in the morphology of the samples.
  • Butenedioic acid exists in two different steric conformations, namely trans-butenedioic acid, also called fumaric acid, and cis-butenedioic acid, also called maleic acid.
  • trans-butenedioic acid also called fumaric acid
  • cis-butenedioic acid also called maleic acid.
  • the structural formulas of the two conformations are as follows.
  • Biomolecules such as nucleic acids in the biological sample are better stabilized let it go.
  • the butenedioic acid or its derivatives can also be added as an additive to conventional stabilizing or fixing compositions.
  • the compositions with this additive are distinguished by a better stabilizing power of biomolecules in a biological sample, in particular by an improved stabilization capacity for nucleic acids, compared to the compositions without the additive.
  • the derivatives of maleic acid preferably have the structure (III)
  • an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms and more preferably 1 to 3 carbon atoms.
  • lenstoffatomen for example, with 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms,
  • R 3 is a hydrogen atom or an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably having 1 to 4 carbon atoms and more preferably having 1 to 3 carbon atoms, for example 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms, is a hydrogen atom or a -NR 4 R 5 radical in which R 4 and R 5 is a hydrogen atom, an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably having 1 to 4 carbon atoms and particularly preferably having 1 to 3 carbon atoms, for example having 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms or an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, for example 6, 7, 8, 9 , 10, 11 or 12 carbon atoms, and
  • a hydrogen atom an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably having 1 to 4 carbon atoms and more preferably having 1 to 3 carbon atoms aryl, for example, with 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms, or an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, for example with 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12 carbon atoms,
  • Preferred compounds of structure (III) are, in particular, compounds selected from the following structures (V), (VI) and (VII):
  • fumaric acid (I) is fumaric acid (I).
  • the biological sample provided in method step i) can be a frozen or non-frozen biological sample, it being possible to use as biological sample all biological samples known to the person skilled in the art.
  • Preferred biological samples are selected from the Group comprising biomolecules, for example natural, preferably isolated, linear, branched or circular nucleic acids such as RNA, in particular mRNA, siRNA, miRNA, snRNA, tRNA, hnRNA or ribozymes, DNA and the like, synthetic or modified nucleic acids, for example oligonucleotides, in particular for PCR used primers, probes or standards, nucleic acids labeled with digoxigenin, biotin or fluorescent dyes or so-called PNAs, natural, preferably isolated proteins or oligopeptides, synthetic or modified proteins or oligopeptides, for example antibodies coupled with fluorescence markers or enzymes , Hormones, metabolites and metabolites, growth factors, lipids, oligosaccharides, polysacchari
  • a freshly prepared biological sample is used in method step i) of the method according to the invention, for example a fresh tissue sample or freshly isolated blood sample.
  • a fresh tissue sample or freshly isolated blood sample cells from a living or dead organism or, in the case of synthetic biomolecules as a biological sample, freshly synthesized nucleic acids or proteins.
  • a “fresh" biological sample is preferably understood to mean a sample which, before it is brought into contact with the butenedioic acid or its derivative in method step ii), not more than 96 hours, preferably not more than 48 hours, more preferably not more than 24 hours before, more preferably not more than 10 hours, yet more preferably not more than 60 minutes and most preferably not more than 10 minutes before or, in the case of a synthetic biomolecule, synthesized
  • the term "fresh" biological sample also includes those samples which have been taken within the abovementioned periods but which have been pretreated prior to contact with the butenedioic acid or its derivative, for example with conventional fixatives, such as formalin, with dyes such as eosin, with antibodies and dergle cozy.
  • the preparation of fresh cell or tissue samples can be carried out by any preparation method known to the skilled person for this purpose, in the case of a tissue sample, for example by means of a scalpel, for example during an operation or an autopsy, in the case of a blood cell sample by centrifuging freshly drawn blood and like.
  • a tissue sample for example by means of a scalpel, for example during an operation or an autopsy
  • a blood cell sample by centrifuging freshly drawn blood and like.
  • the butenedioic acid or its derivative, or a composition comprising this compound as an additive serves primarily as a stabilizing reagent or as a stabilizing composition.
  • a biological sample is used which, after having been isolated for example in the manner described above, before contacting with the butenedioic acid or with its derivative in method step ii ) are initially at a temperature of 0 0 C or less, preferential has been cooled to temperatures of -20 0 C or less, and most preferably to temperatures of -70 0 C or less, such as by contacting with liquid nitrogen. If a biological sample frozen in this way is used in the process according to the invention, the butenedioic acid or its derivative or a composition which comprises this compound as an additive serves primarily as a transition reagent or as a transition composition.
  • the biological sample is contacted with butenedioic acid or with its derivative, preferably with a compound of structure III.
  • the radical R 1 of this compound of structure III in addition to a hydrogen atom, may be an optionally substituted nitrogen or halogen-substituted alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms.
  • nitrogen-substituted alkyl radical is intended according to the invention to include those alkyl radicals in which one or more hydrogen atoms by NH 2 -ReSt, NHR radicals or NR 2 radicals, in which R is preferably an alkyl radical having 1 to 6
  • halogen-substituted alkyl radical is intended to encompass those alkyl radicals in which one or more hydrogen atoms are replaced by a halogen atom, preferably by Fluorine, chlorine, bromine or iodine, more preferably substituted by fluorine or chlorine, is / are.
  • Particularly preferred alkyl radicals radicals R 1 are selected from the group comprising
  • the radical R 1 may be an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms.
  • nitrogen or halogen substituted aryl radical has the meaning described above in connection with the alkyl radical.
  • aryl radicals are selected from the group comprising
  • R 1 may be a COOR 3 radical, where R 3 is a hydrogen atom or an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms and more preferably 1 to 3 carbon atoms, for example 1 , 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms.
  • COOR3 radicals are selected from the group comprising
  • the radical R 1 can also be a -NR 4 R 5 radical in which R 4 and R 5 are a hydrogen atom, an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms or an optionally nitrogen or Is halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, where the expression "nitrogen or carbon-substituted alkyl radical” or "nitrogen or halogen-substituted aryl radical" has the abovementioned meaning.
  • Particularly preferred -NR 4 R 5 radical radicals are selected from the group comprising
  • the radical R 2 in the structure III as well as in the structures IV, V, VI and VII may, in addition to a hydrogen atom, be an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, wherein the formulation "nitrogen or halogen-substituted alkyl radical "has the abovementioned meaning and preferred alkyl radicals R 2 are those alkyl radicals which have already been mentioned as preferred alkyl radicals in connection with the radical R 1.
  • the radical R may also be mentioned 2 in the structure III and in the structures IV, V, VI and VII to an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, for example with 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12 carbon atoms act
  • the radicals R 2 in the structures III to VII may be identical or different.
  • Most preferred compounds of structure III according to the invention are selected from the group comprising maleic anhydride, maleimide, methylmaleimide and ethylmaleimide, with methylmaleimide and ethylmaleimide being the most preferred derivatives of maleic acid.
  • the butenedioic acid or its derivative as such or as such, ie without further solid or liquid constituents is brought into contact with the biological sample.
  • This procedure can be particularly advantageous when a liquid biological sample is to be treated.
  • the butenedioic acid or its derivative may be dissolved or dispersed in a suitable amount in the biological sample, preferably dissolved, the concentration of the butenedioic acid or the derivative of the butenedioic acid in the liquid biological sample after contacting with it to the saturation concentration the butenedioic acid or the derivative of the butenedioic acid in the respective composition, but preferably in a range from 0.1 mmol to 10 mol / l, more preferably from 10 mmol / 1 to 5 mol / l and most preferably from 100 mmol / 1 to 1 mol / l.
  • the solid sample may also be loaded in the solid butenedioic acid or its derivative.
  • the butenedioic acid or its derivative is brought into contact not only alone but in the form of an additive contained in a composition with the biological sample.
  • the composition comprises, in addition to the butenedioic acid or its derivative, at least one further component selected from a solvent, an additive or a mixture thereof.
  • the solvent which may optionally be included in the composition may be any solvent, including solvents usually contained in compositions for the treatment, in particular for the stabilization of biological samples.
  • the solvent is preferably a solvent selected from the group comprising water, monohydric alcohols (monools), polyhydric alcohols, aldehydes, ketones, dimethyl sulfoxide, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ethers, carboxylic acids, carboxylic acid amides, nitriles, nitroalkanes, Esters or mixtures of at least two of these solvents.
  • solvents selected from the group comprising water, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 2,4-pentanediol, ethylene glycol, propylene glycol, Diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, 1,2,3-propanetriol, 1,2,6-hexanetriol, 3-methyl-1,3,5-pentanetriol, 1,2,4-butanetriol, acetic acid tonitrile, acetone, anisole, benzonitrile, benzyl alcohol, 1-methoxy-2-propanol, quinoline, cyclohexanone, diacetin, dichloromethane, chloroform
  • the additive which may optionally be included in the composition, may be any additive normally included in compositions for the treatment, in particular for the stabilization of biological samples.
  • Preferred additives are selected from the group comprising salts, such as, for example, ammonium sulfite, ammonium sulfate, cesium sulfate, further ammonium salts, further sulfate salts, lithium nitrate, sodium acetate, potassium acetate, sodium chloride, potassium chloride or calcium chloride, osmotically active substances, such as mannitol, detergents , Inhibitors, which inhibit the degradation of nucleic acids or proteins, such as the protease Inihibor PMSF or the commercially available products ANTI-RNase (Ambion, St.
  • salts such as, for example, ammonium sulfite, ammonium sulfate, cesium sulfate, further ammonium salts, further sulfate salts, lithium nitrate,
  • RNAsecure ® (Ambion) or DEPC
  • alkylating agents alkylating agents, acetylating agents , Halogenating agents, nucleotides, nucleotide analogues, amino acids, amino acid-analogous compounds, betaine, viscous sity regulators, dyes, especially dyes for the specific staining of certain cell structures, buffer compounds, for example MES, HEPES, MOPS or TRIS, preservatives, complexing agents, such as EDTA or EGTA, reducing agents, such as 2-mercaptoethanol, dithiothreitol (DTT), hydrogen sulfide, ascorbic acid, NADPH, tricarboxyethylphosphine (TCEP) and hexamethylphosphoric triamide (Me2N) 3P, oxidants such as 5,5'-dithio-bis (2-nitrobenzenoic acid) (DTNB), substances which improve the permeability of cells, for example DMSO or
  • the butenedioic acid or its derivative may be present in this liquid composition in a concentration up to the saturation concentration in the particular composition, but preferably in a concentration in the range of from 0.01 mmol to 10 mol / l, more preferably from 1 mmol / 1 to 5 mol / l, and most preferably from 10 mmol / l to 4 mol / l.
  • the composition in the case of using the butenedioic acid or a derivative of the butenedioic acid in the form of the above-described composition, it is preferred that the composition
  • the butenedioic acid or its derivative in the concentration ranges described above, and in the case of a solid composition, the butenedioic acid or its derivative in an amount ranging from 0.001 to 99.9% by weight, more preferably in the range of 0.01 to 90% by weight, and most preferably in an amount in the range of 0.1 to 80% by weight,
  • the preparation of the composition from the solvent, the additive and the butenedioic acid or the derivative of the butenedioic acid is preferably carried out by simply mixing the components. If one of the components has a melting point above room temperature, it may be preferable to heat this component to the melting point and then to mix it with the other components. However, it is also conceivable that if one of the components is solid in the preparation of the composition and another component in liquid form, the solid component in the liquid component to solve. Thus, for example, a solid compound of structure III can be dissolved in a liquid additive or solvent.
  • the contacting of the composition with the biological sample in process step ii) is preferably carried out in the case of a liquid composition by immersing the biological sample in the composition so that the entire sample is impregnated by the composition can.
  • a biological sample a fluid or isolated cells or z.
  • solid compositions may be dissolved directly in a liquid biological sample (eg, blood, plasma, urine, saliva).
  • a solid biological sample and a solid composition the solid sample may also be incorporated in the solid composition.
  • the formulation means that "contacting the biological sample with the butenedioic acid or with its derivative or with the composition comprising the butenedioic acid or its derivative at a temperature in a range from -80 0 C to + 80 0 C" or at one of the other temperatures mentioned above, that after contacting the biological Sample with the butenedioic acid or with its derivative or the composition, the temperature of the mixture thus obtained is within the above-mentioned temperatures.
  • the biological material is a deep-frozen to temperatures of less than -20 0 C sample
  • a stored in liquid nitrogen sample is used, in which case such an amount of maleic acid or derivative, or of composition with is used at such a temperature that after contacting the frozen biological sample with the butenedioic acid or with its derivative or with the composition, the temperature of the mixture (and thus also the temperature of the biological sample) in the above-mentioned temperature range.
  • the biological sample may also be preferred for the biological sample to be in contact with the butenedioic acid or its derivative or with the composition comprising the butenedioic acid or its derivative in process step ii), preferably under the above-mentioned temperature conditions, nor in a subsequent process step ii) process step iii) at a temperature in a range of -80 0 C to +80 0 C, preferably in a range of 0 0 C to +80 0 C, still more preferably in a range of 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8 ° C to +80 0 C and more preferably in a range of 18 ° C to +80 0 C, for example at a temperature of at least - 20 0 C, -19 ° C, -18 ° C, -17 ° C, -16 ° C, -15 ° C, -14 ° C, -13 ° C, -12 ° C, -I TC, - 10
  • the method according to the present invention enables the storage of a treated biological sample at refrigerator temperatures, at room temperature or at even higher temperatures, without any noticeable degradation of biomolecules such as nucleic acids or proteins in the biological sample.
  • This represents a significant advantage over conventional stabilization methods, since the process can be carried out without the use of liquid nitrogen or freezers and the stabilized sample can be stored without the use of liquid nitrogen or freezers.
  • the process can be carried out without the use of liquid nitrogen or freezers and the stabilized sample can be stored without the use of liquid nitrogen or freezers.
  • a long-term archival samples of course, as usual, even at low temperatures, for example at -20 0 C or -80 0 C, are stored, but this is not mandatory.
  • the treated biological sample can also be embedded in suitable embedding means, for example in paraffin or the like, in order then to be able to make tissue sections which are suitable for histological examinations more easily from the biological sample.
  • the process step i) and ii) may be preferable for the process step i) and ii) to contain one more process step (iv) analysis of biomolecules in or from the biological sample contacted with the butenedioic acid or its derivative (or composition containing the butenedioic acid or its derivative) and / or histological analysis of the butenedioic acid or its derivative; rivat (or with a composition containing the butenedioic acid or its derivative) brought biological sample, but particularly preferably the analysis of biomolecules in or with the butenedioic acid or with its derivative (or with a composition containing the butenedioic acid or their derivative) in contact with a biological sample,
  • this process step iv) can also be carried out before or after storage in accordance with method step iii) described above.
  • a histological examination is preferably understood to mean any examination method which is suitable for analyzing the morphological state of a tissue, a tissue section, a cell or subcellular structures, for example by means of microscopy and if appropriate using dyeing or labeling techniques known to the person skilled in the art.
  • Suitable biomolecules which can be analyzed are all biomolecules known to the person skilled in the art, in particular natural, modified or synthetic nucleic acids, natural, modified or synthetic proteins or oligopeptides, hormones, growth factors, metabolites, metabolites, lipids, oligosaccharides or proteoglucans.
  • Suitable nucleic acids are all nucleic acids known to the skilled worker, in particular ribonucleic acids (RNA), for example mRNA, siRNA, miRNA, snRNA, t-RNA, hnRNA or ribozymes, or deoxyribonucleic acids (DNA).
  • RNA ribonucleic acids
  • the nucleic acid may be single, double or multi-stranded, linear, branched or circular. It may correspond to a molecule occurring in a cell, such as genomic DNA or messenger RNA (mRNA), or generated in vitro, such as Complementary DNA (cDNA), counterstrand RNA (aRNA), or synthetic nucleic acids.
  • mRNA messenger RNA
  • cDNA Complementary DNA
  • aRNA counterstrand RNA
  • the nucleic acid may consist of a few subunits, at least two subunits, preferably eight or more subunits, such as oligonucleotides, several hundred subunits to several thousand subunits, such as certain expression vectors, or significantly more subunits, such as genomic DNA.
  • the nucleic acid contains the coding information for a polypeptide in functional association with regulatory sequences that allow expression of the polypeptide in the cell into which the nucleic acid is introduced or naturally present.
  • the nucleic acid is an expression vector.
  • siRNA in another embodiment, it is a pDNA (plasmid DNA), siRNA, siRNA duplexes or siRNA hetero-duplexes
  • siRNA being understood to mean ribonucleic acids of about 22 nucleotides in length, which may be cleaved a double-stranded RNA (dsRNA) by the enzyme "Dicer” arise and in the enzyme complex "RISC” (RNA-induced silencing complex) are incorporated.
  • biomolecules are proteins and nucleic acids, with nucleic acids being particularly preferred and RNAs being most preferred.
  • analysis of biomolecules in or from the biological sample contacted with the butenedioic acid or its derivative or with a composition containing the butenedioic acid or its derivative means that the analysis is carried out both in situ and ex situ So for example after isolation of the biomolecules from the biological sample can be done.
  • biomolecules from a biological sample are to be isolated for the purpose of analysis, it may be advantageous, in particular in the case of cells, tissues or other complex or compact samples, first to homogenize the samples, this homogenization being effected by mechanical means, for example by means of cannulas Mortars, rotor-stator homogenizers, a ball mill or the like, chemically by the use of suitable lysis buffers, which usually contain detergents and / or chaotropic substances and / or phenol, by enzymatic means, for example using proteases, or by a Combination of these measures can be carried out.
  • mechanical means for example by means of cannulas Mortars, rotor-stator homogenizers, a ball mill or the like
  • suitable lysis buffers which usually contain detergents and / or chaotropic substances and / or phenol
  • enzymatic means for example using proteases, or by a Combination of these measures can be carried out.
  • butenedioic acid or a derivative of butenedioic acid preferably of a compound of structure III, also makes a further contribution to achieving the abovementioned objects
  • X and R 2 are as defined above in connection with the inventive method, for the treatment of a biological sample, in particular for the stabilization of biomolecules, more preferably of nucleic acids or proteins, more preferably of nucleic acids and most preferably of RNAs, such as for example, mRNAs, in or from a biological sample and / or for the histological analysis of a biological sample, wherein as compounds of the structure III, as biomolecules and as a biological sample those compounds of the structure III, biomolecules and biological samples are preferred, already in the Connection with the erfmdungsannten method have been described as preferred embodiments.
  • a contribution to the solution of the objects mentioned at the outset is also provided by a kit comprising
  • the butenedioic acid or its derivative may be present in the kit according to the invention as a single component, but it is also conceivable that the kit is present as an additive in a composition as described in connection with the inventive method.
  • the reagents for the analysis of biomolecules in or from a biological sample or for the analysis of the morphology of a biological sample may in principle be all reagents known to those skilled in the art, for or during the morphological analysis of a biological sample or for or in the analysis of Biomolecules can be used in or out of a biological sample.
  • kits according to the invention as a component may, for example, contain at least one device (c), for example in the form of a sealable vessel, for collecting or taking up a solid or liquid biological sample.
  • the device may optionally contain butenedioic acid or its derivatives or a composition comprising butenedioic acid or derivatives thereof prior to the collection or uptake of the biological sample.
  • Device (c) may be any vessel known to those skilled in the art for collecting or receiving a solid or liquid biology sample. Preferred vessels are, for example, Falcon tubes, Eppendorf tubes, Greiner tubes, or one of those disclosed in US Pat. Nos. 6,602,718, US 2004/0043505 A1, US 2005/0160701 A1, US 2003/0086830 A1, US Pat.
  • a erf ⁇ ndungshieles kit can thereby
  • kit of the invention may contain the components described above.
  • the use of the kit for the analysis of biomolecules in or from a biological sample and / or for the histological analysis of a biological sample also contributes to the solution of the abovementioned objects.
  • diagnosis of the disease by a diagnostic method comprising the analysis of a biological sample by methods described above comprising method step i), ii) and iv), optionally also iii), as well as
  • FIG. 1 shows the Western blot produced in Example 3.
  • FIG. 2 shows the agarose gel obtained in Example 6.
  • FIG. 3 shows the agarose gel obtained in Example 8.
  • N-ethylmaleimide has the following structural formula (VIII):
  • RNA is isolated from the stored samples.
  • the tissue is removed after storage from the solutions and each 5 mg tissue 500 ul of a commercial guanidinium isothiocyanate buffer such.
  • B. RLT buffer the company QIAGEN admit.
  • the sample is removed by means of a ball mill, such.
  • RNA RNA remains bound to the membrane and is subsequently washed with a first commercially available guanidinium isothiocyanate-containing washing buffer, for example with the buffer RWI from QIAGEN.
  • DNA is placed in a suitable buffer on the column and incubated for 15 min at room temperature for the purpose of degrading the bound DNA.
  • a suitable buffer on the column for example with the buffer RWI from QIAGEN, and then with a second tris-containing or tris and alcohol-containing wash buffer, z.
  • B. Buffer RPE from QIAGEN washed. In each case, the washing buffers are passed through the membrane by centrifugation (4 min at 6000 rpm).
  • the washing with the second Tris-containing or Tris- and alcohol-containing wash buffer is repeated, at the same time the membrane by the centrifugation (10 min 6000 rpm) is dried.
  • 50 ⁇ l of RNase-free water are pipetted onto the membrane to detach the purified RNA from the membrane.
  • the eluate is collected by centrifugation (1 min at 10,000 ⁇ g) passed through the membrane and the elution step is repeated once more to complete the elution.
  • the amount of isolated total RNA is determined after dilution in water by photometric measurement of light absorption at a wavelength of 260 nm.
  • the quality of the RNA thus obtained is determined by the photometric Determination of the ratio of light absorption at 260 nm to that determined at 280 nm.
  • the results of the insulations are shown in Table 1.
  • N-ethylmaleimide as an additive in stabilizing compositions, biological samples can be stored for long periods of time at moderate temperatures and still sufficient quantities of good quality RNA can be isolated from the samples.
  • Renal tissue of the rat was immediately after organ removal with 500 ul DMSO + 50 mM N-ethylmaleimide or 30% phenol in DMSO + 50 mM N-ethylmaleimide and stored at different temperatures (see Table 2). Following storage, the DNA is isolated from the stored samples.
  • tissue is removed after storage from the solutions and each 10 mg of tissue in 180 ul of the buffer ALT manufacturer QIAGEN add.
  • the sample is removed by means of a ball mill, such.
  • 120 .mu.l of the protease K solution manufactured by manufactureurer QIAGEN
  • the lysates are incubated for 2 hours at 55.degree. C. with shaking.
  • After incubation add 4 ⁇ l RNAse A (100 mg / ml), mix and incubate the mixture for 2 min at room temperature.
  • a commercially available guanidinium hydrochloride-containing lysis buffer such as the buffer AL of the manufacturer QIAGEN
  • the samples are mixed by vortexing. There is an incubation at 70 0 C for 10 min.
  • the samples are applied to a 96-well plate (DNeasy 96-plate from QIAGEN) containing silica, and the lysate is passed through the membrane by centrifugation for 10 min at 6000 rpm.
  • the DNA remains bound to the membrane and is first washed with a first commercially available guanidinium hydrochloride-containing wash buffer, for example with the buffer AWI from QIAGEN, and then with a second alcohol-containing wash buffer, z. B. buffer AW2 from QIAGEN, washed.
  • the wash buffers are each by centrifugation (5 min at 6000 rpm) through the Passed membrane. Subsequently, the plate is incubated for 10 min at 70 0 C.
  • the elution of the DNA is carried out by application of 200 .mu.l of the pre-warmed to 70 0 C elution buffer AE (QIAGEN). After incubation for 1 minute, the elution buffer is passed through the membrane by centrifugation (5 min at 6000 rpm) and the elution is repeated.
  • the amount of isolated total DNA is determined after dilution in water by photometric measurement of light absorption at a wavelength of 260 nm.
  • the quality of the DNA thus obtained is determined by the photometric determination of the ratio of light absorption at 260 nm to that at 280 nm.
  • the results of the insulations are shown in Table 2.
  • N-ethylmaleimide As can be seen from Table 2, by adding N-ethylmaleimide as an additive in stabilizing compositions, biological samples can be stored for long periods of time at moderate temperatures and still sufficient quantities of DNA can be isolated from the samples in good quality.
  • the tissue is removed from the solutions after storage, and 10 .mu.l tissue each of 400 .mu.l of a conventional extraction buffer, here in a composition of 8 M urea, 100 mM sodium dihydrogen phosphate and 10 mM Tris, pH 8.0, add and sample with the aid of a ball mill, z. B. the Tissue Lyzer QIAGEN, homogenized.
  • the resulting lysate is centrifuged for 15 s at the highest possible speed (eg about 20,000 x g) in order to pellet undissolved constituents.
  • the proteinaceous supernatant is removed and the protein concentration is determined by means of a Bradford test.
  • 1.5 ⁇ g protein in each case is separated on an SDS-polyacrylamide gel according to the customary procedure and blotted to a nitrocellulose membrane by means of a mid-blotting apparatus according to the manufacturer's instructions.
  • the membrane is saturated with milk powder according to the state of the art and hybridized with an ERK2-specific antibody and a tubulin-specific antibody according to the manufacturer's instructions, and an immunodetection is carried out. The results are shown in FIG.
  • Liver tissue from rat which remain frozen after removal in liquid nitrogen and stored at -70 0 C, is used for this experiment.
  • 20 to 50 mg of tissue are weighed and frozen with various non-cooled (room temperature) Transistionssreagenzien (DMSO or mixtures of DMSO and phenol) and stored for 3 days at room temperature.
  • DMSO non-cooled
  • 1 ml of the solution are used directly and on the other hand 950 ⁇ l of the solution mixed with 50 ⁇ l of 1 M N-ethylmaleimide to a final concentration of 50 mM NEM (solutions used see Table 3).
  • the RNA is isolated from the stored samples.
  • the tissue is removed after storage from the treatment solutions and each 10 mg tissue 350 ul of a commercial guanidinium isothiocyanate buffer such.
  • B. RLT buffer the company QIAGEN admit.
  • the sample is removed by means of a ball mill, such.
  • B. MM300 QIAGEN homogenized over a period of 2 x 2 min at 20 Hz with a 5 mm steel ball, wherein the guanidinium isothiocyanate buffer on known from the prior art, the cells lysiert and denature the released proteins.
  • the lysates are centrifuged at 14000 rpm for 3 min. From the supernatant, two portions of 350 ⁇ l each, corresponding to 10 mg of tissue, are removed.
  • RNA remains bound to the membrane and is then treated with a first commercially available guanidinium isothiocyanate-containing wash buffer, for example with the buffer RWI from QIAGEN, and then with a second Tris-containing or Tris and alcohol-containing wash buffer, z.
  • B. Buffer RPE from QIAGEN washed.
  • the washing buffers are passed through the membrane by centrifugation (1 min at 10,000 ⁇ g).
  • the washing with the second Tris-containing or alcoholic washing buffer is repeated with a smaller volume, while the membrane is simultaneously dried by centrifugation (2 min at 20,000 ⁇ g).
  • 40 ⁇ l of RNase-free water are pipetted onto the membrane to detach the purified RNA from the membrane.
  • the eluate is passed through the membrane by centrifugation (1 min at 10,000 xg) and the elution step is repeated once more for the purpose of complete elution.
  • Table 3 shows that N-ethylmaleimide also has a positive influence on the stabilization of RNA in biological samples in transition solutions.
  • Liver tissue from rat which was frozen after removal in liquid nitrogen and stored at -70 0 C, is used for this experiment.
  • 20 to 50 mg of tissue are weighed and frozen with various non-cooled (room temperature) transition reagents and stored for 3 days at 4 ° C.
  • 1 ml of the solution is used directly for the transition and, on the other hand, 950 ⁇ l of the solution are mixed with 100 ⁇ l of IM N-ethylmaleimide (for solutions, see Table 4).
  • the RNA is isolated from the stored samples and the amount and quality of the RNA determined as described in Example 4. The results are also shown in Table 4.
  • Table 4 also shows that N-ethylmaleimide in transition solutions has a positive influence on the stabilization of RNA in biological samples.
  • Kidney tissue from rat which was frozen after removal in liquid nitrogen and stored at -70 0 C, is used for this experiment.
  • 10 to 30 mg of tissue are weighed and freeze-dried with various non-cooled (room temperature) transient reagents and stored for 5 days at room temperature.
  • 1 ml of the solution is mixed with 50 ⁇ l of 1 M N-ethylmaleimide (solutions used, see Table 5).
  • the RNA is isolated from the stored samples and the amount and quality of the RNA determined as described in Example 4. The results are also shown in Table 5.
  • Table 5 also shows that the addition of N-ethylmaleimide in the transition solutions described here improves the stabilization of RNA in biological samples.
  • RNA is analyzed on agarose gels stained with ethidium bromide.
  • ethidium bromide 1.0% formaldehyde-agarose MOPS gel is prepared for this purpose. In each case 5 .mu.l of the eluate are used.
  • FIG. From this Figure 2 it can be seen that N-ethylmaleimide also has a positive influence on the quality of the RNA.
  • Liver tissue from rat which remain frozen after removal in liquid nitrogen and stored at -70 0 C, is used for this experiment.
  • Transition experiment 10 to 30 mg of tissue are weighed and frozen with various, not pre-cooled (room temperature) Transitionsreagenzien added and stored for 3 days at room temperature.
  • 0.5 ml of 100% DMSO is used as a control.
  • 0.5 ml each of a solution of DMSO and the various additives dissolved in A. dest are prepared (for solutions, see Table 6).
  • the RNA is isolated from the stored samples and the amount and quality of the isolated RNA determined as described in Example 4. The results are also shown in Table 6.
  • Table 6 shows that, in addition to N-ethylmaleimide, N-methylmaleimide, maleic acid and fumaric acid in transition solutions also have a positive influence on the stabilization of RNA in biological samples.
  • N-methylmaleimide has the following structural formula (IX):
  • Rat liver tissue that was frozen after removal in liquid nitrogen and stored at -70 0 C, is used for this experiment.
  • a transition composition a solution of 30% phenol dissolved in DMSO is prepared and mixed 1,350 ul of this solution with 150 ul IM NEM, so that the final concentration of NEM is 100 mM.
  • approx. 150 mg of tissue are weighed and frozen with the solution pre-cooled in the refrigerator to 2 to 8 ° C. The sample is stored overnight at 2 to 8 ° C in the refrigerator.
  • the samples are taken from the transition composition, dissected and stored in parts (about 10-30 mg) dry at room temperature for 30 minutes, 45 minutes, 60 minutes, 90 minutes, 2 hours 30 minutes and 4 hours 30 minutes. Subsequently, the RNA, as described in Example 4, isolated and, as described in Example 6, applied to an agarose gel. The result is shown in FIG.
  • the samples stabilized according to the invention can also be stored for a long time outside the treatment compositions without the quality of the RNA isolated from these samples being appreciably impaired.
  • Rat liver tissue that was frozen after removal in liquid nitrogen and stored at -70 0 C, is used for this experiment.
  • Transition experiments are weighed 15 to 50 mg of tissue and frozen with IM N-ethylmaleimide or with 0.2 M N-methylmaleimide, each dissolved in water, and stored at 4 ° C or room temperature. The transition solutions are not precooled before use, ie they are used at room temperature. Following storage, the RNA is isolated from the stored samples and the amount and quality of the isolated RNA determined as described in Example 4. The results are shown in Table 7.
  • Rat liver tissue was immediately after organ removal in mixtures of polyols and fumaric acid (see Table 8) and stored for 3 days at room temperature.
  • the fumaric acid was dissolved 10% in ethanol and washed with the in the polyol compositions listed in Table 8.
  • the RNA is isolated from the stored samples and the amount and quality of the isolated RNA determined as described in Example 4. The results are shown in Table 8.
  • fumaric acid, maleic acid, maleic acid derivatives and maleimides such as N-ethylmaleimide or N-methylmaleimide in various compositions have a positive influence on the stabilization of biomolecules, in particular of nucleic acids or proteins, both in the treatment of fresh, not -forforced biological samples as well as in the treatment of frozen biological samples.

Abstract

The invention relates to a method for treating a biological sample, comprising the preparation of a biological sample, and bringing the biological sample into contact with butenedioic acid or with a butenedioic acid derivative. The invention also relates to treated biological samples obtained by said method, the use of butenedioic acid or derivatives thereof, a treated biological sample and a kit.

Description

BUTENDISÄURE ODER DEREN DERIVATE ZUR BEHANDLUNG EINER BIOLOGISCHEN PROBE BUTENIC ACID OR DERIVATIVES FOR TREATING A BIOLOGICAL SAMPLE
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer biologischen Probe, die durch dieses Verfahren erhältliche behandelte biologische Probe, die Verwendung von Butendisäure oder von deren Derivaten, eine behandelte biologische Probe sowie ein Kit .The present invention relates to a method for treating a biological sample, the treated biological sample obtainable by this method, the use of butenedioic acid or its derivatives, a treated biological sample and a kit.
Technischer HintergrundTechnical background
Es ist seit langem bekannt, dass die genetische Herkunft und die funktionelle Ak- tivität einer Zelle durch Studien ihrer Nukleinsäuren bestimmt und untersucht werden kann. Die Analysen der Nukleinsäuren und der Proteine ermöglichen direkte Rückschlüsse auf die Ursache der Aktivitäten von Zellen. Sie sind somit indirekten, konventionellen Methoden, wie zum Beispiel dem Nachweis von Stoffwechselprodukten, potentiell überlegen. Daher ist für die Zukunft mit einer noch starken Verbreitung von Nukleinsäure- und Proteinanalysen zu rechnen. So werden molekularbiologische Analysen bereits in vielen Bereichen eingesetzt, zum Beispiel in der medizinischen und klinischen Diagnostik, in der Pharmazie, bei der Entwicklung und Evaluierung von Arzneimitteln, in der Lebensmittelanalytik sowie bei der Überwachung der Lebensmittelherstellung, in der Agrarwirt- schaft bei der Züchtung von Nutzpflanzen und Nutztieren, in der Forensik, in der Umweltanalytik sowie in vielen anderen Forschungsgebieten.It has long been known that the genetic origin and functional ac- tivity of a cell can be determined and studied by studies of its nucleic acids. Analyzes of nucleic acids and proteins provide a direct indication of the cause of cell activity. Thus, they are potentially superior to indirect, conventional methods such as the detection of metabolic products. Therefore, in the future with a still wide spread of nucleic acid and protein analysis is expected. For example, molecular biological analyzes have already been used in many areas, for example in medical and clinical diagnostics, in pharmacy, in the development and evaluation of pharmaceuticals, in food analysis and in the monitoring of food production, in the agricultural industry in the breeding of Crops and livestock, in forensics, in environmental analysis and in many other research areas.
Durch die Analyse der RNA, speziell der mRNA in Zellen, lassen sich die Aktivitäten von Genen direkt bestimmen. Die quantitative Analyse von Transkriptions- mustern (mRNA-Mustern) in Zellen durch moderne molekularbiologische Methoden, wie zum Beispiel Echtzeit-Reverse-Transkriptase-PCR („Real time RT PCR") oder Genexpressions-Chip-Analysen ermöglichen zum Beispiel die Erkennung fehlerhaft exprimierter Gene, wodurch zum Beispiel Stoffwechselkrankhei- ten, Infektionen oder die Entstehung von Krebs erkannt werden können. Die Analyse der DNA aus Zellen durch molekularbiologische Methoden wie zum Beispiel PCR, RFLP, AFLP oder durch Sequenzierung ermöglicht zum Beispiel den Nachweis genetischer Defekte oder die Bestimmung des HLA-Typs sowie anderer genetischer Marker. Die Analyse genomischer DNA und RNA wird auch zum direkten Nachweis von infektiösen Erregern, wie zum Beispiel Viren, Bakterien usw. eingesetzt.By analyzing the RNA, especially the mRNA in cells, the activities of genes can be determined directly. The quantitative analysis of transcriptional For example, patterning (mRNA patterns) in cells by modern molecular biology techniques, such as real-time reverse transcriptase PCR ("real-time RT PCR") or gene expression chip analyzes, allow recognition of incorrectly expressed genes, thereby, for example, metabolic disease The analysis of DNA from cells by molecular biological methods such as PCR, RFLP, AFLP or sequencing allows, for example, the detection of genetic defects or the determination of the HLA type and other genetic The analysis of genomic DNA and RNA is also used for the direct detection of infectious agents, such as viruses, bacteria, etc.
Unbedingte Voraussetzung für die Analyse von Biomo lekülen, insbesondere von Nukleinsäuren und Proteinen, in biologischen Proben ist jedoch die sofortige Sta- bilisierung der biologischen Probe, da sich gerade der Status (Genexpressionsprofil oder Proteinmuster) der für die molekularbiologische Untersuchung wichtigen Bestandteile der frischen Proben bereits direkt nach der Entnahme der Probe aus ihrer natürlichen Umgebung rapide verändern kann. Eine längere Lagerung der Proben in einem unbehandelten Zustand, z. B. bedingt durch einen ungewollt ver- zögerten Transport in ein Labor, kann eine molekularbiologische Analyse verfälschen oder diese gar gänzlich unmöglich machen. Auch weitere Biomo leküle wie z. B. Metabolite sowie die Morphologie einer Probe können durch Lagerung in unbehandeltem Zustand nachteilig beeinflusst werden.However, the prerequisite for the analysis of biomolecules, in particular of nucleic acids and proteins, in biological samples is the immediate stabilization of the biological sample, since the status (gene expression profile or protein pattern) of the components of the fresh samples which are important for the molecular-biological examination already exists immediately after taking the sample from its natural environment can change rapidly. A longer storage of the samples in an untreated condition, eg. Due to unintentionally delayed transport to a laboratory can falsify a molecular biological analysis or make it completely impossible. Also other biomolecules such. B. metabolites and the morphology of a sample can be adversely affected by storage in the untreated state.
Gerade der Nukleinsäure- Status einer biologischen Probe verändert sich umso stärker, je mehr Zeit zwischen der Entnahme der Probe und ihrer Analyse verstreicht. Besonders schnell erfolgt hierbei der Abbau der Ribonukleinsäuren (RNA) durch allgegenwärtige RNasen. Ebenso kommt es neben dem Abbau von Nukleinsäuren auch zur Induktion von beispielsweise Stressgenen und damit zur Synthese neuer mRNA-Moleküle, die das Transkriptmuster der Probe ebenfalls stark verändern. Daher ist es erforderlich, zum Erhalt des zu untersuchenden Genexpressionspro fϊls eine sofortige Stabilisierung der Probe durchzuführen. Das Gleiche gilt, wenn eine tiefgefrorene biologische Probe zum Zwecke ihrer Unter- suchung aufgetaut wird. Auch hier kommt es nach dem Auftauen zu einer raschen Veränderung des Nukleinsäure-Status, insbesondere durch Abbau von Biomolekülen.Especially the nucleic acid status of a biological sample changes the more, the more time passes between the taking of the sample and its analysis. Particularly fast is the degradation of ribonucleic acids (RNA) by ubiquitous RNases. Likewise, in addition to the degradation of nucleic acids, it also leads to the induction of, for example, stress genes and thus to Synthesis of new mRNA molecules that also strongly alter the transcript pattern of the sample. Therefore, it is necessary to perform an immediate stabilization of the sample to obtain the Genexpressionspro to be examined. The same applies if a frozen biological sample is thawed for the purpose of its examination. Again, after thawing, there is a rapid change in nucleic acid status, particularly by degradation of biomolecules.
Nicht nur für die Analyse von Nukleinsäuren, sondern auch für detaillierte Unter- suchungen des Proteoms einer biologischen Probe ist eine sofortige Stabilisierung der Probe notwendig, da auch das Proteinmuster unmittelbar nach Entnahme der Probe verändert wird. Dies erfolgt zum einen durch Degradation bzw. Neusynthese, zum anderen aber besonders rasch durch Veränderungen der Proteinmodifikationen, wie z. B. Phosphorylierung/ Dephosphorylierung.Not only for the analysis of nucleic acids, but also for detailed investigations of the proteome of a biological sample, an immediate stabilization of the sample is necessary, since also the protein pattern is changed immediately after taking the sample. This is done on the one hand by degradation or new synthesis, on the other hand but particularly quickly by changes in protein modifications, such as. B. phosphorylation / dephosphorylation.
Um insbesondere das Expressionsmuster in der biologischen Probe zum Zeitpunkt der Entnahme vollständig zu konservieren, muss die Stabilisierung möglichst sofort nach der Zugabe der Lösung einsetzen, ohne vorherige Vorbehandlungen der Probe. Für die Stabilisierung von Nukleinsäuren in kompakten Gewebeproben ergibt sich im Vergleich zu anderen biologischen Proben eine besondere Schwierigkeit. Gewebe sind, bezüglich ihrer Zusammensetzung, ihrer Inhaltsstoffe sowie dem Aufbau vielschichtig und heterogen. Für die Stabilisierung von Nukleinsäuren in kompakten Gewebeproben muss sich die Wirkung des stabilisierenden Reagenzes nicht nur an der Oberfläche der Zellen bzw. innerhalb einer Zellschicht entfalten, sondern auch tief innerhalb des vielschichtigen Probenmaterials wirken. Zudem müssen häufig innerhalb ein und derselben biologischen Probe sehr verschiedene Gewebe- und/oder Zelltypen adressiert werden können, die sich beispielsweise in der Zellstruktur, dem Membranaufbau, den Kompartimentierungen und den Biomo lekülen, beispielsweise hinsichtlich der Proteine, der Kohlenhydrate und/oder dem Fettgehalt, unterscheiden.In particular, in order to completely preserve the expression pattern in the biological sample at the time of sampling, the stabilization must begin as soon as possible after the addition of the solution, without prior pretreatment of the sample. For the stabilization of nucleic acids in compact tissue samples results in comparison to other biological samples a particular difficulty. Tissues are complex and heterogeneous in composition, ingredients and construction. For the stabilization of nucleic acids in compact tissue samples, the effect of the stabilizing reagent must not only unfold on the surface of the cells or within a cell layer, but also act deep within the multilayered sample material. In addition, very different tissue and / or cell types often have to be addressed within one and the same biological sample, for example in the cell structure, the membrane structure, the compartmentalizations and the biomolecules, for example, in terms of proteins, carbohydrates and / or fat content, distinguish.
Im Laufe der Jahre wurden eine Vielzahl von unterschiedlichsten Fixierungs- oder Stabilisierungsreagenzien bzw. Methoden zur Fixierung bzw. Stabilisierung entwickelt, um einen großen Bereich an verschiedenartigen biologischen Proben zu fixieren bzw. stabilisieren.Over the years, a variety of different fixation or stabilization or stabilization reagents and methods have been developed to fix or stabilize a wide range of different biological samples.
So ist als eine Methode der Stabilisierung das Einfrieren biologischer Proben seit langem bekannt. Dabei wird die Probe direkt nach der Entnahme aus ihrer natürlichen Umgebung bei -800C und tiefer, z. B in flüssigem Stickstoff, tiefgefroren. Die so behandelte Probe kann dann ohne Integritätsveränderungen bei etwa -700C nahezu unbegrenzt gelagert werden.Thus, as a method of stabilization, the freezing of biological samples has long been known. The sample is immediately after removal from their natural environment at -80 0 C and lower, z. B in liquid nitrogen, deep-frozen. The thus treated sample can then be stored almost indefinitely without changes in the integrity at about -70 0 C.
Bei histo logischen Analysen müssen Gewebestrukturen sowie zelluläre und subzelluläre Strukturen in ihrem morphologischen Erscheinungsbild während der Lagerung erhalten bleiben. Bei Gewebeproben ist dabei die Fixierung mittels Formalin und gegebenenfalls das anschließende Einbetten der fixierten Proben in Paraffin seit langem bekannt.In histological analyzes, tissue structures as well as cellular and subcellular structures must be preserved in their morphological appearance during storage. In the case of tissue samples, the fixation by means of formalin and optionally the subsequent embedding of the fixed samples in paraffin has long been known.
Weitere bekannte Stabilisierungsverfahren umfassen den Einsatz bestimmter Stabilisierungsreagenzien. Diese Stabilisierungsreagenzien umfassen beispielsweise kationische Detergentien (US 5.010,184, US 5.300,545, WO-A-02/00599 und WO-A-02/00600) oder hochkonzentrierte Ammoniumsulfatlösungen (US 6,204,375).Other known stabilization methods include the use of certain stabilizing reagents. These stabilizing reagents include, for example, cationic detergents (US 5,010,184, US 5,300,545, WO-A-02/00599 and WO-A-02/00600) or highly concentrated ammonium sulfate solutions (US 6,204,375).
Der Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Stabilisierungsverfahren besteht jedoch darin, dass entweder die Stabilisierung von Biomo lekülen wie etwa Nukleinsäuren in den biologischen Proben nur unbefriedigend und insbesondereThe disadvantage of the known from the prior art stabilization method, however, is that either the stabilization of biomolecules such as nucleic acids in the biological samples only unsatisfactory, and in particular
- A - die Ausbeute an diesen Biomo lekülen aus den herkömmlich stabilisierten Proben häufig nur gering ist und/oder dass die Morphologie der Proben nicht in ausreichendem Maße erhalten bleibt.- A - the yield of these biomolecules from the conventionally stabilized samples is often low and / or that the morphology of the samples is not sufficiently maintained.
Im Falle der Stabilisierung durch Einfrieren kommt noch der Nachteil hinzu, dass dieses Stabilisierungsverfahren durchweg sehr aufwendige, logistische Voraussetzungen erfordert, da ein Auftauen der Proben während des Transports, der Lagerung oder während der unterschiedlichsten An- bzw. Verwendungsprozesse verhindert werden muss. Neben den zusätzlichen Kosten für spezielle Probenauf- nahmegefäße sowie für die permanente Kühlung der Proben, ist zudem der Einsatz von flüssigem Stickstoff nicht nur sehr umständlich, sondern auch nur unter besonderen Vorsichtsmaßnahmen durchführbar. Darüber hinaus gestaltet sich eine nachfolgende Analyse des gefrorenen Probenmaterials, insbesondere einzelner Bestandteile der Probe, zumeist sehr schwierig. Zur Verringerung der Nachteile beim Verarbeiten von gefrorenen Proben sind aus dem Stand der Technik sogenannte Transitionslösungen bekannt. Dabei wird zunächst das gefrorene Gewebe in eine auf -700C bis -800C vorgekühlte Lösungen überführt und anschließend darin für einige Stunden (mindestens 16 Std.) bei etwa -200C gelagert wird. Nachfolgend kann dann die mit der Transitionslösung durchtränkte Probe nur für einen kurzen Zeitraum, beispielsweise maximal zum Zerteilen der Probe, auf Arbeitstemperaturen von -4°C bis zu Raumtemperatur erwärmt werden, ohne dass sich der Nukleinsäurestatus der Probe verändert. Derartige, beispielsweise aus der WO-A-2004/72270 bekannte Transitionslösungen bestehen vornehmlich aus einwertigen Alkoholen.In the case of stabilization by freezing, there is the additional disadvantage that this stabilization method requires very complicated, logistical conditions, since thawing of the samples during transport, storage or during a wide variety of application or use processes must be prevented. In addition to the additional costs for special sample containers and for the permanent cooling of the samples, the use of liquid nitrogen is not only very cumbersome, but can only be carried out under special precautionary measures. In addition, a subsequent analysis of the frozen sample material, in particular individual components of the sample, usually very difficult. To reduce the disadvantages of processing frozen samples, so-called transition solutions are known from the prior art. First, the frozen tissue is transferred into a pre-cooled to -70 0 C to -80 0 C solutions and then stored therein for a few hours (at least 16 hours) at about -20 0 C. Subsequently, the sample impregnated with the transition solution can then be heated to working temperatures of -4 ° C. up to room temperature for only a short period of time, for example at most for dividing the sample, without the nucleic acid status of the sample changing. Such transition solutions, known for example from WO-A-2004/72270, consist primarily of monohydric alcohols.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile zu überwinden. Insbesondere lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung einer biologischen Probe, vorzugsweise zur Stabilisierung einer biologischen Probe, anzugeben, mit dem Biomoleküle, insbesondere Nukleinsäuren, Proteine und Metabo liten, in der biologischen Probe besser stabilisiert werden können. Dabei sollte im Vergleich zu den herkömmlichen Stabilisierungs- verfahren die Menge an isolierbaren Biomo lekülen erhöht und/oder die Qualität der Biomo leküle, welche im Falle von Nukleinsäuren beispielsweise durch Gel- Analyse oder durch die Anzahl der PCR-Zyklen bis zum Erreichen einer bestimmten Nukleinsäuremenge bestimmt werden kann, verbessert werden. Auch die Morphologie der biologischen Probe sollte durch das Stabilisierungsverfahren gut erhalten bleiben.The present invention has for its object to overcome the disadvantages resulting from the prior art. In particular, the present invention has the object, a method for the treatment of a biological sample, preferably for stabilizing a biological sample to specify, with the biomolecules, in particular nucleic acids, proteins and Metabo liten, can be better stabilized in the biological sample. The amount of isolatable biomolecules should be increased and / or the quality of the biomolecules should be increased in comparison to the conventional stabilization methods, which in the case of nucleic acids, for example by gel analysis or by the number of PCR cycles until a certain amount of nucleic acid is reached can be determined to be improved. The morphology of the biological sample should also be well preserved by the stabilization process.
Darüber hinaus lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Stabilisierung einer biologischen Probe anzugeben, mit dem sowohl gefrorene als auch frische biologische Proben bei möglichst moderaten Temperaturbedingungen, beispielsweise auch bei Raumtemperatur, ohne Beeinträchtigung des Expressionsprofils oder des Proteoms der biologischen Probe stabilisiert werden können.In addition, the present invention has the object to provide a method for stabilizing a biological sample, with both frozen and fresh biological samples at moderate temperature conditions, for example, at room temperature, are stabilized without affecting the expression profile or the proteome of the biological sample can.
Weiterhin sollte das Verfahren zur Behandlung, vorzugsweise zur Stabilisierung einer biologischen Probe zu einer behandelten, vorzugsweise stabilisierten biologischen Probe führen, die nicht nur bei moderaten Temperaturen, beispielsweise bei Raumtemperatur, analysiert werden kann, sondern gegebenenfalls vor oder nach einer solchen Analyse für möglichst lange Zeit bei solchen moderaten Tem- peraturbedingungen gelagert werden kann.Furthermore, the method for the treatment, preferably for the stabilization of a biological sample should lead to a treated, preferably stabilized biological sample which can be analyzed not only at moderate temperatures, for example at room temperature, but optionally before or after such an analysis for as long as possible can be stored at such moderate temperature conditions.
Im Falle von Biomolekülen soll dabei unter dem Begriff „Stabilisierung" vorzugsweise die Hemmung des Abbaus, der Modifikation, der Induktion oder der Änderung der Aktivität von Biomolekülen verstanden werden. Im Falle von histo- logischen Analysen der biologischen Proben soll unter dem Begriff „Stabilisierung" vorzugsweise das Verhindern einer wesentlichen Änderung der Morphologie der Proben verstanden werden.In the case of biomolecules, the term "stabilization" should preferably be understood to mean the inhibition of the degradation, the modification, the induction or the change in the activity of biomolecules. logical analysis of the biological samples should be understood by the term "stabilization" preferably preventing a significant change in the morphology of the samples.
Einen Beitrag zur Lösung der Eingangs genannten Aufgaben leistet ein Verfahren zur Behandlung einer biologischen Probe, umfassend die VerfahrensschritteA contribution to the solution of the abovementioned objects is provided by a method for the treatment of a biological sample, comprising the method steps
i) Bereitstellen einer biologischen Probe, undi) providing a biological sample, and
ii) in Kontakt bringen der biologischen Probe mit Butendisäure oder mit einem Derivat der Butendisäure.ii) contacting the biological sample with butenedioic acid or with a derivative of butenedioic acid.
Butendisäure liegt in zwei verschiedenen sterischen Konformationen vor, nämlich als trans-Butendisäure, die auch als Fumarsäure bezeichnet wird, und als cis- Buteindisäure, die auch als Maleinsäure bezeichnet wird. Die Strukturformeln der beiden Konformationen sehen wie folgt aus.Butenedioic acid exists in two different steric conformations, namely trans-butenedioic acid, also called fumaric acid, and cis-butenedioic acid, also called maleic acid. The structural formulas of the two conformations are as follows.
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000008_0001
(I) (H) trans-Butendisäure (Fumarsäure) cis-Butendisäure (Maleinsäure)(I) (H) trans-butenedioic acid (fumaric acid) cis-butenedioic acid (maleic acid)
Überraschend wurde festgestellt, dass sich durch das in Kontakt bringen einer biologischen Probe mit Butendisäure oder mit deren Derivaten, insbesondere mitSurprisingly, it was found that by contacting a biological sample with butenedioic acid or with their derivatives, in particular with
Fumarsäure, Maleinsäure sowie deren Derivaten, insbesondere den Maleimiden,Fumaric acid, maleic acid and derivatives thereof, in particular maleimides,
Biomo leküle wie etwa Nukleinsäuren in der biologischen Probe besser stabilisie- ren lassen. Dabei können die Butendisäure oder deren Derivate als Additiv auch herkömmlichen Stabilisierungs- bzw. Fixierungszusammensetzungen zugesetzt werden. Die Zusammensetzungen mit diesem Additiv zeichnen sich im Vergleich zu den Zusammensetzungen ohne das Additiv durch ein besseres Stabilisierungsvermögen von Biomolekülen in einer biologischen Probe, insbesondere durch ein verbessertes Stabilisierungsvermögen für Nukleinsäuren, aus.Biomolecules such as nucleic acids in the biological sample are better stabilized let it go. The butenedioic acid or its derivatives can also be added as an additive to conventional stabilizing or fixing compositions. The compositions with this additive are distinguished by a better stabilizing power of biomolecules in a biological sample, in particular by an improved stabilization capacity for nucleic acids, compared to the compositions without the additive.
Die Derivate der Maleinsäure weisen vorzugsweise die Struktur (III)The derivatives of maleic acid preferably have the structure (III)
Figure imgf000009_0001
auf, in der X
Figure imgf000009_0001
on, in the X
a) ein Sauerstoffatom, b) eine Gruppe der Struktur (IV)a) an oxygen atom, b) a group of structure (IV)
\ 2 2 /\ 2 2 /
OR2 2ROOR 2 2 RO
(IV) c) oder eine Gruppe NR1 ist,(IV) c) or a group NR 1 ,
wobei R1 where R 1
ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Alkyl- Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonderes bevorzugt mit 1 bis 3 Koh- lenstoffatomen, beispielsweise mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen,an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms and more preferably 1 to 3 carbon atoms. lenstoffatomen, for example, with 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms,
ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Aryl- Rest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 6, 7, 8,an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, for example 6, 7, 8,
9, 10, 11 oder 12 Kohlenstoffatomen,9, 10, 11 or 12 carbon atoms,
ein COOR3-Rest, in dem R3 ein Wasserstoffatome oder ein Al- kyl-Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonderes bevorzugt mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen ist, ein Wasserstoffatom oder ein -NR4R5-Rest ist, in dem R4 und R5 ein Wasserstoffatom, ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Alkyl-Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonderes bevorzugt mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen oder ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substi- tuierter Aryl-Rest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Kohlenstoffatomen ist, unda COOR 3 radical in which R 3 is a hydrogen atom or an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably having 1 to 4 carbon atoms and more preferably having 1 to 3 carbon atoms, for example 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms, is a hydrogen atom or a -NR 4 R 5 radical in which R 4 and R 5 is a hydrogen atom, an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably having 1 to 4 carbon atoms and particularly preferably having 1 to 3 carbon atoms, for example having 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms or an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, for example 6, 7, 8, 9 , 10, 11 or 12 carbon atoms, and
wobei R2 where R 2
- ein Wasserstoffatom, ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Alkyl- Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonderes bevorzugt mit 1 bis 3 Koh- lenstoffatomen, beispielsweise mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, oder ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Aryl- Rest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Kohlenstoffatomen,a hydrogen atom, an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably having 1 to 4 carbon atoms and more preferably having 1 to 3 carbon atoms aryl, for example, with 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms, or an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, for example with 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12 carbon atoms,
ist.is.
Bevorzugte Verbindungen der Struktur (III) sind insbesondere Verbindungen aus- gewählt aus den nachfolgenden Strukturen (V), (VI) und (VII):Preferred compounds of structure (III) are, in particular, compounds selected from the following structures (V), (VI) and (VII):
Figure imgf000011_0001
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(V) (VI) (VII)(V) (VI) (VII)
Bei diesen Verbindungen handelt es sich vorzugsweise um Maleinsäureanhydride (III), Maleimide (IV) und Ester der Maleinsäure (VII). Hinzu kommt, als ebenfalls unter die erste Definition fallendes Agens, Fumarsäure (I).These compounds are preferably maleic anhydrides (III), maleimides (IV) and esters of maleic acid (VII). In addition, fumaric acid (I), also falling within the first definition, is fumaric acid (I).
Bei der im Verfahrensschritt i) bereitgestellten biologischen Probe kann es sich um eine gefrorene oder um eine nicht gefrorene biologische Probe handeln, wobei als biologische Probe alle dem Fachmann bekannten biologischen Proben eingesetzt werden können. Bevorzugte biologische Proben sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Biomo leküle, beispielsweise natürliche, vorzugsweise isolierte lineare, verzweigte oder zirkuläre Nukleinsäuren wie RNA, insbesondere mRNA, siRNA, miRNA, snRNA, tRNA, hnRNA oder Ribozyme, DNA und dergleichen, synthetische oder modifizierte Nukleinsäuren, beispielsweise Oligonukleotide, insbesondere für die PCR verwendete Primer, Sonden oder Standards, mit Digo- xigenin, Biotin oder Fluoreszensfarbstoffen markierte Nukleinsäuren oder sogenannte PNAs (,peptide nucleic acids"), natürliche, vorzugsweise isolierte Proteine oder Oligopeptide, synthetische oder modifizierte Proteine oder Oligopeptide, beispielsweise mit Fluoreszenzmarkern oder Enzymen gekoppelte Antikörper, Hormone, Stoffwechselprodukte und Metaboliten, Wachstumsfaktoren, Lipide, Oligosaccharide, Polysaccharide, Proteoglukane, Körperflüssigkeiten wie Blut, Sperma, Cerebrospinalflüssigkeit, Speichel, Sputum, Crusta Phlogistica oder Urin, Flüssigkeiten, welche beim Aufarbeiten von Blut erhalten werden, wie etwa Serum oder Plasma, Leukozyten-Fraktionen oder „buffy coat", Blutegelspeichel (Saliva), Fäkalien, Abstriche, Punktate, Schuppen, Haare, Hautfragmente, forensische Proben, Lebensmittel- oder Umweltproben, die freie oder gebundene Biomoleküle, insbesondere freie oder gebundene Nukleinsäuren enthalten, Stoffwechselprodukte, ganze Organismen, vorzugsweise ganze nicht lebende Organismen, Gewebe von Mehrzellern, vorzugsweise von Insekten und Säugetieren, insbeson- dere vom Menschen, beispielsweise in Form von Gewebeschnitten oder - fragmenten oder Organen, isolierte Zellen, beispielsweise in Form adhärenter oder suspendierter Zellkulturen, Organellen, beispielsweise Chloroplasten oder Mito- chondrien, Vesikel, Zellkerne oder Chromosomen, Pflanzen, Pflanzenteile, Pflanzengewebe oder Pflanzenzellen, Bakterien, Viren, Viroide, Prionen, Hefen und Pilze.The biological sample provided in method step i) can be a frozen or non-frozen biological sample, it being possible to use as biological sample all biological samples known to the person skilled in the art. Preferred biological samples are selected from the Group comprising biomolecules, for example natural, preferably isolated, linear, branched or circular nucleic acids such as RNA, in particular mRNA, siRNA, miRNA, snRNA, tRNA, hnRNA or ribozymes, DNA and the like, synthetic or modified nucleic acids, for example oligonucleotides, in particular for PCR used primers, probes or standards, nucleic acids labeled with digoxigenin, biotin or fluorescent dyes or so-called PNAs, natural, preferably isolated proteins or oligopeptides, synthetic or modified proteins or oligopeptides, for example antibodies coupled with fluorescence markers or enzymes , Hormones, metabolites and metabolites, growth factors, lipids, oligosaccharides, polysaccharides, proteoglucans, body fluids such as blood, sperm, cerebrospinal fluid, saliva, sputum, crusta phlogistica or urine, fluids obtained when working up blood such as serum or plasma, leucocyte fractions or "buffy coat", leech saliva, feces, smears, punctates, dandruff, hair, cutaneous fragments, forensic samples, food or environmental samples containing free or bound biomolecules, especially free ones or bound nucleic acids, metabolites, whole organisms, preferably whole non-living organisms, tissues of multicellulars, preferably of insects and mammals, in particular of humans, for example in the form of tissue sections or fragments or organs, isolated cells, for example in the form of more adherent or suspended cell cultures, organelles, for example chloroplasts or mitochondria, vesicles, cell nuclei or chromosomes, plants, plant parts, plant tissue or plant cells, bacteria, viruses, viroids, prions, yeasts and fungi.
Als eine nichtgefrorene biologische Probe wird im Verfahrensschritt i) des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise eine frisch hergestellte biologische Probe eingesetzt, beispielsweise eine frische Gewebeprobe oder frisch isolierte Blut- zellen aus einem lebendigen oder toten Organismus oder, im Falle synthetischer Biomoleküle als biologische Probe, frisch synthetisierte Nukleinsäuren oder Proteine. Unter einer „frischen" biologischen Probe wird dabei erfmdungsgemäß vorzugsweise eine Probe verstanden, die, bevor sie mit der Butendisäure oder mit deren Derivat im Verfahrensschritt ii) in Kontakt gebracht wird, vor nicht mehr als 96 Stunden, vorzugsweise vor nicht mehr als 48 Stunden, besonders bevorzugt vor nicht mehr als 24 Stunden, darüber hinaus bevorzugt vor nicht mehr als 10 Stunden, darüber hinaus noch mehr bevorzugt vor nicht mehr als 60 Minuten und am meisten bevorzugt vor nicht mehr als 10 Minuten entnommen oder, im Falle eines synthetischen Biomoleküls, synthetisiert worden ist. Die Bezeichnung „frische" biologische Probe umfasst jedoch auch solche Proben, die innerhalb der vorstehend genannten Zeiträume entnommen worden sind, die jedoch vor dem in Kontakt bringen mit der Butendisäure oder mit deren Derivat noch vorbehandelt worden sind, beispielsweise mit herkömmlichen Fixativen, wie etwa Formalin, mit Farbstoffen, wie etwa Eosin, mit Antikörpern und dergleichen. Die Herstellung frischer Zell- oder Gewebeproben kann dabei durch alle dem Fachmann zu diesem Zweck bekannten Präparationsverfahren erfolgen, im Falle einer Gewebeprobe beispielsweise mittels eines Skalpells, etwa bei einer Operation oder einer Autopsie, im Falle einer Blutzellprobe durch Zentrifugation von frisch entnom- menem Blut und dergleichen. Im Falle eines Einsatzes einer frischen biologischen Probe dient die Butendisäure oder deren Derivat, bzw. eine Zusammensetzung, welche diese Verbindung als Additiv umfasst, in erster Linie als Stabilisierungsreagenz bzw. als Stabilisierungszusammensetzung.As a non-frozen biological sample, preferably a freshly prepared biological sample is used in method step i) of the method according to the invention, for example a fresh tissue sample or freshly isolated blood sample. cells from a living or dead organism or, in the case of synthetic biomolecules as a biological sample, freshly synthesized nucleic acids or proteins. According to the invention, a "fresh" biological sample is preferably understood to mean a sample which, before it is brought into contact with the butenedioic acid or its derivative in method step ii), not more than 96 hours, preferably not more than 48 hours, more preferably not more than 24 hours before, more preferably not more than 10 hours, yet more preferably not more than 60 minutes and most preferably not more than 10 minutes before or, in the case of a synthetic biomolecule, synthesized However, the term "fresh" biological sample also includes those samples which have been taken within the abovementioned periods but which have been pretreated prior to contact with the butenedioic acid or its derivative, for example with conventional fixatives, such as formalin, with dyes such as eosin, with antibodies and dergle cozy. The preparation of fresh cell or tissue samples can be carried out by any preparation method known to the skilled person for this purpose, in the case of a tissue sample, for example by means of a scalpel, for example during an operation or an autopsy, in the case of a blood cell sample by centrifuging freshly drawn blood and like. In the case of using a fresh biological sample, the butenedioic acid or its derivative, or a composition comprising this compound as an additive, serves primarily as a stabilizing reagent or as a stabilizing composition.
Als eine gefrorene biologische Probe wird im Verfahrensschritt i) des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise eine biologische Probe eingesetzt, die, nachdem sie beispielsweise auf die zuvor beschriebene Art und Weise isoliert worden ist, vor dem in Kontakt bringen mit der Butendisäure oder mit deren Derivat im Verfahrensschritt ii) zunächst auf Temperaturen von 00C oder weniger, vorzugs- weise auf Temperaturen von -200C oder weniger und am meisten bevorzugt auf Temperaturen von -700C oder weniger, etwa durch das in Kontakt bringen mit flüssigem Stickstoff, abgekühlt worden ist. Wird eine auf diese Weise eingefrorene biologische Probe im erfmdungsgemäßen Verfahren eingesetzt, so dient die Butendisäure oder deren Derivat bzw. eine Zusammensetzung, welche diese Verbindung als Additiv umfasst, in erster Linie als Transitionsreagenz bzw. als Transitionszusammensetzung .As a frozen biological sample, in method step i) of the method according to the invention preferably a biological sample is used which, after having been isolated for example in the manner described above, before contacting with the butenedioic acid or with its derivative in method step ii ) are initially at a temperature of 0 0 C or less, preferential has been cooled to temperatures of -20 0 C or less, and most preferably to temperatures of -70 0 C or less, such as by contacting with liquid nitrogen. If a biological sample frozen in this way is used in the process according to the invention, the butenedioic acid or its derivative or a composition which comprises this compound as an additive serves primarily as a transition reagent or as a transition composition.
Im Verfahrensschritt i) wird die biologische Probe mit Butendisäure oder mit de- ren Derivat, vorzugsweise mit einer Verbindung der Struktur III, in Kontakt gebracht.In method step i), the biological sample is contacted with butenedioic acid or with its derivative, preferably with a compound of structure III.
Wenn es sich bei der Gruppe -X- um eine NR1 -Gruppe handelt, so kann es sich bei dem Rest R1 dieser Verbindung der Struktur III, neben einem Wasserstoff- atom, um einen gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Alkyl-Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen handeln. Die Formulierung „Stickstoff substituierter Alkyl-Rest" soll erfindungsgemäß diejenigen Alkyl-Reste umfassen, in denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch NH2-ReSt, NHR-Reste oder NR2-Reste, in denen R vorzugsweise ein Alkyl-Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, beson- ders bevorzugt ein Methyl-Rest oder ein Ethyl-Rest ist, substituiert ist. Die Formulierung „Halogen substituierter Alkyl-Rest" soll demnach erfmdungsgemäß diejenigen Alkyl-Reste umfassen, in denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch ein Halogenatom, vorzugsweise durch Fluor, Chlor, Brom oder Iod, besonders bevorzugt durch Fluor oder Chlor, substituiert ist/sind.If the group -X- is an NR 1 group, the radical R 1 of this compound of structure III, in addition to a hydrogen atom, may be an optionally substituted nitrogen or halogen-substituted alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms. The term "nitrogen-substituted alkyl radical" is intended according to the invention to include those alkyl radicals in which one or more hydrogen atoms by NH 2 -ReSt, NHR radicals or NR 2 radicals, in which R is preferably an alkyl radical having 1 to 6 According to the invention, the term "halogen-substituted alkyl radical" is intended to encompass those alkyl radicals in which one or more hydrogen atoms are replaced by a halogen atom, preferably by Fluorine, chlorine, bromine or iodine, more preferably substituted by fluorine or chlorine, is / are.
Besonders bevorzugte Alkyl-Reste Reste R1 sind ausgewählt aus der Gruppe umfassendParticularly preferred alkyl radicals radicals R 1 are selected from the group comprising
-CH3, -CH2CH3, -CH2CH2CH3, -CH(CHs)2, -CH2Cl, -CHCl2, -CCl3,-CH 3 , -CH 2 CH 3 , -CH 2 CH 2 CH 3 , -CH (CHs) 2 , -CH 2 Cl, -CHCl 2 , -CCl 3 ,
-CH2CH2Cl, -CHClCH3, -CH2NH2 und -CH2CH2NH2,-CH 2 CH 2 Cl, -CHClCH 3 , -CH 2 NH 2 and -CH 2 CH 2 NH 2 ,
wobei -CH3 und -CH2CH3 am meisten bevorzugt sind.wherein -CH 3 and -CH 2 CH 3 are most preferred.
Weiterhin kann es sich bei dem Rest R1 um einen gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Aryl-Rest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen handeln. Auch hier hat die Formulierung „Stickstoff oder Halogen substituierter Aryl-Rest" die vorstehend im Zusammenhang mit dem Alkylrest beschriebene Bedeutung.Furthermore, the radical R 1 may be an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms. Again, the phrase "nitrogen or halogen substituted aryl radical" has the meaning described above in connection with the alkyl radical.
Besonders bevorzugte Aryl-Reste sind ausgewählt aus der Gruppe umfassendParticularly preferred aryl radicals are selected from the group comprising
-C6H5 (Phenyl-Rest),-C 6 H 5 (phenyl radical),
-C6H4Cl,-C 6 H 4 Cl,
-CH2-C6H5 (Benzyl-Rest),-CH 2 -C 6 H 5 (benzyl radical),
-CH2-C6H4Cl,-CH 2 -C 6 H 4 Cl,
-Ci0H7 (Naphthyl-Rest) und
Figure imgf000015_0001
-Ci 0 H 7 (naphthyl radical) and
Figure imgf000015_0001
wobei der Phenyl-Rest am meisten bevorzugt ist. Auch kann es sich bei dem R1 um einen COOR3-Rest handeln, wobei R3 ein Wasserstoffatom oder ein Alkyl-Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonderes bevorzugt mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen ist.the phenyl radical being most preferred. Also, R 1 may be a COOR 3 radical, where R 3 is a hydrogen atom or an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms and more preferably 1 to 3 carbon atoms, for example 1 , 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms.
Besonders bevorzugte COOR3-Reste sind ausgewählt aus der Gruppe umfassendParticularly preferred COOR3 radicals are selected from the group comprising
-COOH, -COOCH3, und -COOCH2H3,-COOH, -COOCH 3 , and -COOCH 2 H 3 ,
wobei der Rest -COOH am meisten bevorzugt ist.wherein the radical -COOH is most preferred.
Schließlich kann es sich bei dem Rest R1 auch um einen -NR4R5-Rest handeln, in dem R4 und R5 ein Wasserstoffatom, ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Alkyl-Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Aryl-Rest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, wobei die Formulierung „Stickstoff oder Kohlenstoff substituierter Alkyl- Rest" bzw. „Stickstoff oder Halogen substituierter Aryl-Rest" die vorstehend ge- nannte Bedeutung hat.Finally, the radical R 1 can also be a -NR 4 R 5 radical in which R 4 and R 5 are a hydrogen atom, an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms or an optionally nitrogen or Is halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, where the expression "nitrogen or carbon-substituted alkyl radical" or "nitrogen or halogen-substituted aryl radical" has the abovementioned meaning.
Besonders bevorzugte -NR4R5 -Rest-Reste sind ausgewählt aus der Gruppe umfassendParticularly preferred -NR 4 R 5 radical radicals are selected from the group comprising
-NH2,-NH 2 ,
-NHCH3, -N(CH3)2, -NH(CH2CH3), und -N(CH2CH3)2, wobei der Rest -NH2 am meisten bevorzugt ist.-NHCH 3 , -N (CH 3 ) 2 , -NH (CH 2 CH 3 ), and -N (CH 2 CH 3 ) 2 , wherein the radical -NH 2 is most preferred.
Bei dem Rest R2 in der Struktur III sowie in den Strukturen IV, V, VI und VII kann es sich, neben einem Wasserstoffatom, um einen gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierten Alkyl-Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen handeln, wobei die Formulierung „Stickstoff oder Halogen substituierten Alkyl-Rest" die vorstehend genannte Bedeutung hat und bevorzugte Alkyl-Reste R2 diejenigen Alkyl-Reste sind, die bereits im Zusammenhang mit dem Rest R1 als bevorzugte Alkyl-Reste genannt wurden. Auch kann es sich bei dem Rest R2 in der Struktur III sowie in den Strukturen IV, V, VI und VII um einen gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Aryl-Rest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Kohlenstoffatomen, handeln. Grundsätzlich können die Reste R2 in den Strukturen III bis VII gleich oder verschieden sein.The radical R 2 in the structure III as well as in the structures IV, V, VI and VII may, in addition to a hydrogen atom, be an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, wherein the formulation "nitrogen or halogen-substituted alkyl radical "has the abovementioned meaning and preferred alkyl radicals R 2 are those alkyl radicals which have already been mentioned as preferred alkyl radicals in connection with the radical R 1. The radical R may also be mentioned 2 in the structure III and in the structures IV, V, VI and VII to an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, for example with 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12 carbon atoms act In principle, the radicals R 2 in the structures III to VII may be identical or different.
Erfmdungsgemäß am meisten bevorzugte Verbindungen der Struktur III sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Maleinsäureanhydrid, Maleimid, Methylma- leimid und Ethylmaleimid, wobei Methylmaleimid und Ethylmaleimid am meisten bevorzugte Derivate der Maleinsäure sind.Most preferred compounds of structure III according to the invention are selected from the group comprising maleic anhydride, maleimide, methylmaleimide and ethylmaleimide, with methylmaleimide and ethylmaleimide being the most preferred derivatives of maleic acid.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Butendisäure oder wird deren Derivat als solche bzw. als solches, also ohne weitere feste oder flüssige Bestandteile, mit der biologischen Probe in Kontakt gebracht. Diese Vorgehensweise kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn eine flüssige biologische Probe behandelt werden soll. In diesem Fall kann die Butendisäure oder deren Derivat in geeigneter Menge in der biologischen Probe gelöst oder dispergiert, vorzugsweise gelöst sein, wobei die Konzentration der Butendisäure oder des Derivates der Butendisäure in der flüssigen biologischen Probe nach dem in Kontakt bringen mit derselben bis zur Sättigungskonzentration der Butendisäure oder des Derivates der Butendisäure in der jeweiligen Zusammensetzung reichen kann, vorzugsweise jedoch in einem Bereich von 0,1 mMol bis 10 Mol/l, besonders bevorzugt von 10 mMol/1 bis 5 Mol/l und am meisten bevorzugt von 100 mMol/1 bis 1 Mol/l liegt. Im Falle einer festen biologischen Probe kann die feste Probe auch in der festen Butendisäure oder deren Derivat eingelegt werden.According to a particular embodiment of the process according to the invention, the butenedioic acid or its derivative as such or as such, ie without further solid or liquid constituents, is brought into contact with the biological sample. This procedure can be particularly advantageous when a liquid biological sample is to be treated. In this case, the butenedioic acid or its derivative may be dissolved or dispersed in a suitable amount in the biological sample, preferably dissolved, the concentration of the butenedioic acid or the derivative of the butenedioic acid in the liquid biological sample after contacting with it to the saturation concentration the butenedioic acid or the derivative of the butenedioic acid in the respective composition, but preferably in a range from 0.1 mmol to 10 mol / l, more preferably from 10 mmol / 1 to 5 mol / l and most preferably from 100 mmol / 1 to 1 mol / l. In the case of a solid biological sample, the solid sample may also be loaded in the solid butenedioic acid or its derivative.
Gemäß einer anderen besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver- fahrens wird jedoch die Butendisäure oder deren Derivat nicht alleine, sondern in Form eines in einer Zusammensetzung enthaltenen Additivs mit der biologischen Probe in Kontakt gebracht.According to another particular embodiment of the process according to the invention, however, the butenedioic acid or its derivative is brought into contact not only alone but in the form of an additive contained in a composition with the biological sample.
In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass die Zusammensetzung neben der Butendisäure oder deren Derivat mindestens eine weitere Komponente ausgewählt aus einem Lösungsmittel, einem Zusatzstoff oder einer Mischung hieraus umfasst.In this connection, it is preferred that the composition comprises, in addition to the butenedioic acid or its derivative, at least one further component selected from a solvent, an additive or a mixture thereof.
Bei dem Lösungsmittel, welches gegebenenfalls in der Zusammensetzung enthalten sein kann, kann es sich um jedes Lösungsmittel handeln, einschließlich Löse- mittel welche üblicherweise in Zusammensetzungen zur Behandlung, insbesondere zur Stabilisierung biologischer Proben enthalten sind. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Lösungsmittel um ein Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe umfassend Wasser, einwertige Alkohole (Monoole), mehrwertige Alkohole, Aldehyde, Ketone, Dimethylsulfoxid, aromatische Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Ether, Carbonsäuren, Carbonsäureamide, Nitrile, Nitroalka- ne, Ester oder Mischungen aus mindestens zwei dieser Lösungsmittel.The solvent which may optionally be included in the composition may be any solvent, including solvents usually contained in compositions for the treatment, in particular for the stabilization of biological samples. The solvent is preferably a solvent selected from the group comprising water, monohydric alcohols (monools), polyhydric alcohols, aldehydes, ketones, dimethyl sulfoxide, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ethers, carboxylic acids, carboxylic acid amides, nitriles, nitroalkanes, Esters or mixtures of at least two of these solvents.
Unter diesen Lösungsmitteln besonders bevorzugt sind insbesondere Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe umfassend Wasser, Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4- Butandiol, 1,5-Pentandiol, 2,4-Pentandiol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethy- lenglykol, Dipropylenglykol, Triethylenglykol, Tripropylenglykol, 1,2,3- Propantriol, 1,2,6-Hexantriol, 3-Methyl-l,3,5-Pentan-triol, 1,2,4-Butantriol, Ace- tonitril, Aceton, Anisol, Benzonitril, Benzylalkohol, l-Methoxy-2-Propanol, Qui- nolin, Cyclohexanon, Diacetin, Dichloromethan, Chloroform, Diethylether, Dime- thylether, Toluol, Dimethylketon, Diethylketon, Dimethyladipat, Dimethylcarbo- nat, Dimethylsulfϊt, Dioxan, Dimethylsulfoxid, Methylacetat, Ethylacetat, Benzoesäure, Methylbenzoat, Ethylbenzoat, Ethylbenzol, Formamid, Glycerintriace- tat, Ethylacetoacetat, Methylacetoacetat, N,N-Diethylacetamid, N-Methyl-N- ethylacetamid, N,N-Dimethylacetamid, N,N-Dimethylformamid, N-Methyl-N- ethylformamid, N,N-Diethylformamid, N,N-Dimethylthio formamid, N ,N- Diethylthio formamid, N-Methyl-N-ethylthioform-amid, N,N-Dimethylacetamid, N-Methyl-N-Ethylacetamid, N,N-Diethylacetamid, Nitroethan, Nitromethyltoluol, Triethylphosphat oder Mischungen aus mindestens zwei dieser Lösungsmittel.Particular preference is given among these solvents to solvents selected from the group comprising water, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 2,4-pentanediol, ethylene glycol, propylene glycol, Diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, 1,2,3-propanetriol, 1,2,6-hexanetriol, 3-methyl-1,3,5-pentanetriol, 1,2,4-butanetriol, acetic acid tonitrile, acetone, anisole, benzonitrile, benzyl alcohol, 1-methoxy-2-propanol, quinoline, cyclohexanone, diacetin, dichloromethane, chloroform, diethyl ether, dimethyl ether, toluene, dimethyl ketone, diethyl ketone, dimethyl adipate, dimethyl carbonate, dimethyl sulphate, Dioxane, dimethyl sulfoxide, methyl acetate, ethyl acetate, benzoic acid, methyl benzoate, ethyl benzoate, ethylbenzene, formamide, glycerol triacetic acid, ethyl acetoacetate, methyl acetoacetate, N, N-diethylacetamide, N-methyl-N-ethylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N, N- Dimethylformamide, N-methyl-N-ethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylthioformamide, N, N-diethylthioformamide, N-methyl-N-ethylthioformamide, N, N-dimethylacetamide d, N-methyl-N-ethylacetamide, N, N-diethylacetamide, nitroethane, nitromethyltoluene, triethyl phosphate or mixtures of at least two of these solvents.
Bei dem Zusatzstoff, der gegebenenfalls in der Zusammensetzung enthalten sein kann, kann es sich um jeden Zusatzstoff handeln, der üblicherweise in Zusammensetzungen zur Behandlung, insbesondere zur Stabilisierung biologischer Pro- ben enthalten ist. Bevorzugte Zusatzstoffe sind dabei ausgewählt aus der Gruppe umfassend Salze, wie beispielsweise Ammoniumsulfit, Ammoniumsulfat, Caesi- umsulfat, weitere Ammoniumsalze, weitere Sulfatsalze, Litiumnitrat, Natriumace- tat, Kaliumacetat, Natriumchlorid, Kaliumchlorid oder Calciumchlorid, osmotisch aktive Substanzen, wie etwa Mannitol, Detergentien, Inhibitoren, welche den Ab- bau von Nukleinsäuren oder Proteinen hemmen, wie beispielsweise der Protease- Inihibor PMSF oder die kommerziell erhältlichen Produkte ANTI-RNase (Ambion, St. Austin, USA), RNAsecure® (Ambion) oder DEPC, Alkylierungsmittel, Acetylierungsmittel, Halogenierungsmittel, Nukleotide, Nukleotid-analoge- Verbindungen, Aminosäuren, Aminosäure-analoge Verbindungen, Betain, Visko- sitätsregulierer, Farbstoffe, insbesondere Farbstoffe zum spezifischen Anfärben bestimmter Zellstrukturen, Pufferverbindungen, beispielsweise MES, HEPES, MOPS oder TRIS, Konservierungsstoffe, Komplexbildner, wie beispielsweise EDTA oder EGTA, Reduktionsmittel, wie beispielsweise 2-Mercaptoethanol, Dithiothreitol (DTT), Hydrogensulfid, Ascorbinsäure, NADPH, Tricarboxye- thylphosphin (TCEP) und Hexamethylphosphorsäuretriamid (Me2N)3P, Oxidati- onsmittel wie 5,5'-Dithio-bis(2-Nitrobenzesäure) (DTNB), Substanzen, welche die Permeabilität von Zellen verbessern, beispielsweise DMSO oder DOPE, cha- otrope Substanzen, wie beispielsweise Guanidiniumisothiocyanat oder Guanidini- um-Hydrochlorid, Fixative, kreuzvernetzende Agentien, wie beispielsweise Formaldehyd oder Glutardialdehyd, Essigsäure oder Trichloressigsäure, Zucker, trocknungsmittel wie etwa Silikagel, Phenol und Phenolderivate sowie Mischungen aus mindestens zwei, mindestens drei, mindestens vier, mindestens fünf oder mindestens sechs dieser Zusatzstoffe.The additive, which may optionally be included in the composition, may be any additive normally included in compositions for the treatment, in particular for the stabilization of biological samples. Preferred additives are selected from the group comprising salts, such as, for example, ammonium sulfite, ammonium sulfate, cesium sulfate, further ammonium salts, further sulfate salts, lithium nitrate, sodium acetate, potassium acetate, sodium chloride, potassium chloride or calcium chloride, osmotically active substances, such as mannitol, detergents , Inhibitors, which inhibit the degradation of nucleic acids or proteins, such as the protease Inihibor PMSF or the commercially available products ANTI-RNase (Ambion, St. Austin, USA), RNAsecure ® (Ambion) or DEPC, alkylating agents, acetylating agents , Halogenating agents, nucleotides, nucleotide analogues, amino acids, amino acid-analogous compounds, betaine, viscous sity regulators, dyes, especially dyes for the specific staining of certain cell structures, buffer compounds, for example MES, HEPES, MOPS or TRIS, preservatives, complexing agents, such as EDTA or EGTA, reducing agents, such as 2-mercaptoethanol, dithiothreitol (DTT), hydrogen sulfide, ascorbic acid, NADPH, tricarboxyethylphosphine (TCEP) and hexamethylphosphoric triamide (Me2N) 3P, oxidants such as 5,5'-dithio-bis (2-nitrobenzenoic acid) (DTNB), substances which improve the permeability of cells, for example DMSO or DOPE, chaotropic substances such as guanidinium isothiocyanate or guanidinium hydrochloride, fixatives, cross-linking agents such as formaldehyde or glutaric dialdehyde, acetic acid or trichloroacetic acid, sugars, drying agents such as silica gel, phenol and phenol derivatives and mixtures of at least two, at least three, at least four, at least five or at least at least six of these additives.
Wenn es sich bei der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung um eine flüssige Zusammensetzung handelt, so kann die Butendisäure oder deren Derivat in dieser flüssigen Zusammensetzung in einer Konzentration bis hin zur Sättigungskonzentration in der jeweiligen Zusammensetzung vorliegen, wobei sie jedoch vorzugsweise in einer Konzentration in einem Bereich von Bereich von 0,01 mMol bis 10 Mol/l, besonders bevorzugt von 1 mMol/1 bis 5 Mol/l und am meisten bevorzugt von 10 mMol/1 bis 4 Mol/l vorliegt.When the composition described above is a liquid composition, the butenedioic acid or its derivative may be present in this liquid composition in a concentration up to the saturation concentration in the particular composition, but preferably in a concentration in the range of from 0.01 mmol to 10 mol / l, more preferably from 1 mmol / 1 to 5 mol / l, and most preferably from 10 mmol / l to 4 mol / l.
Weiterhin ist es im Falle eines Einsatzes der Butendisäure oder eines Derivates der Butendisäure in Form der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung bevorzugt, wenn die ZusammensetzungFurthermore, in the case of using the butenedioic acid or a derivative of the butenedioic acid in the form of the above-described composition, it is preferred that the composition
0 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 bis 99 Gew.-% und am meisten bevorzugt 50 bis 90 Gew.-% des Lösungsmittels, 0 bis 99,99 Gew.-%, besonders bevorzugt 22 bis 99 Gew.-% und am meisten bevorzugt 40 bis 80 Gew.-% des Zusatzstoffes, sowie0 to 99.99 wt.%, More preferably 25 to 99 wt.% And most preferably 50 to 90 wt.% Of the solvent, 0 to 99.99% by weight, more preferably 22 to 99% by weight and most preferably 40 to 80% by weight of the additive, and
- im Falle einer flüssigen Zusammensetzung die Butendisäure oder deren Derivat in den vorstehend beschriebenen Konzentrationsbereichen und im Falle einer festen Zusammensetzung die Butendisäure oder deren Derivat in einer Menge in einem Bereich von 0,001 bis 99,9 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,01 bis 90 Gew.-% und am meisten bevorzugt in einer Menge in einem Bereich von 0,1 bis 80 Gew.-%,in the case of a liquid composition, the butenedioic acid or its derivative in the concentration ranges described above, and in the case of a solid composition, the butenedioic acid or its derivative in an amount ranging from 0.001 to 99.9% by weight, more preferably in the range of 0.01 to 90% by weight, and most preferably in an amount in the range of 0.1 to 80% by weight,
wobei die Gesamtmenge aus Lösungsmittel, Zusatzstoff und Verbindung Butendisäure bzw. Derivat der Butendisäure 100 Gew.-% beträgt.wherein the total amount of solvent, additive and compound butenedioic acid or derivative of butenedioic acid is 100 wt .-%.
Die Herstellung der Zusammensetzung aus dem Lösungsmittel, dem Zusatzstoff und der Butendisäure bzw. dem Derivat der Butendisäure erfolgt vorzugsweise durch einfaches Vermischen der Komponenten. Sollte eine der Komponenten einen Schmelzpunkt oberhalb der Raumtemperatur haben, so kann es bevorzugt sein, diese Komponente bis zum Schmelzpunkt zu erhitzen und dann mit den üb- rigen Komponenten zu vermischen. Denkbar ist aber auch, dass, wenn eine der Komponenten bei der Herstellung der Zusammensetzung in fester und eine andere Komponente in flüssiger Form vorliegt, die feste Komponente in der flüssigen Komponente zu lösen. So kann beispielsweise eine feste Verbindung der Struktur III in einem flüssigen Zusatzstoff oder Lösemittel gelöst werden.The preparation of the composition from the solvent, the additive and the butenedioic acid or the derivative of the butenedioic acid is preferably carried out by simply mixing the components. If one of the components has a melting point above room temperature, it may be preferable to heat this component to the melting point and then to mix it with the other components. However, it is also conceivable that if one of the components is solid in the preparation of the composition and another component in liquid form, the solid component in the liquid component to solve. Thus, for example, a solid compound of structure III can be dissolved in a liquid additive or solvent.
Das in Kontakt bringen der Zusammensetzung mit der biologischen Probe im Verfahrensschritt ii) erfolgt im Falle einer flüssigen Zusammensetzung vorzugsweise dadurch, dass die biologische Probe in die Zusammensetzung eingetaucht wird, so dass die gesamte Probe von der Zusammensetzung durchtränkt werden kann. Wird als biologische Probe ein Fluid oder isolierte Zellen oder z. B. eine granuläre Probe eingesetzt, so erfolgt das in Kontakt bringen durch Vermischen der biologischen Probe mit der Zusammensetzung oder durch Suspendieren der biologischen Probe in der Zusammensetzung. Alternativ können bei der gewähl- ten Temperatur feste Zusammensetzungen direkt in einer flüssigen biologischen Probe (z. B. Blut, Plasma, Urin, Speichel) gelöst werden. Im Falle einer festen biologischen Probe und einer festen Zusammensetzung kann die feste Probe auch in der festen Zusammensetzung eingelegt werden.The contacting of the composition with the biological sample in process step ii) is preferably carried out in the case of a liquid composition by immersing the biological sample in the composition so that the entire sample is impregnated by the composition can. As a biological sample, a fluid or isolated cells or z. For example, when a granular sample is used, it is contacted by mixing the biological sample with the composition or suspending the biological sample in the composition. Alternatively, at the selected temperature, solid compositions may be dissolved directly in a liquid biological sample (eg, blood, plasma, urine, saliva). In the case of a solid biological sample and a solid composition, the solid sample may also be incorporated in the solid composition.
Es ist weiterhin erfmdungsgemäß bevorzugt, dass das in Kontakt bringen der biologischen Probe mit der Butendisäure oder mit deren Derivat bzw. mit der Zusammensetzung beinhaltend die Butendisäure oder deren Derivat bei einer Temperatur in einem Bereich von -800C bis +800C, bevorzugt in einem Bereich von 00C bis +800C, noch mehr bevorzugt in einem Bereich von 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8°C bis +800C und darüber hinaus bevorzugt in einem Bereich von 18°C bis +800C erfolgt, beispielsweise bei einer Temperatur von mindestens -200C, -19°C, -18°C, -17°C, -16°C, -15°C, -14°C, -13°C, -12°C, -I TC, -100C, -9°C, -8°C, -TC, -6°C, -5°C, -4°C, -3°C, -2°C, -FC, 00C, FC, 2°C, 3°C, 4°C, 5°C, 6°C, 7°C, 8°C, 9°C, 100C, I FC, 12°C, 13°C, 14°C, 15°C, 16°C, 17°C, 18°C, 19°C, 200C, 2FC, 22°C, Raumtemperatur, 23°C, 24°C, 25°C, 26°C, 27°C, 28°C, 29°C, 300C, 3FC, 32°C, 33°C, 34°C, 35°C, 36°C, 37°C, 38°C, 39°C, 400C, 4FC, 42°C, 43°C, 44°C, 45°C, 46°C, 47°C, 48°C, 49°C, 500C, 5FC, 52°C, 53°C, 54°C, 55°C, 56°C, 57°C, 58°C, 59°C oder 600C erfolgt.It is further erfmdungsgemäß preferred that the bringing into contact the biological sample with the butenedioic acid or its derivative and with the composition comprising the butenedioic acid or its derivative at a temperature in the range from -80 0 C to +80 0 C, preferably in a range from 0 0 C to +80 0 C, more preferably in a range of 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8 ° C to +80 0 C and more preferably in a range from 18 ° C to +80 0 C, for example, at a temperature of at least -20 0 C, -19 ° C, -18 ° C, -17 ° C, -16 ° C, -15 ° C, -14 ° C, - 13 ° C, -12 ° C, -I TC, -10 0 C, -9 ° C, -8 ° C, -TC, -6 ° C, -5 ° C, -4 ° C, -3 ° C , -2 ° C, -FC, 0 0 C, FC, 2 ° C, 3 ° C, 4 ° C, 5 ° C, 6 ° C, 7 ° C, 8 ° C, 9 ° C, 10 0 C , I FC, 12 ° C, 13 ° C, 14 ° C, 15 ° C, 16 ° C, 17 ° C, 18 ° C, 19 ° C, 20 0 C, 2FC, 22 ° C, room temperature, 23 ° C, 24 ° C, 25 ° C, 26 ° C, 27 ° C, 28 ° C, 29 ° C, 30 0 C, 3FC, 32 ° C, 33 ° C, 34 ° C, 35 ° C, 36 ° C, 37 ° C, 38 ° C, 39 ° C, 40 0 C, 4FC, 42 ° C, 43 ° C, 4 4 ° C, 45 ° C, 46 ° C, 47 ° C, 48 ° C, 49 ° C, 50 0 C, 5FC, 52 ° C, 53 ° C, 54 ° C, 55 ° C, 56 ° C, 57 ° C, 58 ° C, 59 ° C or 60 0 C.
Dabei bedeutet die Formulierung, dass das „in Kontakt bringen der biologischen Probe mit der Butendisäure oder mit deren Derivat bzw. mit der Zusammensetzung beinhaltend die Butendisäure oder deren Derivat bei einer Temperatur in einem Bereich von -800C bis +800C" oder bei einer der anderen, vorstehend genannten Temperaturen erfolgt, dass nach dem in Kontakt bringen der biologischen Probe mit der Butendisäure oder mit deren Derivat bzw. der Zusammensetzung die Temperatur der auf diese Weise erhaltenen Mischung innerhalb der vorstehend genannten Temperaturen liegt. So kann es beispielsweise sein, dass als biologisches Material eine auf Temperaturen von weniger als -200C tiefgefrorene Probe, beispielsweise eine in flüssigem Stickstoff gelagerte Probe eingesetzt wird, wobei in diesem Falle eine solche Menge an Maleinsäure oder an Derivat bzw. an Zusammensetzung mit einer solchen Temperatur eingesetzt wird, dass nach dem in Kontakt bringen der tiefgefrorenen biologischen Probe mit der Butendisäure oder mit deren Derivat bzw. mit der Zusammensetzung die Temperatur der Mi- schung (und somit auch die Temperatur der biologische Probe) im vorstehend genannten Temperaturbereich liegt.In this case, the formulation means that "contacting the biological sample with the butenedioic acid or with its derivative or with the composition comprising the butenedioic acid or its derivative at a temperature in a range from -80 0 C to + 80 0 C" or at one of the other temperatures mentioned above, that after contacting the biological Sample with the butenedioic acid or with its derivative or the composition, the temperature of the mixture thus obtained is within the above-mentioned temperatures. Thus, it may be, for example, that as the biological material is a deep-frozen to temperatures of less than -20 0 C sample, for example a stored in liquid nitrogen sample is used, in which case such an amount of maleic acid or derivative, or of composition with is used at such a temperature that after contacting the frozen biological sample with the butenedioic acid or with its derivative or with the composition, the temperature of the mixture (and thus also the temperature of the biological sample) in the above-mentioned temperature range.
Weiterhin kann es gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auch bevorzugt sein, dass die biologische Probe nach dem in Kontakt bringen mit der Butendisäure oder mit deren Derivat bzw. mit der Zusammensetzung beinhaltend die Butendisäure oder deren Derivat im Verfahrens- schritt ii), vorzugsweise unter den vorstehend genannten Temperaturbedingungen, noch in einem sich an den Verfahrensschritt ii) anschließenden Verfahrensschritt iii) bei einer Temperatur in einem Bereich von -800C bis +800C, bevorzugt in einem Bereich von 00C bis +800C, noch mehr bevorzugt in einem Bereich von 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8°C bis +800C und darüber hinaus bevorzugt in einem Bereich von 18°C bis +800C erfolgt, beispielsweise bei einer Temperatur von mindestens - 200C, -19°C, -18°C, -17°C, -16°C, -15°C, -14°C, -13°C, -12°C, -I TC, -100C, - 9°C, -8°C, -TC, -6°C, -5°C, -4°C, -3°C, -2°C, -FC, 00C, FC, 2°C, 3°C, 4°C, 5°C, 6°C, 7°C, 8°C, 9°C, 100C, I FC, 12°C, 13°C, 14°C, 15°C, 16°C, 17°C, 18°C, 19°C, 200C, 2FC, 22°C, Raumtemperatur, 23°C, 24°C, 25°C, 26°C, 27°C, 28°C, 29°C, 300C, 3FC, 32°C, 33°C, 34°C, 35°C, 36°C, 37°C, 38°C, 39°C, 400C, 4FC, 42°C, 43°C, 44°C, 45°C, 46°C, 47°C, 48°C, 49°C, 500C, 5FC, 52°C, 53°C, 54°C, 55°C, 56°C, 57°C, 58°C, 59°C oder 600C gelagert wird, wobei diese Lagerung gegebenenfalls über einen Zeitraum von mindestens einem Tag, mindestens 2 Tagen, mindestens 3 Tagen, mindestens einer Woche, von mindestens zwei Wochen, von mindestens einem Monat, von mindestens drei Monaten, von mindestens sechs Monaten oder auch von mindestens 12 Monaten erfolgen kann.Furthermore, according to a particular embodiment of the method according to the invention, it may also be preferred for the biological sample to be in contact with the butenedioic acid or its derivative or with the composition comprising the butenedioic acid or its derivative in process step ii), preferably under the above-mentioned temperature conditions, nor in a subsequent process step ii) process step iii) at a temperature in a range of -80 0 C to +80 0 C, preferably in a range of 0 0 C to +80 0 C, still more preferably in a range of 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8 ° C to +80 0 C and more preferably in a range of 18 ° C to +80 0 C, for example at a temperature of at least - 20 0 C, -19 ° C, -18 ° C, -17 ° C, -16 ° C, -15 ° C, -14 ° C, -13 ° C, -12 ° C, -I TC, - 10 0 C, - 9 ° C, -8 ° C, -TC, -6 ° C, -5 ° C, -4 ° C, -3 ° C, -2 ° C, -FC, 0 0 C, FC , 2 ° C, 3 ° C, 4 ° C, 5 ° C, 6 ° C, 7 ° C, 8 ° C, 9 ° C, 10 0 C, I FC, 12 ° C, 13 ° C, 14 ° C, 15 ° C, 16 ° C, 17 ° C, 18 ° C, 19 ° C, 20 0 C, 2FC, 22 ° C, room temperature, 23 ° C, 24 ° C, 25 ° C, 26 ° C, 27 ° C, 28 ° C, 29 ° C, 30 0 C, 3FC, 32 ° C, 33 ° C, 34 ° C , 35 ° C, 36 ° C, 37 ° C, 38 ° C, 39 ° C, 40 0 C, 4FC, 42 ° C, 43 ° C, 44 ° C, 45 ° C, 46 ° C, 47 ° C , 48 ° C, 49 ° C, 50 0 C, 5FC, 52 ° C, 53 ° C, 54 ° C, 55 ° C, 56 ° C, 57 ° C, 58 ° C, 59 ° C or 60 0 C. is stored, wherein such storage may be for a period of at least one day, at least two days, at least three days, at least one week, at least two weeks, at least one month, at least three months, at least six months or at least 12 months ,
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Lagerung einer behandelten biologischen Probe bei Kühlschranktemperaturen, bei Raumtemperatur oder bei noch höheren Temperaturen, ohne dass es zu einem erkennbaren Ab- bau von Biomolekülen wie Nukleinsäuren oder Proteinen in der biologische Probe kommt. Dieses stellt einen signifikanten Vorteil gegenüber herkömmlichen Stabilisierungsverfahren dar, da das Verfahren ohne den Einsatz von flüssigem Stickstoff oder von Tiefkühlvorrichtungen durchgeführt und die stabilisierte Probe auch ohne den Einsatz von flüssigem Stickstoff oder von Tiefkühlvorrichtungen gelagert werden kann. Insbesondere zum Zwecke einer längerfristigen Archivierung können die Proben natürlich, wie allgemein üblich, auch bei niedrigen Temperaturen, etwa bei -200C oder -800C, gelagert werden, wobei dieses jedoch nicht zwingend ist.The method according to the present invention enables the storage of a treated biological sample at refrigerator temperatures, at room temperature or at even higher temperatures, without any noticeable degradation of biomolecules such as nucleic acids or proteins in the biological sample. This represents a significant advantage over conventional stabilization methods, since the process can be carried out without the use of liquid nitrogen or freezers and the stabilized sample can be stored without the use of liquid nitrogen or freezers. In particular, for the purpose of a long-term archival samples, of course, as usual, even at low temperatures, for example at -20 0 C or -80 0 C, are stored, but this is not mandatory.
Nach der erfmdungsgemäßen Behandlung und gegebenenfalls vor oder auch nach einem möglichen Lagerungsschritt iii) kann die behandelte biologische Probe auch in geeignete Einbettungsmittel eingebettet werden, beispielsweise in Paraffin oder dergleichen, um dann aus der biologischen Probe für histologische Untersuchungen geeignete Gewebeschnitte einfacher anfertigen zu können.After the treatment according to the invention and, if appropriate, before or even after a possible storage step iii), the treated biological sample can also be embedded in suitable embedding means, for example in paraffin or the like, in order then to be able to make tissue sections which are suitable for histological examinations more easily from the biological sample.
Weiterhin kann es gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt sein, dass sich an den Verfahrensschritt i) und ii) noch ein Verfahrensschritt iv) Analyse von Biomo lekülen in der oder aus der mit der Butendisäure oder mit deren Derivat (bzw. mit einer Zusammensetzung beinhaltend die Butendisäure oder deren Derivat) in Kontakt gebrachten biologischen Probe und/oder histologische Analyse der mit der Butendisäure oder mit deren De- rivat (bzw. mit einer Zusammensetzung beinhaltend die Butendisäure oder deren Derivat) in Kontakt gebrachten biologischen Probe, besonders bevorzugt jedoch die Analyse von Biomo lekülen in der oder aus der mit der Butendisäure oder mit deren Derivat (bzw. mit einer Zusammensetzung beinhaltend die Butendisäure oder deren Derivat) in Kontakt gebrachten biologi- sehen Probe,Furthermore, according to a particular embodiment of the method according to the invention, it may be preferable for the process step i) and ii) to contain one more process step (iv) analysis of biomolecules in or from the biological sample contacted with the butenedioic acid or its derivative (or composition containing the butenedioic acid or its derivative) and / or histological analysis of the butenedioic acid or its derivative; rivat (or with a composition containing the butenedioic acid or its derivative) brought biological sample, but particularly preferably the analysis of biomolecules in or with the butenedioic acid or with its derivative (or with a composition containing the butenedioic acid or their derivative) in contact with a biological sample,
anschließt, wobei dieser Verfahrensschritt iv) gegebenenfalls auch vor oder nach einer Lagerung gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahrensschritt iii) durchgeführt werden kann.if appropriate, this process step iv) can also be carried out before or after storage in accordance with method step iii) described above.
Unter einer histo logischen Untersuchung wird vorzugsweise jedes Untersuchungsverfahren verstanden, welches geeignet ist, den morphologischen Zustand eines Gewebes, eines Gewebeschnittes, einer Zelle oder von subzellulären Strukturen zu analysieren, beispielsweise mittels Mikroskopie und gegebenenfalls unter Einsatz von dem Fachmann bekannten Färbe- oder Markierungstechniken.A histological examination is preferably understood to mean any examination method which is suitable for analyzing the morphological state of a tissue, a tissue section, a cell or subcellular structures, for example by means of microscopy and if appropriate using dyeing or labeling techniques known to the person skilled in the art.
Als Biomo leküle, die analysiert werden können, kommen alle dem Fachmann bekannten Biomo leküle in Betracht, insbesondere natürliche, modifizierte oder synthetische Nukleinsäuren, natürliche, modifizierte oder synthetische Proteine oder Oligopeptide, Hormone, Wachstumsfaktoren, Substrate des Stoffwechsels, Metabolite, Lipide, Oligosaccharide oder Proteoglukane. Als Nukleinsäuren kommen alle dem Fachmann bekannten Nukleinsäuren in Betracht, insbesondere Ribonukleinsäuren (RNA), beispielsweise mRNA, siRNA, miRNA, snRNA, t- RNA, hnRNA oder Ribozyme, oder Deoxyribonukleinsäuren (DNA). Grundsätz- lieh kann es sich um jeden Typ von Polynukleotid handeln, der ein N-Glykosid oder C-Glykosid einer Purin- oder Pyrimidinbase darstellt. Die Nukleinsäure kann einzel-, doppel- oder mehrsträngig, linear, verzweigt oder zirkulär sein. Sie kann einem in einer Zelle vorkommenden Molekül entsprechen, wie etwa genomische DNA oder Boten-RNA (mRNA), oder in vitro erzeugt werden wie Komplementär-DNA (cDNA), Gegenstrang-RNA (aRNA), oder synthetische Nukleinsäuren. Die Nukleinsäure kann aus wenigen Untereinheiten, mindestens zwei Untereinheiten, bevorzugt acht oder mehr Untereinheiten bestehen, wie etwa Oligonukleotide, mehreren hundert Untereinheiten bis hin zu mehreren tausend Untereinheiten, wie etwa bestimmte Expressionsvektoren, oder bedeutend mehr Untereinheiten, wie genomische DNA. Bevorzugt enthält die Nukleinsäure die kodierende Information für ein Polypeptid in funktionellem Zusammenhang mit regulatorischen Sequenzen, die die Expression des Polypeptids in der Zelle erlauben, in die die Nukleinsäure eingebracht wird oder natürlich vorliegt. So ist die Nukleinsäure in einer bevorzugten Aus führungs form ein Expressionsvektor. In einer anderen Ausführungsform ist sie eine pDNA (Plasmid-DNA), eine siRNA, eine siRNA-Duplizes oder eine siRNA-hetero-Duplizes, wobei unter dem Begriff „siRNA" Ribonukleinsäuren mit einer Länge von etwa 22 Nukleotiden verstanden werden, die durch Spaltung einer doppelsträngigen RNA (dsRNA) durch das Enzym „Dicer" entste- hen und in den Enzymkomplex „RISC" (RNA-induced silencing complex) eingebaut werden.Suitable biomolecules which can be analyzed are all biomolecules known to the person skilled in the art, in particular natural, modified or synthetic nucleic acids, natural, modified or synthetic proteins or oligopeptides, hormones, growth factors, metabolites, metabolites, lipids, oligosaccharides or proteoglucans. Suitable nucleic acids are all nucleic acids known to the skilled worker, in particular ribonucleic acids (RNA), for example mRNA, siRNA, miRNA, snRNA, t-RNA, hnRNA or ribozymes, or deoxyribonucleic acids (DNA). In principle It may be any type of polynucleotide that is an N-glycoside or C-glycoside of a purine or pyrimidine base. The nucleic acid may be single, double or multi-stranded, linear, branched or circular. It may correspond to a molecule occurring in a cell, such as genomic DNA or messenger RNA (mRNA), or generated in vitro, such as Complementary DNA (cDNA), counterstrand RNA (aRNA), or synthetic nucleic acids. The nucleic acid may consist of a few subunits, at least two subunits, preferably eight or more subunits, such as oligonucleotides, several hundred subunits to several thousand subunits, such as certain expression vectors, or significantly more subunits, such as genomic DNA. Preferably, the nucleic acid contains the coding information for a polypeptide in functional association with regulatory sequences that allow expression of the polypeptide in the cell into which the nucleic acid is introduced or naturally present. Thus, in a preferred embodiment, the nucleic acid is an expression vector. In another embodiment, it is a pDNA (plasmid DNA), siRNA, siRNA duplexes or siRNA hetero-duplexes, the term "siRNA" being understood to mean ribonucleic acids of about 22 nucleotides in length, which may be cleaved a double-stranded RNA (dsRNA) by the enzyme "Dicer" arise and in the enzyme complex "RISC" (RNA-induced silencing complex) are incorporated.
Am meisten bevorzugt als Biomo leküle sind jedoch Proteine und Nukleinsäuren, wobei Nukleinsäuren besonders bevorzugt und RNAs am meisten bevorzugt sind.However, most preferred as biomolecules are proteins and nucleic acids, with nucleic acids being particularly preferred and RNAs being most preferred.
Die Formulierung „Analyse von Biomolekülen in der oder aus der mit der Buten- disäure oder mit deren Derivat bzw. mit einer Zusammensetzung beinhaltend die Butendisäure oder deren Derivat in Kontakt gebrachten biologischen Probe" bedeutet dabei, dass die Analyse sowohl in situ als auch ex situ, also beispielsweise nach Isolierung der Biomoleküle aus der biologischen Probe erfolgen kann. Sollen Biomoleküle aus einer biologischen Probe zum Zwecke der Analyse isoliert werden, so kann es vorteilhaft sein, insbesondere im Falle von Zellen, Geweben oder anderen komplexen oder kompakten Proben die Proben zunächst zu homogenisie- ren, wobei dieses Homogenisieren auf mechanischem Weg, beispielsweise mittels Kanülen, Mörsern, Rotor-Stator-Homogenisatoren, einer Kugelmühle oder dergleichen, auf chemischem Weg durch den Einsatz geeigneter Lysepuffer, welche üblicherweise Detergenzien und/oder chaotrope Substanzen und/oder Phenol beinhalten, auf enzymatischem Weg, beispielsweise unter Einsatz von Proteasen, oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen, durchgeführt werden kann.The phrase "analysis of biomolecules in or from the biological sample contacted with the butenedioic acid or its derivative or with a composition containing the butenedioic acid or its derivative" means that the analysis is carried out both in situ and ex situ So for example after isolation of the biomolecules from the biological sample can be done. If biomolecules from a biological sample are to be isolated for the purpose of analysis, it may be advantageous, in particular in the case of cells, tissues or other complex or compact samples, first to homogenize the samples, this homogenization being effected by mechanical means, for example by means of cannulas Mortars, rotor-stator homogenizers, a ball mill or the like, chemically by the use of suitable lysis buffers, which usually contain detergents and / or chaotropic substances and / or phenol, by enzymatic means, for example using proteases, or by a Combination of these measures can be carried out.
Zur histo logischen Analyse oder zur Analyse von Biomo lekülen in der oder aus der biologischen Probe können dabei alle dem Fachmann bekannten und geeignet erscheinenden Analyseverfahren eingesetzt werden, vorzugsweise Verfahren aus- gewählt aus der Gruppe umfassend die Lichtmikroskopie, die Elektronenmikroskopie, die konfokale Laserscanningmikroskopie, die Laser-Micro-Dissection, Scanningelektronenmikroskopie, das Western-Blotting, das Southern-Blotting, das Northern-Blotting, den Enzyme-linked Immonosorbent-Assay (ELISA), die Immunpräzipitation, die Affinitätschromatographie, die Mutationsanalyse, die Polyacrylamidgelelektrophorese (PAGE), insbesondere die zweidimensionale PAGE, die HPLC, die Polymerasekettenreaktion (PCR), die RFLP-Analyse (Restriction Fragment Length Polymorphism- Analyse), die SAGE-Analyse (Seri- al Analysis of Gen Expression), die FPLC-Analyse (Fast Protein Liquid Chroma- tography), die Massenspektrometrie, beispielsweise die MALDI-TOFF- Massenspektrometrie oder die SELDI-Massenspektrometrie, die Microarray- Analyse, die LiquiChip-Analyse, die Analyse der Aktivität von Enzymen, HLA- Typing, Sequenzierung, WGA („Whole Genome Amplification"), WTA ("Whole Transcriptome Amplification"), RT-PCR, Real-Time-PCR bzw -RT-PCR, RNa- se-Protection- Analyse oder Primer-Extension- Analyse. Gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfϊndungsgemäßen Verfahrens umfasst der Verfahrensschritt iv) eine Analyse von Nukleinsäuren in der oder aus der biologischen Probe und/oder eine Analyse von Proteinen in der oder aus der biologischen Probe.For histological analysis or for the analysis of biomolecules in or from the biological sample, all methods of analysis known to the person skilled in the art may be used, preferably methods selected from the group comprising light microscopy, electron microscopy, confocal laser scanning microscopy Laser micro-dissection, scanning electron microscopy, Western blotting, Southern blotting, Northern blotting, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), immunoprecipitation, affinity chromatography, mutation analysis, polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE), in particular Two-dimensional PAGE, HPLC, Polymerase Chain Reaction (PCR), Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) Analysis, SAGE Analysis (Serial Analysis of Gene Expression), Fast Protein Liquid Chroma- tography), mass spectrometry, for example MALDI-TOFF mass spectrometry or SELDI mass spectrometry, microarray analysis, LiquiChip analysis, enzyme activity analysis, HLA typing, sequencing, Whole Genome Amplification (WGA), Whole Transcriptome Amplification (WTA), RT-PCR , Real-time PCR or RT PCR, RNase protection analysis or primer extension analysis. According to a particular embodiment of the method according to the invention, method step iv) comprises an analysis of nucleic acids in or from the biological sample and / or an analysis of proteins in or from the biological sample.
Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch die durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelte biologische Probe.A contribution to the solution of the abovementioned objects is also provided by the biological sample treated by the method according to the invention.
Einen weiteren Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch die Verwendung von Butendisäure oder einem Derivat der Butendisäure, vorzugsweise von einer Verbindung der Struktur IIIThe use of butenedioic acid or a derivative of butenedioic acid, preferably of a compound of structure III, also makes a further contribution to achieving the abovementioned objects
R2 R2 R 2 R 2
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in
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in
in der X und R2 wie vorstehend im Zusammenhang mit dem erfϊndungsgemäßen Verfahren definiert sind, zur Behandlung einer biologischen Probe, insbesondere zur Stabilisierung von Biomo lekülen, besonders bevorzugt von Nukleinsäuren oder Proteinen, darüber hinaus bevorzugt von Nukleinsäuren und am meisten bevorzugt von RNAs, wie etwa mRNAs, in einer oder aus einer biologischen Probe und/oder zur histologischen Analyse einer biologischen Probe, wobei als Verbindungen der Struktur III, als Biomoleküle und als biologische Probe diejenigen Verbindungen der Struktur III, Biomoleküle und biologischen Proben bevorzugt sind, die bereits eingangs im Zusammenhang mit dem erfmdungsgenannten Verfahren als bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurden. Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch ein Kit, umfassendin which X and R 2 are as defined above in connection with the inventive method, for the treatment of a biological sample, in particular for the stabilization of biomolecules, more preferably of nucleic acids or proteins, more preferably of nucleic acids and most preferably of RNAs, such as for example, mRNAs, in or from a biological sample and / or for the histological analysis of a biological sample, wherein as compounds of the structure III, as biomolecules and as a biological sample those compounds of the structure III, biomolecules and biological samples are preferred, already in the Connection with the erfmdungsannten method have been described as preferred embodiments. A contribution to the solution of the objects mentioned at the outset is also provided by a kit comprising
(a) Maleinsäure oder ein Derivat der Maleinsäure, vorzugsweise die vorstehend beschriebene Verbindung der Struktur III, sowie(a) maleic acid or a derivative of maleic acid, preferably the above-described compound of structure III, as well as
(b) Reagenzien zur Analyse von Biomolekülen in oder aus einer biologischen Probe und/oder zur Analyse der Morphologie einer biologischen Probe.(b) reagents for analyzing biomolecules in or from a biological sample and / or analyzing the morphology of a biological sample.
Die Butendisäure oder deren Derivat kann dabei in dem erfindungsgemäßen Kit als Einzelkomponente vorliegen, denkbar ist jedoch auch, dass das Kit als Additiv in einer Zusammensetzung, wie im Zusammenhang mit dem erfmdungsgemäßen Verfahren beschrieben, vorliegt.The butenedioic acid or its derivative may be present in the kit according to the invention as a single component, but it is also conceivable that the kit is present as an additive in a composition as described in connection with the inventive method.
Bei den Reagenzien zur Analyse von Biomolekülen in oder aus einer biologischen Probe oder zur Analyse der Morphologie einer biologischen Probe kann es sich grundsätzlich um alle dem Fachmann bekannten Reagenzien handeln, die zur oder bei der morphologischen Analyse einer biologischen Probe oder zur oder bei der Analyse von Biomolekülen in einer oder aus einer biologischen Probe verwendet werden können. Diese Reagenzien umfassen insbesondere Farbstoffe zum Färben von Zellen oder Zellbestandteilen, Antikörper, gegebenenfalls markiert mit Fluoreszenzfarbstoffen oder Enzymen, eine Absorptionsmatrix, wie etwa DEAE- Zellulose oder eine Silica-Membran, Substrate für Enzyme, Agarose-Gele, PoIy- acrylamid-Gele, Lösungsmittel wie Ethanol, chaotrope Reagenzien oder Phenol, wässrige Pufferlösungen, RNase-freies Wasser, Lyse-Reagenzien, alkoholische Lösungen und dergleichen. Weiterhin kann ein erfϊndungsgemäßes Kit als Komponente beispielsweise mindestens eine Vorrichtung (c), beispielsweise in Form eines verschließbaren Gefäßes, zur Sammlung oder Aufnahme einer festen oder flüssigen biologischen Probe enthalten. Dabei kann die Vorrichtung gegebenenfalls vor Sammlung oder Auf- nähme der biologischen Probe Butendisäure oder deren Derivate bzw. eine Zusammensetzung beinhaltend Butendisäure oder deren Derivate enthalten. Bei der Vorrichtung (c) kann es sich um jedes dem Fachmann bekannte Gefäß zur Sammlung oder Aufnahme einer festen oder flüssigen biologien Probe handeln. Bevorzugte Gefäße sind beispielsweise Falcon-Tubes, Eppendorf-Gefäße, Greiner- Röhrchen, oder eines der in den Druckschriften US 6,602,718, US 2004/0043505 Al, US 2005/0160701 Al, US 2003/0086830 Al,The reagents for the analysis of biomolecules in or from a biological sample or for the analysis of the morphology of a biological sample may in principle be all reagents known to those skilled in the art, for or during the morphological analysis of a biological sample or for or in the analysis of Biomolecules can be used in or out of a biological sample. These reagents include, in particular, dyes for staining cells or cell components, antibodies optionally labeled with fluorescent dyes or enzymes, an absorption matrix such as DEAE cellulose or a silica membrane, substrates for enzymes, agarose gels, polyacrylamide gels, solvents such as ethanol, chaotropic reagents or phenol, aqueous buffer solutions, RNase-free water, lysis reagents, alcoholic solutions and the like. Furthermore, a kit according to the invention as a component may, for example, contain at least one device (c), for example in the form of a sealable vessel, for collecting or taking up a solid or liquid biological sample. The device may optionally contain butenedioic acid or its derivatives or a composition comprising butenedioic acid or derivatives thereof prior to the collection or uptake of the biological sample. Device (c) may be any vessel known to those skilled in the art for collecting or receiving a solid or liquid biology sample. Preferred vessels are, for example, Falcon tubes, Eppendorf tubes, Greiner tubes, or one of those disclosed in US Pat. Nos. 6,602,718, US 2004/0043505 A1, US 2005/0160701 A1, US 2003/0086830 A1, US Pat.
US 2003/0087423 Al oder WO 2005/014173 Al beschriebenen Gefäße.US 2003/0087423 Al or WO 2005/014173 Al described vessels.
Ein erfϊndungsgemäßes Kit kann dabeiA erfϊndungsgemäßes kit can thereby
(a) Butendisäure oder ein Derivat der Butendisäure, vorzugsweise die vorstehend beschriebene Verbindung der Struktur III, sowie(a) butenedioic acid or a derivative of butenedioic acid, preferably the above-described compound of structure III, as well as
(b) eine Vorrichtung zur Sammlung oder Aufnahme einer festen oder flüssigen biologischen Probe, wobei die Vorrichtung gegebenenfalls vor Sammlung oder Aufnahme der biologischen Probe mindestens eine der unter (a) genannten Verbindungen oder eine Zusammensetzung beinhaltend mindestens eine unter (a) genannten Verbindungen enthalten kann.(B) a device for collecting or receiving a solid or liquid biological sample, wherein the device may optionally contain at least one of the compounds mentioned under (a) or a composition comprising at least one compound mentioned under (a) prior to collection or uptake of the biological sample ,
Alternativ kann ein weiteres erfindungsgemäßes Kit die oben beschriebenen Komponenten enthalten. Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch die Verwendung des Kits zur Analyse von Biomolekülen in oder aus einer biologischen Probe und/oder zur histologischen Analyse einer biologischen Probe.Alternatively, another kit of the invention may contain the components described above. The use of the kit for the analysis of biomolecules in or from a biological sample and / or for the histological analysis of a biological sample also contributes to the solution of the abovementioned objects.
Einen weiteren Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch ein Verfahren zur Behandlung einer Krankheit, umfassend die Verfahrensschritte:A further contribution to the solution of the abovementioned objects is also provided by a method for the treatment of a disease, comprising the method steps:
(a) Diagnose der Krankheit durch ein Diagnoseverfahren, welches die Analyse einer biologischen Probe durch vorstehend beschriebene Verfahren umfas- send die Verfahrensschritt i), ii) und iv), gegebenenfalls auch iii), umfasst, sowie(a) diagnosis of the disease by a diagnostic method comprising the analysis of a biological sample by methods described above comprising method step i), ii) and iv), optionally also iii), as well as
(b) therapeutische Behandlung der diagnostizierten Krankheit.(b) therapeutic treatment of the diagnosed disease.
Die Erfindung wird nun anhand nichtlimitierender Figuren und Beispiele näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to non-limiting figures and examples.
Es zeigt die Figur 1 den im Beispiel 3 hergestellten Western-Blot.FIG. 1 shows the Western blot produced in Example 3.
Es zeigt die Figur 2 das im Beispiel 6 erhaltene Agarose-Gel.FIG. 2 shows the agarose gel obtained in Example 6.
Es zeigt die Figur 3 das im Beispiel 8 erhaltene Agarose-Gel. FIG. 3 shows the agarose gel obtained in Example 8.
BeispieleExamples
1. Stabilisierung von RNA in biologischen Proben in Gegenwart von N-1. Stabilization of RNA in biological samples in the presence of N-
Ethylmaleimidethylmaleimide
Nierengewebe der Ratte wurde unverzüglich nach Organentnahme mit 500μl einer Zusammensetzung bestehend aus DMSO und 50 mM N-Ethylmaleimid bzw. 30 % Phenol in DMSO und 50 mM N-Ethylmaleimid versetzt und bei verschiedenen Temperaturen gelagert (siehe Tabelle 1). N-Ethylmaleimid weist die folgende Strukturformel (VIII) auf:Renal tissue of the rat was immediately after organ removal with 500μl of a composition consisting of DMSO and 50 mM N-ethylmaleimide or 30% phenol in DMSO and 50 mM N-ethylmaleimide and stored at different temperatures (see Table 1). N-ethylmaleimide has the following structural formula (VIII):
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CH2CH3 CH 2 CH 3
(VIII)(VIII)
Im Anschluss an die Lagerung wird die RNA aus den gelagerten Proben isoliert.Following storage, the RNA is isolated from the stored samples.
Dazu wird das Gewebe nach Lagerung aus den Lösungen entfernt und je 5 mg Gewebe 500 μl eines handelsüblichen Guanidinium-Isothiocyanat-Puffers, wie z. B. RLT-Puffer der Firma QIAGEN zugeben. Die Probe wird mit Hilfe einer Kugelmühle, wie z. B. TissueLyzer der Firma QIAGEN, über einen Zeitraum von 2 x 5 min bei 25 Hz mit einer 5 mm Stahlkugel homogenisiert, wobei der Guani- dinium-Isothiocyanat-Puffer auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise die Zellen lysiert und die freigesetzten Proteine denaturiert. Anschließend werden die Lysate bei 14000 UpM für 3 min zentrifugiert. Vom Überstand werden 500 μl, die 5 mg Gewebe repräsentieren, abgenommen. Zu diesen Proben wird 1 Volumen (500 μl) 70 %-iges Ethanol zugefügt und durch mehrmaliges Auf- und Abpipettieren oder durch Vortexen über einen Zeitraum von ca. 5 s gemischt. Das Lysat wird anschließend in eine handelsübliche Silicamembran enthaltene 96well-Platte, wie z. B. Rneasy 96-plate der Firma QIAGEN, aufgetragen und durch Zentrifuga- tion (4 min bei 6000 UpM) durch die Membran hindurchgeführt. Die RNA bleibt an der Membran gebunden und wird anschließend mit einem ersten handelsüblichen Guanidinium-Isothiocyanat-haltigen Waschpuffer, beispielsweise mit dem Puffer RWl der Firma QIAGEN, gewaschen. Anschließend wird zur enzymati- chen Entfernung etwaig gebundener gesamt-DNA DNAsel in einem geeigneten Puffer auf die Säule aufgeben und für 15 min bei Raumtemperatur zwecks Abbau der gebundenen DNA inkubiert. Im Anschluss wird erneut mit einem ersten handelsüblichen Guanidinium-Isothiocyanat-haltigen Waschpuffer, beispielsweise mit dem Puffer RWl der Firma QIAGEN, und danach mit einem zweiten Tris- haltigen bzw. Tris- und alkoholhaltigen Waschpuffer, z. B. Puffer RPE der Firma QIAGEN, gewaschen. Dabei werden die Waschpuffer jeweils durch Zentrifugati- on (4 min bei 6000 UpM) durch die Membran hindurchgeführt. Die Waschung mit dem zweiten Tris-haltigen bzw. Tris- und alkoholhaltigen Waschpuffer wird wiederholt, wobei gleichzeitig die Membran durch die Zentrifugation (10 min 6000 UpM) getrocknet wird. Zur Elution werden 50 μl RNase-freies Wasser auf die Membran pipettiert, um die gereinigte RNA von der Membran abzulösen. Nach einer Inkubation von 1 min bei einer Temperatur im Bereich von 10 - 300C wird das Eluat durch Zentrifugation (1 min bei 10000 x g) durch die Membran hindurchgeführt und der Elutionsschritt wird zum Zwecke einer vollständigen Elution noch einmal wiederholt.For this purpose, the tissue is removed after storage from the solutions and each 5 mg tissue 500 ul of a commercial guanidinium isothiocyanate buffer such. B. RLT buffer the company QIAGEN admit. The sample is removed by means of a ball mill, such. B. Tissue Lyzer of QIAGEN, homogenized over a period of 2 x 5 min at 25 Hz with a 5 mm steel ball, the guanidinium isothiocyanate buffer on known from the prior art, the cells lysiert and denature the liberated proteins , Subsequently, the lysates are centrifuged at 14000 rpm for 3 min. From the supernatant, 500 .mu.l, the 5 mg tissue, decreased. To these samples, 1 volume (500 μl) of 70% ethanol is added and mixed by repeated pipetting up or down or by vortexing for a period of about 5 seconds. The lysate is then in a commercially available silica membrane contained 96well plate such. B. Rneasy 96-plate from QIAGEN, and passed through the membrane by centrifugation (4 min at 6000 rpm). The RNA remains bound to the membrane and is subsequently washed with a first commercially available guanidinium isothiocyanate-containing washing buffer, for example with the buffer RWI from QIAGEN. Subsequently, for the enzymatic removal of any bound total DNA, DNA is placed in a suitable buffer on the column and incubated for 15 min at room temperature for the purpose of degrading the bound DNA. Following is again with a first commercially available guanidinium isothiocyanate-containing wash buffer, for example with the buffer RWI from QIAGEN, and then with a second tris-containing or tris and alcohol-containing wash buffer, z. B. Buffer RPE from QIAGEN, washed. In each case, the washing buffers are passed through the membrane by centrifugation (4 min at 6000 rpm). The washing with the second Tris-containing or Tris- and alcohol-containing wash buffer is repeated, at the same time the membrane by the centrifugation (10 min 6000 rpm) is dried. For elution, 50 μl of RNase-free water are pipetted onto the membrane to detach the purified RNA from the membrane. After incubation for 1 min at a temperature in the range 10-30 0 C, the eluate is collected by centrifugation (1 min at 10,000 × g) passed through the membrane and the elution step is repeated once more to complete the elution.
Die Menge an isolierter Gesamt-RNA wird nach Verdünnung in Wasser durch photometrische Messung der Lichtabsorption bei einer Wellenlänge von 260 nm ermittelt. Die Qualität der so gewonnenen RNA wird durch die photometrische Bestimmung des Verhältnisses der Lichtabsorption bei 260 nm zu derjenigen bei 280 nm bestimmt. Die Ergebnisse der Isolierungen sind in Tabelle 1 dargestellt.The amount of isolated total RNA is determined after dilution in water by photometric measurement of light absorption at a wavelength of 260 nm. The quality of the RNA thus obtained is determined by the photometric Determination of the ratio of light absorption at 260 nm to that determined at 280 nm. The results of the insulations are shown in Table 1.
Tabelle 1Table 1
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Wie der Tabelle 1 zu entnehmen ist, können durch den Zusatz von N- Ethylmaleimid als Additiv in Stabilisierungszusammensetzungen biologische Proben für lange Zeiträume bei moderaten Temperaturen gelagert und trotzdem noch ausreichende Mengen an RNA in guter Qualität aus den Proben isoliert werden. As can be seen from Table 1, by adding N-ethylmaleimide as an additive in stabilizing compositions, biological samples can be stored for long periods of time at moderate temperatures and still sufficient quantities of good quality RNA can be isolated from the samples.
2. Stabilisierung von DNA in biologischen Proben in Gegenwart von N- Ethylmaleimid2. Stabilization of DNA in biological samples in the presence of N-ethylmaleimide
Nierengewebe der Ratte wurde unverzüglich nach Organentnahme mit 500 μl DMSO + 50 mM N-Ethylmaleimid bzw. 30 % Phenol in DMSO + 50 mM N- Ethylmaleimid versetzt und bei verschiedenen Temperaturen gelagert (siehe Tabelle 2). Im Anschluss an die Lagerung wird die DNA aus den gelagerten Proben isoliert.Renal tissue of the rat was immediately after organ removal with 500 ul DMSO + 50 mM N-ethylmaleimide or 30% phenol in DMSO + 50 mM N-ethylmaleimide and stored at different temperatures (see Table 2). Following storage, the DNA is isolated from the stored samples.
Zur DNA-Isolierung wird das Gewebe nach Lagerung aus den Lösungen entfernt und je 10 mg Gewebe in 180 μl des Puffers ALT des Herstellers QIAGEN zugeben. Die Probe wird mit Hilfe einer Kugelmühle, wie z. B. TissueLyzer der Firma QIAGEN, über einen Zeitraum von 30 s bei 25 Hz mit einer 5 mm Stahlkugel homogenisiert und anschließend für 15 s bei 14000 x g zentrifugiert. Nach Zugabe von 120 μl der Protease K-Lösung (Hersteller QIAGEN) werden die Lysate für 2 Stunden bei 55°C unter Schütteln inkubiert. Nach der Inkubation werden 4 μl RNAse A (100 mg/ml) zugeben, gemischt und die Mischung für 2 min bei Raumtemperatur inkubiert. Nach der Inkubation wird 300 μl eines handelsüblichen Guanidinium-Hydrochloridhaltigen Lysepuffers, wie der Puffer AL des Herstellers QIAGEN, zugegeben und die Proben mittels Vortexen durchmischt. Es erfolgt eine Inkubation bei 700C für 10 min. Nach Mischung mit 300 μl 100% Ethanol werden die Proben auf eine Silicamembran enthaltende 96 well-Platte (DNeasy 96-plate der Firma QIAGEN) aufgetragen und das Lysat mittels Zentri- fugation für 10 min bei 6000 UpM durch die Membran geführt. Die DNA bleibt an der Membran gebunden und wird zunächst mit einem ersten handelsüblichen Guanidinium-Hydrochlorid-haltigen Waschpuffer, beispielsweise mit dem Puffer AWl der Firma QIAGEN, und danach mit einem zweiten alkoholhaltigen Waschpuffer, z. B. Puffer AW2 der Firma QIAGEN, gewaschen. Dabei werden die Waschpuffer jeweils durch Zentrifugation (5 min bei 6000 UpM) durch die Membran hindurchgeführt. Im Anschluss wird die Platte für 10 min bei 700C inkubiert. Die Elution der DNA erfolgt durch Auftrag von 200 μl des auf 700C vorgewärmten Elutionspuffers AE (QIAGEN). Nach einminütiger Inkubation wird der Elutionspuffer durch Zentrifugation durch die Membran hindurchgeführt (5 min bei 6000UpM) und die Elution wiederholt.For DNA isolation, the tissue is removed after storage from the solutions and each 10 mg of tissue in 180 ul of the buffer ALT manufacturer QIAGEN add. The sample is removed by means of a ball mill, such. B. Tissue Lyzer QIAGEN, homogenized over a period of 30 s at 25 Hz with a 5 mm steel ball and then centrifuged for 15 s at 14000 xg. After addition of 120 .mu.l of the protease K solution (manufacturer QIAGEN), the lysates are incubated for 2 hours at 55.degree. C. with shaking. After incubation add 4 μl RNAse A (100 mg / ml), mix and incubate the mixture for 2 min at room temperature. After incubation, 300 .mu.l of a commercially available guanidinium hydrochloride-containing lysis buffer, such as the buffer AL of the manufacturer QIAGEN, is added and the samples are mixed by vortexing. There is an incubation at 70 0 C for 10 min. After mixing with 300 .mu.l of 100% ethanol, the samples are applied to a 96-well plate (DNeasy 96-plate from QIAGEN) containing silica, and the lysate is passed through the membrane by centrifugation for 10 min at 6000 rpm. The DNA remains bound to the membrane and is first washed with a first commercially available guanidinium hydrochloride-containing wash buffer, for example with the buffer AWI from QIAGEN, and then with a second alcohol-containing wash buffer, z. B. buffer AW2 from QIAGEN, washed. The wash buffers are each by centrifugation (5 min at 6000 rpm) through the Passed membrane. Subsequently, the plate is incubated for 10 min at 70 0 C. The elution of the DNA is carried out by application of 200 .mu.l of the pre-warmed to 70 0 C elution buffer AE (QIAGEN). After incubation for 1 minute, the elution buffer is passed through the membrane by centrifugation (5 min at 6000 rpm) and the elution is repeated.
Die Menge an isolierter Gesamt-DNA wird nach Verdünnung in Wasser durch photometrische Messung der Lichtabsorption bei einer Wellenlänge von 260 nm ermittelt. Die Qualität der so gewonnenen DNA wird durch die photometrische Bestimmung des Verhältnisses der Lichtabsorption bei 260 nm zu derjenigen bei 280 nm bestimmt. Die Ergebnisse der Isolierungen sind in Tabelle 2 dargestellt.The amount of isolated total DNA is determined after dilution in water by photometric measurement of light absorption at a wavelength of 260 nm. The quality of the DNA thus obtained is determined by the photometric determination of the ratio of light absorption at 260 nm to that at 280 nm. The results of the insulations are shown in Table 2.
Tabelle 2Table 2
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Wie der Tabelle 2 zu entnehmen ist, können durch den Zusatz von N- Ethylmaleimid als Additiv in Stabilisierungszusammensetzungen biologische Proben für lange Zeiträume bei moderaten Temperaturen gelagert und trotzdem auch noch ausreichende Mengen an DNA in guter Qualität aus den Proben isoliert werden.As can be seen from Table 2, by adding N-ethylmaleimide as an additive in stabilizing compositions, biological samples can be stored for long periods of time at moderate temperatures and still sufficient quantities of DNA can be isolated from the samples in good quality.
3. Stabilisierung von Proteinen in biologischen Proben in Gegenwart von N- Ethylmaleimid Lebergewebe der Ratte wurde unverzüglich nach Organentnahme mit je 1 ml 30% Phenol in DMSO + 50 mM N-Ethylmaleimid (Probe 1), DMSO + 50 mM N- Ethylmaleimid (Probe 2) und 100% DMSO (als Negativkontrolle, Probe 3) für 3 Tage bei Raumtemperatur gelagert. Im Anschluss an die Lagerung wird ein Proteinextrakt aus den gelagerten Proben hergestellt.3. Stabilization of proteins in biological samples in the presence of N-ethylmaleimide Rat liver tissue was promptly harvested with 1 ml each of 30% phenol in DMSO + 50 mM N-ethylmaleimide (Sample 1), DMSO + 50 mM N-ethylmaleimide (Sample 2) and 100% DMSO (as a negative control, Sample 3) immediately after organ removal Stored for 3 days at room temperature. Following storage, a protein extract is prepared from the stored samples.
Zur Herstellung des Proteinextraktes wird das Gewebe nach Lagerung aus den Lösungen entfernt und je 10 mg Gewebe 400 μl eines üblichen Extraktionspuf- fers, hier in einer Zusammensetzung von 8 M Harnstoff, 100 mM Natriumdi- hydrogenphosphat und 10 mM Tris, pH 8,0, zugeben und die Probe mit Hilfe einer Kugelmühle, z. B. dem TissueLyzer der Firma QIAGEN, homogenisiert. Das so entstandene Lysat wird für 15 s bei möglichst hoher Drehzahl (z. B. ca. 20000 x g) zentrifugiert um ungelöste Bestandteile zu pelletieren. Der proteinhal- tige Überstand wird abgenommen und die Proteinkonzentration mittels eines Bradford-Testes bestimmt. Je 1,5 μg Protein wird auf einem SDS- Polyacrylamidgel nach üblichem Verfahren aufgetrennt und mittels einer Se- midry-Blotting-Apperatur nach Angaben des Herstellers auf eine Nitrozellulosemembran geblottet. Die Membran wird nach dem Stand der Technik mit Milch- pulver abgesättigt und mit einem ERK2-spezifischen Antikörper sowie einem Tubulin-spezifischen Antikörper nach Angaben des Herstellers hybridisiert, und eine Immunodetektion durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Figur 1 gezeigt.To prepare the protein extract, the tissue is removed from the solutions after storage, and 10 .mu.l tissue each of 400 .mu.l of a conventional extraction buffer, here in a composition of 8 M urea, 100 mM sodium dihydrogen phosphate and 10 mM Tris, pH 8.0, add and sample with the aid of a ball mill, z. B. the Tissue Lyzer QIAGEN, homogenized. The resulting lysate is centrifuged for 15 s at the highest possible speed (eg about 20,000 x g) in order to pellet undissolved constituents. The proteinaceous supernatant is removed and the protein concentration is determined by means of a Bradford test. 1.5 μg protein in each case is separated on an SDS-polyacrylamide gel according to the customary procedure and blotted to a nitrocellulose membrane by means of a mid-blotting apparatus according to the manufacturer's instructions. The membrane is saturated with milk powder according to the state of the art and hybridized with an ERK2-specific antibody and a tubulin-specific antibody according to the manufacturer's instructions, and an immunodetection is carried out. The results are shown in FIG.
Der Nachweis spezifischer Proteine belegt, dass die Proteine durch die N- Ethylmaleimidhaltige Zusammensetzung bei Raumtemperatur in Geweben stabilisiert werden, während ohne Zusatz dieses Additivs (Bahn 3) keinerlei Protein nachweisbar ist. 4. Transition gefrorener biologischer Proben in Gegenwart von N- EthylmaleimidThe detection of specific proteins proves that the proteins are stabilized by the N-ethylmaleimide-containing composition at room temperature in tissues, while without the addition of this additive (lane 3) no protein is detectable. 4. Transition of frozen biological samples in the presence of N-ethylmaleimide
Lebergewebe aus Ratte, welches nach Entnahme in flüssigem Stickstoff eingefro- ren und bei -700C gelagert wurde, wird für diesen Versuch verwendet. Für jedes Transitionssexperiment werden 20 bis 50 mg Gewebe abgewogen und gefroren mit verschiedenen, nicht-gekühlten (Raumtemperatur) Transistionssreagenzien (DMSO bzw. Mischungen aus DMSO und Phenol) versetzt und für 3 Tage bei Raumtemperatur gelagert. Für die Transition werden zum einen je 1 ml der Lö- sung direkt verwendet und zum anderen je 950 μl der Lösung mit 50 μl 1 M N- Ethylmaleimid gemischt zu einer Endkonzentration von 50 mM NEM (verwendete Lösungen siehe Tabelle 3). Im Anschluss an die Transition wird die RNA aus den gelagerten Proben isoliert.Liver tissue from rat, which remain frozen after removal in liquid nitrogen and stored at -70 0 C, is used for this experiment. For each transition experiment, 20 to 50 mg of tissue are weighed and frozen with various non-cooled (room temperature) Transistionssreagenzien (DMSO or mixtures of DMSO and phenol) and stored for 3 days at room temperature. For the transition, on the one hand 1 ml of the solution are used directly and on the other hand 950 μl of the solution mixed with 50 μl of 1 M N-ethylmaleimide to a final concentration of 50 mM NEM (solutions used see Table 3). Following the transition, the RNA is isolated from the stored samples.
Dazu wird das Gewebe nach Lagerung aus den Behandlungslösungen entfernt und zu je 10 mg Gewebe 350 μl eines handelsüblichen Guanidinium-Isothiocyanat- Puffers, wie z. B. RLT-Puffer der Firma QIAGEN zugeben. Die Probe wird mit Hilfe einer Kugelmühle, wie z. B. MM300 der Firma QIAGEN, über einen Zeitraum von 2 x 2 min bei 20 Hz mit einer 5 mm Stahlkugel homogenisiert, wobei der Guanidinium-Isothiocyanat-Puffer auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise die Zellen lysiert und die freigesetzten Proteine denaturiert. Anschließend werden die Lysate bei 14000 UpM für 3 min zentrifugiert. Vom Überstand werden zwei Portionen von je 350 μl, die entsprechend 10 mg Gewebe repräsentieren, abgenommen. Zu diesen Proben wird 1 Volumen (350 μl) 70 %-iger Ethanol zu- gefügt und durch mehrmaliges Auf- und Abpipettieren oder durch Vortexen über einen Zeitraum von ca. 5 s gemischt. Das Lysat wird anschließend in eine handelsübliche Silicamembran enthaltene spin-Säule, wie z. B. RNeasy-Säulen der Firma QIAGEN, aufgetragen und durch Zentrifugation (1 min bei 10.000 x g) durch die Membran hindurchgeführt. Die RNA bleibt an der Membran gebunden und wird anschließend mit einem ersten handelsüblichen Guanidinium- Isothiocyanat-haltigen Waschpuffer, beispielsweise mit dem Puffer RWl der Firma QIAGEN, und danach mit einem zweiten Tris-haltigen bzw. Tris- und alkoholhaltigen Waschpuffer, z. B. Puffer RPE der Firma QIAGEN, gewaschen. Da- bei werden die Waschpuffer jeweils durch Zentrifugation (1 min bei 10.000 x g) durch die Membran hindurchgeführt. Die Waschung mit dem zweiten Tris- haltigen bzw. Tris- und alkoholhaltigen Waschpuffer wird mit einem geringeren Volumen wiederholt, wobei gleichzeitig die Membran durch die Zentrifugation (2 min bei 20.000 x g) getrocknet wird. Zur Elution werden 40 μl RNase-freies Wasser auf die Membran pipettiert, um die gereinigte RNA von der Membran abzulösen. Nach einer Inkubation von 1 min. bei einer Temperatur im Bereich von 10 - 300C wird das Eluat durch Zentrifugation (1 min bei 10.000 x g) durch die Membran hindurchgeführt und der Elutionsschritt wird zum Zwecke einer vollständigen Elution noch einmal wiederholt.For this purpose, the tissue is removed after storage from the treatment solutions and each 10 mg tissue 350 ul of a commercial guanidinium isothiocyanate buffer such. B. RLT buffer the company QIAGEN admit. The sample is removed by means of a ball mill, such. B. MM300 QIAGEN, homogenized over a period of 2 x 2 min at 20 Hz with a 5 mm steel ball, wherein the guanidinium isothiocyanate buffer on known from the prior art, the cells lysiert and denature the released proteins. Subsequently, the lysates are centrifuged at 14000 rpm for 3 min. From the supernatant, two portions of 350 μl each, corresponding to 10 mg of tissue, are removed. 1 volume (350 μl) of 70% ethanol is added to these samples and mixed by repeated pipetting up or down or by vortexing over a period of about 5 seconds. The lysate is then incorporated into a commercially available silica membrane spin column, such as. B. RNeasy columns from QIAGEN, applied and passed through the membrane by centrifugation (1 min at 10,000 xg). The RNA remains bound to the membrane and is then treated with a first commercially available guanidinium isothiocyanate-containing wash buffer, for example with the buffer RWI from QIAGEN, and then with a second Tris-containing or Tris and alcohol-containing wash buffer, z. B. Buffer RPE from QIAGEN, washed. In each case, the washing buffers are passed through the membrane by centrifugation (1 min at 10,000 × g). The washing with the second Tris-containing or alcoholic washing buffer is repeated with a smaller volume, while the membrane is simultaneously dried by centrifugation (2 min at 20,000 × g). For elution, 40 μl of RNase-free water are pipetted onto the membrane to detach the purified RNA from the membrane. After incubation for 1 min. at a temperature in the range of 10 - 30 0 C, the eluate is passed through the membrane by centrifugation (1 min at 10,000 xg) and the elution step is repeated once more for the purpose of complete elution.
Im Anschluss werden die Menge und Qualität an isolierter Gesamt-RNA bestimmt, wie unter Beispiel 1 beschrieben. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 3 dargestellt. Subsequently, the amount and quality of isolated total RNA are determined, as described in Example 1. The results are also shown in Table 3.
Tabelle 3Table 3
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Der Tabelle 3 ist zu entnehmen, dass N-Ethylmaleimid auch in Transitionslösungen einen positiven Einfluss auf die Stabilisierung von RNA in biologischen Pro- ben aufweist.Table 3 shows that N-ethylmaleimide also has a positive influence on the stabilization of RNA in biological samples in transition solutions.
5. Transition gefrorener biologischer Proben in Gegenwart von N- Ethylmaleimid5. Transition of frozen biological samples in the presence of N-ethylmaleimide
Lebergewebe aus Ratte, welches nach Entnahme in flüssigem Stickstoff eingefroren und bei -700C gelagert wurde, wird für diesen Versuch verwendet. Für jedes Transitionssexperiment werden 20 bis 50 mg Gewebe abgewogen und gefroren mit verschiedenen, nicht-gekühlten (Raumtemperatur) Transitionsreagenzien versetzt und für 3 Tage bei 4°C gelagert. Für die Transition werden zum einen je 1 ml der Lösung direkt verwendet und zum anderen je 950 μl der Lösung mit 100 μl I M N-Ethylmaleimid gemischt (verwendete Lösungen siehe Tabelle 4). Im Anschluss an die Transition wird die RNA aus den gelagerten Proben isoliert und die Menge und Qualität der RNA bestimmt, wie unter Beispiel 4 beschrieben. Die Ergebnisse sind ebenfalls der Tabelle 4 zu entnehmen.Liver tissue from rat, which was frozen after removal in liquid nitrogen and stored at -70 0 C, is used for this experiment. For each transition experiment, 20 to 50 mg of tissue are weighed and frozen with various non-cooled (room temperature) transition reagents and stored for 3 days at 4 ° C. On the one hand, 1 ml of the solution is used directly for the transition and, on the other hand, 950 μl of the solution are mixed with 100 μl of IM N-ethylmaleimide (for solutions, see Table 4). Following the transition, the RNA is isolated from the stored samples and the amount and quality of the RNA determined as described in Example 4. The results are also shown in Table 4.
Tabelle 4Table 4
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Auch der Tabelle 4 ist zu entnehmen, dass N-Ethylmaleimid in Transitionslösungen einen positiven Einfluss auf die Stabilisierung von RNA in biologischen Proben aufweist.Table 4 also shows that N-ethylmaleimide in transition solutions has a positive influence on the stabilization of RNA in biological samples.
6. Transition biologischer Proben in Gegenwart von N-Ethylmaleimid6. Transition of biological samples in the presence of N-ethylmaleimide
Nierengewebe aus Ratte, welches nach Entnahme in flüssigem Stickstoff eingefroren und bei -700C gelagert wurde, wird für diesen Versuch verwendet. Für jedes Transitionssexperiment werden 10 bis 30 mg Gewebe abgewogen und gefro- ren mit verschiedenen, nicht-gekühlten (Raumtemperatur) Transistionssreagen- zien versetzt und für 5 Tage bei Raumtemperatur gelagert. Für die Transition werden zum einen je 1 ml der Lösung mit 50 μl 1 M N-Ethylmaleimid gemischt (verwendete Lösungen siehe Tabelle 5). Im Anschluss an die Transition wird die RNA aus den gelagerten Proben isoliert und die Menge und Qualität der RNA bestimmt, wie unter Beispiel 4 beschrieben. Die Ergebnisse sind ebenfalls der Tabelle 5 zu entnehmen.Kidney tissue from rat, which was frozen after removal in liquid nitrogen and stored at -70 0 C, is used for this experiment. For each transition experiment, 10 to 30 mg of tissue are weighed and freeze-dried with various non-cooled (room temperature) transient reagents and stored for 5 days at room temperature. For the transition, firstly 1 ml of the solution is mixed with 50 μl of 1 M N-ethylmaleimide (solutions used, see Table 5). Following the transition, the RNA is isolated from the stored samples and the amount and quality of the RNA determined as described in Example 4. The results are also shown in Table 5.
Tabelle 5Table 5
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Auch der Tabelle 5 ist zu entnehmen, dass durch den Zusatz von N- Ethylmaleimid in den hier beschriebenen Transitionslösungen die Stabilisierung von RNA in biologischen Proben verbessert wird.Table 5 also shows that the addition of N-ethylmaleimide in the transition solutions described here improves the stabilization of RNA in biological samples.
Die isolierte RNA wird auf Agarosegelen, die mit Ethidiumbromid angefärbt sind, analysiert. Hierzu werden beispielsweise l,0%ige Formaldehyd- Agarose-MOPS- GeIe angefertigt. Es werden jeweils 5 μl des Eluates eingesetzt. Das Ergebnis ist in der Figur 2 gezeigt. Aus dieser Figur 2 ist ersichtlich, dass N-Ethylmaleimid auch einen positiven Einfluss auf die Qualität der RNA aufweist.The isolated RNA is analyzed on agarose gels stained with ethidium bromide. For example, 1.0% formaldehyde-agarose MOPS gel is prepared for this purpose. In each case 5 .mu.l of the eluate are used. The result is shown in FIG. From this Figure 2 it can be seen that N-ethylmaleimide also has a positive influence on the quality of the RNA.
7. Transition biologischer Proben in Gegenwart von verschiedenen Maleimid- Derivaten7. Transition of biological samples in the presence of various maleimide derivatives
Lebergewebe aus Ratte, welches nach Entnahme in flüssigem Stickstoff eingefro- ren und bei -700C gelagert wurde, wird für diesen Versuch verwendet. Für jedesLiver tissue from rat, which remain frozen after removal in liquid nitrogen and stored at -70 0 C, is used for this experiment. For each
Transitionsexperiment werden 10 bis 30 mg Gewebe abgewogen und gefroren mit verschiedenen, nicht vorgekühlten (Raumtemperatur) Transitionsreagenzien versetzt und für 3 Tage bei Raumtemperatur gelagert. Für die Stabilisierung werden zum einen 0,5 ml 100% DMSO als Kontrolle verwendet. Zum anderen werden je 0,5 ml einer Lösung aus DMSO und den verschiedenen, in A. dest gelösten Additiven hergestellt (verwendete Lösungen siehe Tabelle 6). Im Anschluss an die Lagerung wird die RNA aus den gelagerten Proben isoliert und die Menge und die Qualität der isolierten RNA bestimmt, wie im Beispiel 4 beschrieben. Die Ergebnisse sind ebenfalls der Tabelle 6 zu entnehmen.Transition experiment, 10 to 30 mg of tissue are weighed and frozen with various, not pre-cooled (room temperature) Transitionsreagenzien added and stored for 3 days at room temperature. For stabilization, 0.5 ml of 100% DMSO is used as a control. On the other hand, 0.5 ml each of a solution of DMSO and the various additives dissolved in A. dest are prepared (for solutions, see Table 6). Following storage, the RNA is isolated from the stored samples and the amount and quality of the isolated RNA determined as described in Example 4. The results are also shown in Table 6.
Tabelle 6Table 6
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Der Tabelle 6 ist zu entnehmen, dass neben N-Ethylmaleimid auch N- Methylmaleimid, Maleinsäure und Fumarsäure in Transitionslösungen einen positiven Einfluss auf die Stabilisierung von RNA in biologischen Proben aufweisen.Table 6 shows that, in addition to N-ethylmaleimide, N-methylmaleimide, maleic acid and fumaric acid in transition solutions also have a positive influence on the stabilization of RNA in biological samples.
N-Methylmaleimid weist folgende Strukturformel (IX) auf:N-methylmaleimide has the following structural formula (IX):
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(IX) 8. Lagerung biologischer Proben außerhalb der Behandlungs- Zusammensetzungen(IX) 8. Storage of biological samples outside the treatment compositions
Lebergewebe der Ratte, welches nach Entnahme in flüssigem Stickstoff eingefroren und bei -700C gelagert wurde, wird für diesen Versuch verwendet. Als Transitionszusammensetzung wird eine Lösung aus 30 % Phenol gelöst in DMSO angesetzt und 1.350 μl dieser Lösung mit 150 μl I M NEM vermischt, so dass die Endkonzentration an NEM 100 mM beträgt. Für das Transitionsexperiment wird ca. 150 mg Gewebe abgewogen und gefroren mit der im Kühlschrank auf 2 bis 8°C vorgekühlten Lösung versetzt. Die Probe wird über Nacht bei 2 bis 8°C im Kühlschrank gelagert.Rat liver tissue that was frozen after removal in liquid nitrogen and stored at -70 0 C, is used for this experiment. As a transition composition, a solution of 30% phenol dissolved in DMSO is prepared and mixed 1,350 ul of this solution with 150 ul IM NEM, so that the final concentration of NEM is 100 mM. For the transition experiment, approx. 150 mg of tissue are weighed and frozen with the solution pre-cooled in the refrigerator to 2 to 8 ° C. The sample is stored overnight at 2 to 8 ° C in the refrigerator.
Nach der Transition werden die Proben aus der Transitionszusammensetzung ent- nommen, zerteilt und in Teile (ca. 10-30 mg) trocken bei Raumtemperatur für 30 min, 45 min, 60 min, 90 min, 2h 30 min und 4h 30 min gelagert. Anschließend wird die RNA, wie unter Beispiel 4 beschrieben, isoliert und, wie im Beispiel 6 beschrieben, auf ein Agarose-Gel aufgetragen. Das Ergebnis ist in Figur 3 gezeigt.After the transition, the samples are taken from the transition composition, dissected and stored in parts (about 10-30 mg) dry at room temperature for 30 minutes, 45 minutes, 60 minutes, 90 minutes, 2 hours 30 minutes and 4 hours 30 minutes. Subsequently, the RNA, as described in Example 4, isolated and, as described in Example 6, applied to an agarose gel. The result is shown in FIG.
Aus der Figur 3 wird ersichtlich, dass die erfmdungsgemäß stabilisierten Proben auch außerhalb der Behandlungszusammensetzungen für lange Zeit gelagert werden können, ohne dass die Qualität der aus diesen Proben isolierten RNA erkennbar verschlechtert wird.It can be seen from FIG. 3 that the samples stabilized according to the invention can also be stored for a long time outside the treatment compositions without the quality of the RNA isolated from these samples being appreciably impaired.
9. Transition biologischer Proben in Gegenwart von verschiedenen Malei- mid-Derivaten9. Transition of biological samples in the presence of various maleimide derivatives
Lebergewebe der Ratte, welches nach Entnahme in flüssigem Stickstoff eingefroren und bei -700C gelagert wurde, wird für diesen Versuch verwendet. Für die Transitionsexperimente werden 15 bis 50 mg Gewebe abgewogen und gefroren mit IM N-Ethylmaleimid bzw. mit 0,2 M N-Methylmaleimid, jeweils gelöst in Wasser, versetzt und bei 4°C oder Raumtemperatur gelagert. Die Transitionslösungen werden dabei vor dem Einsatz nicht vorgekühlt, dass heißt sie werden bei Raumtemperatur verwendet. Im Anschluss an die Lagerung wird die RNA aus den gelagerten Proben isoliert und die Menge und die Qualität der isolierten RNA bestimmt, wie im Beispiel 4 beschrieben. Die Ergebnisse sind der Tabelle 7 zu entnehmen.Rat liver tissue that was frozen after removal in liquid nitrogen and stored at -70 0 C, is used for this experiment. For the Transition experiments are weighed 15 to 50 mg of tissue and frozen with IM N-ethylmaleimide or with 0.2 M N-methylmaleimide, each dissolved in water, and stored at 4 ° C or room temperature. The transition solutions are not precooled before use, ie they are used at room temperature. Following storage, the RNA is isolated from the stored samples and the amount and quality of the isolated RNA determined as described in Example 4. The results are shown in Table 7.
Tabelle 7:Table 7:
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Der Tabelle 7 ist zu entnehmen, dass N-Ethylmaleimid und N-Methylmaleimid auch in Wasser, das selber keine Stabilisierungseigenschaften aufweist, als Transitionslösungen die Stabilisierung von RNA bei moderaten Temperaturen in biologischen Proben ermöglichen.It can be seen from Table 7 that N-ethylmaleimide and N-methylmaleimide, even in water which itself has no stabilizing properties, as transition solutions enable the stabilization of RNA at moderate temperatures in biological samples.
10. Stabilisierung biologischer Proben in Gegenwart von Fumarsäuren10. Stabilization of biological samples in the presence of fumaric acids
Lebergewebe der Ratte wurde unverzüglich nach Organentnahme in Mischungen aus Polyolen und Fumarsäure (siehe Tabelle 8) versetzt und 3 Tage bei Raumtemperatur gelagert. Die Fumarsäure wurde 10%ig in Ethanol gelöst und mit den in den in der Tabelle 8 aufgeführten Polyolzusammensetzungen vermischt. Im An- schluss an die Lagerung wird die RNA aus den gelagerten Proben isoliert und die Menge und die Qualität der isolierten RNA bestimmt, wie im Beispiel 4 beschrieben. Die Ergebnisse sind der Tabelle 8 zu entnehmen.Rat liver tissue was immediately after organ removal in mixtures of polyols and fumaric acid (see Table 8) and stored for 3 days at room temperature. The fumaric acid was dissolved 10% in ethanol and washed with the in the polyol compositions listed in Table 8. Following storage, the RNA is isolated from the stored samples and the amount and quality of the isolated RNA determined as described in Example 4. The results are shown in Table 8.
Tabelle 8:Table 8:
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Die vorstehend beschriebenen Beispiele zeigen, dass Fumarsäure, Maleinsäure, Maleinsäurederivate und Maleimide wie N-Ethylmaleimid oder N- Methylmaleimid in unterschiedlichsten Zusammensetzungen einen positiven Ein- fluss auf die Stabilisierung von Biomo lekülen, insbesondere von Nukleinsäuren oder Proteinen, sowohl bei der Behandlung frischer, nicht-geforener biologischer Proben als auch bei der Behandlung gefrorner biologischer Proben hat. The examples described above show that fumaric acid, maleic acid, maleic acid derivatives and maleimides such as N-ethylmaleimide or N-methylmaleimide in various compositions have a positive influence on the stabilization of biomolecules, in particular of nucleic acids or proteins, both in the treatment of fresh, not -forforced biological samples as well as in the treatment of frozen biological samples.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Ein Verfahren zur Behandlung einer biologischen Probe, umfassend die Verfahrensschritte1. A method for treating a biological sample, comprising the method steps
i) Bereitstellen einer biologischen Probe, undi) providing a biological sample, and
ii) in Kontakt bringen der biologischen Probe mit Butendisäure oder mit einem Derivat der Butendisäure.ii) contacting the biological sample with butenedioic acid or with a derivative of butenedioic acid.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Derivat der Butendisäure ein Maleinsäurederivat ist, welches die Struktur (III)2. The method of claim 1, wherein the derivative of the butenedioic acid is a maleic acid derivative having the structure (III)
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aufweist, in derhas, in the
in der Xin the X
a) ein Sauerstoffatom, b) eine Gruppe der Struktur (IV)a) an oxygen atom, b) a group of structure (IV)
\ 2 2 /\ 2 2 /
OR2 2ROOR 2 2 RO
(IV) c) oder eine Gruppe NR1 ist,(IV) c) or a group NR 1 ,
wobei Rwhere R
- ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Alkyl-an optionally nitrogen or halogen substituted alkyl radical
Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonderes bevorzugt mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen,Radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably having 1 to 4 carbon atoms and more preferably having 1 to 3 carbon atoms, for example having 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms,
ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Aryl- Rest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Kohlenstoffatomen,an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, for example having 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12 carbon atoms,
- ein COOR3-Rest, in dem R3 ein Wasserstoffatome oder ein Al- kyl-Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonderes bevorzugt mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen ist, - ein Wasserstoffatom oder ein -NR4R5-Rest ist, in dem R4 und R5 ein Wasserstoffatom, ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Alkyl-Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonderes bevorzugt mit 1 bis 3 Kohlen- stoffatomen, beispielsweise mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen oder ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Aryl-Rest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Kohlenstoffatomen ist, und wobei R2 a COOR 3 radical in which R 3 is a hydrogen atom or an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms and more preferably 1 to 3 carbon atoms, for example 1, 2, 3, 4 , 5 or 6 carbon atoms, - is a hydrogen atom or an -NR 4 R 5 radical in which R 4 and R 5 is a hydrogen atom, an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms and particularly preferably with 1 to 3 carbon atoms, for example with 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms or an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, for example 6, 7, 8 , 9, 10, 11 or 12 carbon atoms, and where R 2
ein Wasserstoffatom, ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Alkyl- Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4a hydrogen atom, an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4
Kohlenstoffatomen und besonderes bevorzugt mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, oder ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Aryl- Rest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 6, 7, 8,Carbon atoms and especially preferably having 1 to 3 carbon atoms, for example having 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms, or an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, for example 6, 7, 8,
9, 10, 11 oder 12 Kohlenstoffatomen,9, 10, 11 or 12 carbon atoms,
ist.is.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei der biologischen Probe um eine gefrorene oder eine nicht-gefrorene biologische Probe handelt.The method of claim 1 or 2, wherein the biological sample is a frozen or a non-frozen biological sample.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Butendi- säure oder deren Derivat in Form einer Zusammensetzung umfassend die Butendisäure oder deren Derivat sowie mindestens eine weitere Komponente ausgewählt aus einem Lösungsmittel, einem Zusatzstoff oder einer Mischung hieraus vorliegt.4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the butenedioic acid or its derivative in the form of a composition comprising the butenedioic acid or its derivative and at least one further component selected from a solvent, an additive or a mixture thereof.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei es sich bei dem Lösungsmittel um ein Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe beinhaltend Wasser, ein- oder mehrwertige Alkohole, Aldehyde, Ketone, Dimethylsulfoxid, aromatische Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Ether, Carbonsäuren, Carbonsäureamide, Nitrile, Nitroalkane, Ester oder Mischungen aus mindestens zwei dieser Lösungsmittel handelt. 5. The method of claim 4, wherein the solvent is a solvent selected from the group consisting of water, monohydric or polyhydric alcohols, aldehydes, ketones, dimethyl sulfoxide, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ethers, carboxylic acids, carboxylic acid amides, nitriles, nitroalkanes , Esters or mixtures of at least two of these solvents.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zusammensetzung eine flüssige Zusammensetzung ist, welche die Butendisäure oder deren Derivat in einer Konzentration in einem Bereich von 0,01 mMol/1 bis 10 Mol/l, bis hin zur Sättigungskonzentration beinhaltet.A process according to any one of the preceding claims, wherein the composition is a liquid composition comprising the butenedioic acid or its derivative in a concentration ranging from 0.01 mmol / l to 10 mol / l up to the saturation concentration.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Zusatzstoff ausgewählt ist aus der Gruppe beinhaltend Salze, Detergentien, osmotische aktive Substanzen, Inhibitoren, welche den Abbau von Nukleinsäuren oder Protei- nen hemmen, Viskositätsregulierer, Farbstoffe, Pufferverbindungen, Konservierungsstoffe, Komplexbildner, Reduktionsmittel, Substanzen, welche die Permeabilität von Zellen verbessern, chaotrope Substanzen, Zucker, Phenol bzw. Phenolderivate, Trocknungsmittel, Fixative sowie Mischungen aus mindestens zwei dieser Additive.7. The method according to any one of claims 4 to 6, wherein the additive is selected from the group comprising salts, detergents, osmotic active substances, inhibitors which inhibit the degradation of nucleic acids or proteins, viscosity regulators, dyes, buffer compounds, preservatives, complexing agents , Reducing agents, substances which improve the permeability of cells, chaotropic substances, sugars, phenol or phenol derivatives, drying agents, fixatives and mixtures of at least two of these additives.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Derivat der Butendisäure um Fumarsäure, Maleinsäureanhydrid, Ma- leimid, N-Ethylmaleimid, N-Methylmaleimid oder um Mischungen aus mindestens zwei dieser Verbindungen handelt.8. The method according to any one of the preceding claims, wherein it is the derivative of the butenedioic acid to fumaric acid, maleic anhydride, maleimide, N-ethylmaleimide, N-methylmaleimide or mixtures of at least two of these compounds.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das in Kontakt bringen der biologischen Probe mit der Butendisäure oder deren Derivat bei einer Temperatur in einem Bereich von -800C bis +800C erfolgt.9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the bringing into contact of the biological sample with the butenedioic acid or its derivative at a temperature in a range of -80 0 C to +80 0 C.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren zusätzlich zu den Verfahrensschritten i und ii) noch den Verfahrensschritt iii) Lagerung der mit der Butendisäure oder mit deren Derivat in Kontakt gebrachten biologischen Probe bei einer Temperatur in einem Bereich von -800C bis +800C10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the method in addition to the process steps i and ii) nor the process step iii) storage of the brought into contact with the butenedioic acid or derivative thereof with the biological sample at a temperature in the range from -80 0 C to +80 0 C
und/oder den Verfahrensschritt:and / or the method step:
vi) Analyse von Biomo lekülen in der oder aus der Butendisäure oder mit deren Derivat in Kontakt gebrachten biologischen Probe und/oder his- tologische Analyse der mit der Butendisäure oder mit deren Derivat in Kontakt gebrachten biologischen Probevi) Analysis of biomolecules in or from the butenedioic acid or biological sample brought into contact with its derivative and / or histological analysis of the biological sample contacted with the butenedioic acid or with its derivative
umfasst.includes.
11. Eine behandelte biologische Probe, erhältlich durch das Verfahren nach ei- nem der Ansprüche 1 bis 10.11. A treated biological sample obtainable by the method according to any one of claims 1 to 10.
12. Verwendung von Butendisäure oder einem Derivat der Butendisäure, vorzugsweise einer Verbindung der Struktur (III)12. Use of butenedioic acid or a derivative of butenedioic acid, preferably a compound of structure (III)
Figure imgf000051_0001
Figure imgf000051_0001
in der Xin the X
d) ein Sauerstoffatom, e) eine Gruppe der Struktur (IV) \ 2 2 /d) an oxygen atom, e) a group of structure (IV) \ 2 2 /
OR2 2ROOR 2 2 RO
(IV) f) oder eine Gruppe NR1 ist,(IV) f) or a group NR 1 ,
wobei Rwhere R
ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Alkyl-Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonderes bevorzugt mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen,an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably having 1 to 4 carbon atoms and particularly preferably having 1 to 3 carbon atoms, for example having 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms,
ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Aryl-Rest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Kohlenstoffatomen,an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, for example having 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12 carbon atoms,
ein COOR3-Rest, in dem R3 ein Wasserstoffatome oder ein Alkyl-Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonderes bevorzugt mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen ist, - ein Wasserstoffatom oder ein -NR4R5-Rest ist, in dem R4 und R5 ein Wasserstoffatom, ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Alkyl-Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonderes bevorzugt mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen oder ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Aryl-Rest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Kohlenstoffatomen ist, und wobei R2 a COOR 3 radical in which R 3 is a hydrogen atom or an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably having 1 to 4 carbon atoms and more preferably having 1 to 3 carbon atoms, for example 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms - is a hydrogen atom or a -NR 4 R 5 radical in which R 4 and R 5 is a hydrogen atom, an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably having 1 to 4 carbon atoms and especially preferably having 1 to 3 carbon atoms, for example having 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms or an optionally nitrogen or halogen-substituted aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, for example 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12 carbon atoms, and where R 2
ein Wasserstoffatom, ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Alkyl-Rest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und besonderes bevorzugt mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, oder ein gegebenenfalls Stickstoff oder Halogen substituierter Aryl-Rest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Kohlenstoffatomen,a hydrogen atom, an optionally nitrogen or halogen-substituted alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably having 1 to 4 carbon atoms and particularly preferably having 1 to 3 carbon atoms, for example having 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms, or optionally substituted by nitrogen or halogen aryl radical having 6 to 12 carbon atoms, for example, with 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12 carbon atoms,
ist,is
zur Behandlung einer biologischen Probe, insbesondere zur Stabilisierung von Biomolekülen in einer biologischen Probe.for the treatment of a biological sample, in particular for the stabilization of biomolecules in a biological sample.
13. Ein Kit, umfassend13. A kit comprising
(a) eine Zusammensetzung beinhaltend Butendisäure oder ein Derivat der Butendisäure, wie in einem der Ansprüche 2, 8 und 12 definiert, sowie optional(a) a composition comprising butenedioic acid or a derivative of butenedioic acid as defined in any one of claims 2, 8 and 12, and optionally
(b) mindestens ein Reagenz zur Analyse von Biomo lekülen in oder aus einer biologischen Probe und/oder zur Analyse der Morphologie einer biologischen Probe, und/oder(b) at least one reagent for analyzing biomolecules in or from a biological sample and / or for analyzing the morphology of a biological sample, and / or
(c) mindestens eine ggf. verschließbare Vorrichtung zur Sammlung oder Aufnahme einer biologischen Probe, wobei gegebenenfalls die Zu- sammensetzung (a) vor Sammlung oder Aufnahme der biologischen Probe enthalten sein kann. (c) at least one optionally closable device for collecting or receiving a biological sample, where Composition (a) may be included prior to collection or uptake of the biological sample.
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