WO2001062962A2 - Component for interaction analysis comprising probe molecule species which create co-operation effects - Google Patents

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    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
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    • G01N21/7703Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
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    • G02B6/06Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images

Definitions

  • Component for interaction analysis with cooperative • • effects forming sample molecule species Component for interaction analysis with cooperative • • effects forming sample molecule species.
  • the invention relates to a component with a carrier and with at least one sample molecule field arranged on the carrier in a defined arrangement, the sample molecule field carrying sample molecules of at least one sample molecule species, a method for producing such a component and the use of such a component.
  • Components of the structure mentioned at the beginning serve, among other things. the rapid analysis of samples for the presence or absence of target molecules. At its core, this is a parallel method, since a sample is contacted simultaneously with several or all elements of the component and target molecules react with those elements that carry sample molecules specific for the target molecule.
  • Biochips are known in a wide variety of embodiments.
  • the literature reference US-A-5, 744, 305 describes a biochip with a planar structure, on the surface of which in each case selected and assigned sample molecules are applied in defined areas, the so-called spots.
  • Such biochips can with respect to the specificity of Binding is not accurate enough.
  • Binding for example in the case of nucleic acids as sample and target molecules, there is a risk that a singular mismatch in the sequence will nevertheless result in one; Binding and consequently leads to a (faulty) signal. For example, this is particularly disturbing in cases in which it is necessary to examine for point mutations.
  • a biochip of another construction is known from the literature US-A-6, 037, 186. Accordingly, a plurality of porous rods are produced, each of which is, as it were, impregnated with a solution containing a selected sample molecule species. After bundling the impregnated rods, slices are cut from the bundle in a plane orthogonal to the longitudinal extent of the bundle, which form the biochip. The cut surfaces form the spots.
  • a biochip with yet another structure is known from the literature US-A-5, 837, 196. In the biochip known in this respect, it is formed from a bundle of optical fiber elements, the end faces of which are arranged in one plane and carry the sample molecules. A reading takes place by taking optical signals at the opposite end of the fiber elements carrying the sample molecules. These biochips also have the problem of incorrect signals, as described above.
  • sample molecules are each one Element of a sample molecule species group, namely a partially double-stranded hairpin oligonucleotide.
  • the stacking effect occurs between the (singular) sample molecule and the target molecule.
  • the invention is based on the technical problem of specifying a component which works in a simple manner with increased selectivity and, consequently, increased reliability, and which allows the detection of a comparatively large number of target molecules with a smaller number of sample molecule species.
  • the invention teaches that the sample molecule field carries at least two sample molecule species of a sample molecule species group, wherein group elements of the sample molecule species group bind together to a defined target molecule with the formation of cooperative effects.
  • group elements of the sample molecule species group bind together to a defined target molecule with the formation of cooperative effects.
  • Several sample molecule fields can be provided, in which case an assignment is made between the geometric positions of the sample molecule fields within the component and the sample molecule species (or the respectively different sample molecule species group) of the sample molecule.
  • the cooperative effect occurs when a target molecule is bound, preferably between the group elements of the sample molecule species group of a sample molecule field. With the cooperative effect, an additional energetic gain is obtained in the event of a bond, with the consequence of increased specificity of the bond events. In contrast, binding events that do not trigger the cooperative effect are energetically destabilized.
  • the invention teaches a method for producing a component according to the invention, with the following process steps: a) a carrier, preferably a planar carrier, is produced, b) sample molecule fields are set up in a defined arrangement on the carrier, c) sample molecules become on each sample molecule field a respectively selected, different sample molecule species group is immobilized, group elements of each sample molecule species group binding together to form a defined target molecule, with the formation of cooperative effects, d) optionally the product from stage c) is fed to a washing process stage, e) the sample molecule species group immobilized in stage c) is added assigned, and a method for producing a component according to the invention, comprising the following steps: a) there is produced at least one endless fiber, b) the endless fiber is formed by a fluid sample containing as' molecules to at least two elements of a selected sample molecule species group are directed, c) the sample molecules of the sample molecule species group are immobilized on the continuous fiber, d) optionally, the
  • the invention teaches the use of a component according to the invention in a method for the detection of target molecules, with the following process steps: a) a solution with prospective target molecules is supplied to the component under conditions in which target molecules bind to sample molecules, b) simultaneously with fed to step a) or subsequently thereto, the component of detection methods will drive stage in which binding events of step a) are detected, where 'is carried out a detection with lateral spatial resolution, and wherein the spatial resolution is so high, at least as the distance between two adjacent Probenmolekulfelder, c) at the same time as stage b) or thereafter, there is an assignment of detected signals to the sample molecule fields from which the signals are obtained, and the use of a component according to the invention in a method for the detection of target molecules, with optically contactable end faces de r Fiber elements are optically connected, for example, to a CCD array or via a micromirror system to a photomultiplier, which are sensitive to optical radiation of a detection wavelength, and sensor elements of the
  • the fiber elements can, for example, be electrically contacted and / or contacted, for the purpose of evaluation by measuring the impedance or the changes in impedance. Evaluations by detection of surface plasmon resonances or scattering processes are also possible. Above all, luminescence detection is also possible. In the context of the invention, the expression of binding also includes interactions in the broadest sense.
  • An assembly or biochip is an arrangement which carries discrete and defined surface areas, the sample molecule fields, sample molecules of a sample molecule species or sample molecule species group.
  • each sample molecule field of a component will carry a different sample molecule species / group.
  • the sample molecule fields are addressable in the sense that an assignment is / is made between each sample molecule field or its geometric position within the component and the sample molecule species group carried by the sample molecule field.
  • the assignment can be direct or indirect his. In the latter case, an assignment between sample molecules or sample molecule groups and (different) markings of the fields takes place first, for example in the course of production. In essence, a marker is initially assigned to the sample molecules or sample molecule groups.
  • a detection of the markings and assignment of the markings and consequently the sample molecule species or sample molecule species groups to the spatial arrangement of the fields in the component is then carried out.
  • Marking can be done, for example, by inserting or applying quantum spots on or in a field. Any other type of marking, for example color pigment coding, is also possible.
  • the final assignment between sample molecule species / group to their spatial arrangement can be made by the manufacturer or only by the user. As a result, it is not necessary to maintain an exact spatial arrangement in the actual manufacturing process; rather, after the component has been put together, a calibration takes place, as it were, by spatially resolved detection of the markings.
  • the expression of the component also includes the terms of the biochip and the "composite analysis system made up of a large number of independent individual elements.
  • Sample molecules are molecules that can interact with target molecules in a specific way. Examples of such interactions are: antibody-antigen, lectin carbohydrate, protein Aptamer, t nucleic acid nucleic acid, nucleic acid ribozyme, biotin avidin, etc.
  • Target molecules are molecules on which a sample to be analyzed, which is placed on the component, is examined.
  • Target molecules can also be molecules that are to be removed from a sample (e.g. to be analyzed with other methods or with the same method).
  • a sample molecule species contains sample molecules exclusively of one structure, for example a sequence in the case of nucleic acids or proteins or peptides. 5
  • a sample molecule species group contains at least two sample molecule species as group elements.
  • the sample molecule species can be of the same or different types of sample molecules. Nucleic acids, DNA, RNA, PNA, peptides, proteins and saccharides are designated as sample molecule types.
  • Cooperative effects between molecules of several sample molecule species or elements of a sample molecule group and a target molecule species are characterized in that the energetic gain through simultaneous interaction between the molecules of the different sample molecule species on the one hand and between the different sample molecule species and the target molecule on the other hand is greater than the sum of the energetic gains of the interactions of a molecule in each case a sample molecule species with a molecule of the target molecule species.
  • the additional energy gain thus comes from the cooperation between the sample molecules of different sample molecule species in the case of binding of the sample molecules with the target molecule.
  • stacking effects are to be mentioned as examples.
  • the stacking effect is an energy gain through interactions, namely delocalization of the ⁇ electrons of the hydrophobic ring structures of neighboring bases in double-stranded nucleic acids.
  • the stacking effect occurs between the ends of the sample nucleic acids when binding to a target molecule takes place in such a way that the ends of the sample nucleic acids are bound adjacent to one another.
  • cooperative effects can result from special secondary structures of interacting proteins. In general, a higher specificity and binding energy of a bond between sample molecules and a target molecule is achieved with cooperative effects.
  • a hybridization area is a sequence area of a sample nucleic acid which can hybridize with a target nucleic acid.
  • a spacer region is a group attached to one end of the sample nucleic acid, which is attached to the sample molecular field with a second binding site.
  • a spacer area is expediently designed in such a way that binding or hybridization with a target molecule cannot take place.
  • a spacer region can be formed, for example, from a non-hybridizing oligonucleotide.
  • the hybridization area is arranged at a sufficient distance from the surface of the sample molecule field and on the other hand the hybridization area is made more flexible and can consequently bind to a target molecule without steric or conformational restrictions.
  • Pieces cut from an endless fiber are referred to as fiber elements.
  • the cut will be made in a plane orthogonal to the longitudinal extension of the endless fibers, but it is of course also possible to have a cutting plane that is angled less than 90 °.
  • An endless fiber is a rod-like or thread-like structure with a longitudinal extension that is large in relation to the length of fiber elements, which can typically be produced by means of drawing technologies, blowing technologies and / or extrusion technologies and wound up and stored on drums or the like.
  • An endless fiber and / or a fiber element can have a wide variety of cross-sectional shapes in a cross-sectional plane orthogonal to the longitudinal extent.
  • An essentially circular cross section is only preferred.
  • the term envelope surface in the context of the invention includes not only cylinder jacket surfaces, but also jacket surfaces in the case of non-circular cross sections.
  • the term radial direction in the context of the invention denotes all directions in a cross-sectional plane.
  • the diameter in the context of the invention d 2 * (F / 2 ⁇ ) 0.5 , where F is the cross-sectional area (any shape).
  • the end face of a fiber element is formed by a cut through an endless fiber.
  • Spacing the fiber elements means that the lateral surfaces of adjacent fiber elements do not touch each other.
  • a bundling of the fiber elements without line contact between individual fiber elements of the bundle is then created.
  • Line contact means that the (mechanical) contact does not exist in areas of mutually parallel surfaces of adjacent fiber elements.
  • a spacing of the fiber elements and / or a line contact between adjacent fiber elements is equivalent to the establishment of lugs extending in the radial direction in the area of the outer surface of a fiber element, as a result of which adjacent fiber elements except for point, line or area contact in the area of the lugs kept apart from each other.
  • a fiber element bundle generally has coplanar end faces of the bundled fiber elements. But it is also possible within one
  • fiber element bundles groups of fiber elements, each with coplanar end faces, the string surfaces of fiber elements of different groups being non-coplanar with one another.
  • Optical fiber elements are optically transparent to electromagnetic radiation, at least in a partial area, the area IR, visible light and / or UV.
  • Optically transparent means that the attenuation of the electromagnetic radiation is sufficiently low to allow detection of electromagnetic radiation generated at one end of a fiber element at the opposite end of the fiber element by means of conventional detection technologies.
  • optical contactability denotes preparation of a partial area of a fiber element, which allows the emission of electromagnetic radiation from the fiber element through the partial area. Strong scatter should be avoided if possible. Possibly. the partial surfaces can be processed in a suitable manner, for example smoothed or polished. It is also possible to polish or apply microlenses to focus on existing radiation.
  • Functional groups of a polymer material are those chemical groups of the polymer structure which allow an unspecific binding between target molecules and the polymer material.
  • functional groups would be, for example, amino groups, hydroxyl groups, thiol groups and carboxyl groups. It goes without saying that what has been said also applies to any auxiliaries added to the polymer material.
  • sample molecules of the sample molecule species groups can be selected from the group consisting of "nucleic acids, DNA, RNA, PNA, aptamers, proteins, peptides, saccharides and mixtures of these sample molecules". It is only essential that the sample molecules of different sample molecule species arranged on a sample molecule field can bind to a target molecule with the formation of cooperative effects. In this respect, it is fundamentally not absolutely necessary for the elements of a sample molecule species group to belong to a common sample molecule type. In principle, sample molecules and target molecules can also belong to different types of molecules.
  • the sample molecule species are nucleic acids, the cooperation effects being the stacking effects of the (sample) nucleic acids when a target molecule, in particular a target nucleic acid, is attached.
  • the sample nucleic acids can have a hybridization area and a spacer area, the hybridization area being immobilized on a sample molecular field via the spacer area.
  • the hybridization area can in principle be of any length, but it is advisable to keep it as small as possible; it preferably comprises 3 to 25 nucleic acid bases, in particular 3 to 10 nucleic acid bases.
  • the spacer area is preferably formed from nucleic acid bases, in particular thymidine, the spacer area comprising 5 to 80, preferably 25 to 40, nucleic acid bases. It is also possible to use synthetic organic oligomers or polymers as To use spacer areas, in whose polymer chain, for example, carbamate groups can be incorporated.
  • Each sample molecule field can carry sample molecules of at least two respectively selected, different sample molecule species. In other words, each sample molecule field carries sample molecules of two different structures. In view of the cooperative effects used, it will be advisable to keep the respective molar amounts of the sample molecules of different structures on a sample molecule field within deviations of up to + 50%, better still up to + 20%, of the same size.
  • the sample molecules of different structures can advantageously be stochastically distributed on a sample molecule field with regard to the spatial arrangement of the binding sites on the sample molecule field with a view to economical production.
  • each sample molecule field is in each case formed on a fiber element of a plurality of fiber elements, the sample molecules being immobilized on lateral surfaces of the fiber elements, and the fiber elements being fixed or spaced apart from one another by means of a support element in the radial direction with respect to the fiber elements are bundled in line contact with each other.
  • a fiber element can also carry several sample fields.
  • the fiber elements can have any shape in the direction of the longitudinal extent. With regard to a securely spaced fixation over the entire longitudinal extent of the fiber elements, it may be advisable to design the fiber elements to be straight and arranged parallel or radially to one another. It goes without saying that the spacing of the fiber elements is coordinated in such a way that, taking into account possible lateral mechanical loading forces of the fiber elements and the
  • the fiber elements are optical fiber elements.
  • signals for example, fluorescence signals from corresponding marker groups of molecules bound to the fibers (optically) can be excited and guided for detection by means of optical sensors to optically contactable locations of the fiber elements.
  • locations can be, in particular, the end faces of the fiber elements.
  • optical fibers can be made at least partially of glass.
  • the fiber elements are formed from a polymer material, which is preferably selected from the group consisting of "polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polytherephthalate (PETP),” Polyether sulfone (PES), polyether ether ketone (PEEK), polyphenylene oxide (PPO), polyphenylene sulfide (PPS), polybutylene terephthalate (PBT, - polyomethylene (POM), polysulfone (PSU), polyetherimide (PEI), polyamide (PA) and mixtures and copolymers of the monomers of such polymers ", in particular selected from the group consisting of” polycarbonate (PC ), Polyvinyl chloride (PVC), polystyrene and mixtures as well as copolymers of the monomers of such polymers ".
  • a polymer material which is preferably selected from the group consisting of "polyethylene (PE), polycarbonate (
  • the material is sufficiently (permanently) temperature-resistant to the temperatures that occur during processing, processing or use of the component.
  • all polymer materials are designated as resistant to high temperatures, which have been found to be resistant for 1000 hours when exposed to at least 90 ° C., preferably at least 120 ° C., in particular at least 140 ° C.
  • this is achieved if the glass temperature is above the stated one
  • polycarbonate with a glass transition temperature of 150 ° C. is particularly temperature-resistant
  • the polymer material in plastics technology can contain auxiliaries customary in the art, such as plasticizers, light stabilizers, in particular UV stabilizers, and the like. Additives influencing the (wavelength-dependent) dielectric constant can also be introduced for the purpose of optimizing the optical properties in a wavelength range of interest.
  • a fiber element can also be made of several materials in a composite.
  • a fiber element can also be made of several materials in a composite.
  • Area of the cylinder jacket surface from the material of the core different materials can be used, for example, to reflectivity in the Modify fiber element of running light at the solid / liquid or solid / gas interface, if necessary, wavelength-selective.
  • the core can also consist of a mechanically rigid material, for example metal, glass or polycarbonate, while the optically transparent material surrounding the core can then be less rigid.
  • the fiber elements can be designed and arranged as follows.
  • the fiber elements preferably have a diameter in the range from 0.01 ⁇ m to 1000 ⁇ m and a length in the range from 0.1 ⁇ m to 100 mm.
  • the ratio of diameter to length can be in the range 100 to 10 "4.
  • the support element can be arranged at one end of the fiber elements and the ends of the fiber elements can be of extensive design, the end faces of the enclosed fiber elements being optically or directly contactable. In the case of indirect contactability, the support element must be optically transparent at least in the area of one of the ends of the fiber.
  • Such a support element is typically Plattenför ig and its main surfaces are orthogonal to the longitudinal extension of the
  • Such a component can be produced, for example, in that the support element, which is designed as a perforated plate, is introduced by introducing the l ⁇
  • Fiber elements or the endless fiber in the holes of the perforated plate and subsequent fixation of the fiber elements in the holes with the fiber elements In the case of the introduction of continuous fibers, a cutting process step must of course take place before or after the fixation. Likewise the ends is "possible to immerse a held by a holding device bundle of fiber elements (or ends of endless fibers) in a non-cured material and then to perform the curing process.
  • the support member may be formed out of the fiber elements, for example by contacting fixing in a In the field of fiber elements and fusing, welding, gluing etc.
  • the same materials as those mentioned above in connection with the fiber elements are basically suitable as the material for such support elements. However, it is generally recommended that the support element not be optically transparent to carry out, for example by adding pigments, and to completely form the fiber elements through the support element, thereby reducing cross-talking optical signals.
  • the support element can also be made from a winding support tape.
  • This is a long, band-shaped elastic construct, for example made of a thermoplastic elastomer, such as thermoplastic polyurethane (TPU), on or in which one end of the fiber elements is applied or embedded.
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • the fiber elements are orthogonal to the longitudinal extent of the winding support tape.
  • the winding carrier tape is then, for example, rolled up in a spiral or folded in a meandering manner in the zigzag, as a result of which the fiber elements are arranged in a 2-dimensional grid.
  • a component can only have one support element.
  • this support element can be arranged at any point in relation to the longitudinal extent of the fiber elements, for example at one end of or in the middle of the fiber elements.
  • the polymer material does not have any functional groups on its surface, and if the sample molecules are nucleic acids, in particular oligonucleotides with less than 300 bases, that the nucleic acids are bound to the surface of the polymer material from an aqueous solution under irradiation with UV light.
  • a component according to the invention can of course not only be used analytically but also preparatively, for example for the targeted separation of Substances from complex mixtures, such as blood.
  • a component according to the invention can, for example, be provided with a self-wetting surface in the area of the lateral surfaces by means of detergents. Then solutions with target molecules automatically wet the outer surfaces. It is also possible to form "integrated devices" by means of a combination of components, for example for sample preparation, for analysis and for reading.
  • the polymerization or shaping of the polymer material can also be carried out in the presence or with the admixture of the sample molecules, so that the sample molecules are incorporated in volume, but are only accessible on the surface of a fiber element]
  • the formation of cartridges containing at least one component according to the invention is possible, such cartridges being connectable in series, for example.
  • Auxiliaries, such as enzymes for PCR or ligation, but also interaction-imparting molecules can be located on the surface of the components or in a cartridge.
  • a component according to the invention can be introduced and fixed in a fluidic component, for example a pipette tip or nozzle.
  • a fluidic component for example a pipette tip or nozzle.
  • Several components according to the invention can be connected fluidically in series or in parallel. Installation in integrated analysis systems is possible.
  • Förster energy transfer can be used by one the.
  • two immobilized sample molecule group members for example oligonucleotides, is labeled with a donor fluorescent dye and the other with an acceptor dye.
  • Förster transfer With spatial proximity, for example stacking, Förster transfer now occurs, corresponding to a modulation of the emission wavelength.
  • the use of FRET makes it possible that target molecules need not be labeled.
  • the electrical conductivity can also be changed, for example by means of impedance measurement.
  • Detection by means of solid and possibly metallic particles, which are bound to target molecules is also possible.
  • a measurement is then carried out, for example, by means of scattering, evanescent waves, or by metallic precipitation on a fiber element (for example, if silver nanospheres are bound to the target molecules and photographic emulsions are used.
  • SERS Surface Enhanced Raman Spectroscopy
  • each individual can also be addressed. Complete spectra can be run and a more detailed statement can be made about the composition of the specific binding partner or also freely resident molecules in the solution. For example, Raman, SERS, NIR can be used for this.
  • Components can be read out by exposing the entire component or by controlling individual fiber elements (electrical, optomechanical via x-y-stage and, for example, fiber optics or optoelectric, by coupling or recording focused light via deflectable 'micromirrors.
  • Fiber elements can be pretreated and / or post-treated by coplanar grinding of fiber ends, grinding of fiber ends to microlenses, metallic coating of fibers for the generation of evanescent waves, roughening of fibers, mirroring of fibers with one end and thus the emission of the coupled light again the same (not mirrored) end is removed and measured, optionally using the same optical device.
  • the signal coupling or modulation can be strengthened by introducing a modulating or reflecting substance into the fiber interspaces in solution. However, this substance can also be present as a solid.
  • Example 1 Immobilization of two different nucleic acid species on a continuous fiber.
  • the basic procedure for immobilization is as follows. There 'is a Oligonukleot' idform introduced into a crosslink-solution containing 1 M NaCl, 0.2 M MgCl 2, and 0.3 M Tris, pH 8, in a (total) concentration of 10 nM.
  • a continuous PS fiber of 80 ⁇ m in diameter which was extruded in the usual way, is passed from a supply roll through a quartz glass tube with an inside diameter of 1. mm and a length of 1 m, the ends of which are open and bent upwards , with an additional drain pipe and an additional inlet pipe attached to one end of the pipe.
  • the inlet connection is connected to a peristaltic pump which is connected to a storage container in which the oligonucleotide solution is stored.
  • the continuous fiber is wound at the exit end of the quartz glass tube onto a collecting roller which is driven by a stepping motor.
  • the oligonucleotide solution is introduced into the quartz glass tube and the quartz glass tube is irradiated with a UV lamp attached above with a main emission at 254 nm.
  • the speed of the collecting spool is adjusted so that a dwell time of each area of the endless fibers in the oligonucleotide solution in the quartz glass tube of approx. 5 min. is set up.
  • the volume flow of the oligonucleotide solution through the quartz glass tube is adjusted so that within about 5 minutes. a complete exchange of the oligonucleotide solution in the quartz glass tube takes place.
  • Different continuous fibers are coated with different pairs of oligonucleotides in different quartz glass tubes or reactors.
  • different sections of a single continuous fiber for example each 10 m long, can be coated with different pairs of oligonucleotides by exchanging the oligonucleotide solution in the quartz tube in accordance with the desired section length and taking into account the feed speed of the continuous fiber through the quartz glass tube. This means that many different specificities can be generated on a single continuous fiber.
  • sample pairs are used, for example: pair a) wt-oligo (T) 35-CTACCC (left arm) and t-oligo CTACAG- (T) 35 (right arm);
  • T mt-oligo
  • CTACAG- wt-oligo
  • a component comprising the two above pairs of samples was tested by incubating the component with a solution containing a wt oligonucleotide target of the sequence biotin-CTGTAGGGGTAG. After streptavidin-peroxidase conjugate formation, colorimetric analysis was carried out. Hybridization was shown only on the fiber element with the pair of samples A. In contrast, an mt oligonucleotide target of the sequence biotin-CTGTAGTGGTAG bound only on the fiber element with the Sample pair B. Control experiments with wt left arm, mt • left arm or wt right arm alone were negative, ie hybridization can only be determined when the two oligonucleotides of a pair of samples interact with the target. Furthermore, no signal is produced when a gap of 1 or more 'nucleotides between right and left arm present when hybridized to the target sequence.
  • Example 2 Immobilization of nucleic acids on a glass of continuous fiber.
  • An endless fiber made of glass is first passed through a silanization solution and thereby aminosilanized. Otherwise, the procedure is as in Example 1, with the difference that the solution in the reactor contains an amino-specific chemical crosslinker, for example FDC, and the oligonucleotides are amino-modified. Irradiation is not necessary.
  • an amino-specific chemical crosslinker for example FDC
  • Example 3 Joining fiber elements into a component by meandering laying.
  • the In the end, fiber is laid in a meandering shape, with the various length sections being arranged parallel to one another. The various length sections are then brought to bear against one another in the direction of the meandering plane, and the resulting dense layer of length sections is then covered with a cover film. A layer of 20 mm width and 1 m length is created.
  • a 100 x 100 grid is created, viewed in a plane orthogonal to the longitudinal extension of the longitudinal sections.
  • the cover foils are pulled out lengthways, without shifting the length sections and a compressing pressure is applied.
  • the result is an essentially square 100 x 100 grid in a dense packing.
  • a support sleeve for example as a band, is attached around the grid and the regions on the guide hooks are removed by two cuts in planes orthogonal to the longitudinal extension of the length sections.
  • Endless fibers as used in Example 3, are woven in a meandering fashion between warp threads in accordance with a weft thread. Fibers not coated with nucleic acids serve as warp threads. A flat textile with length sections arranged parallel to each other is created. A plurality of such flat textiles are stacked and held on top of one another, the warp threads then being pulled out. During or after this, compression is carried out and a raster is produced according to example 3.
  • fibers provided with nucleic acids can also be used as warp threads (then fibers of different continuous fibers, each with only one pair of oligonucleotides, will be involved) ) and the weft threads are formed by fiber not coated with oligonucleotides.
  • An endless fiber according to Example 3 is threaded back and forth through a plurality of thermoplastic perforated plates, the transition points of the different length sections coming to lie at the reversal points of the first and last perforated plate. Between the first and the last perforated plate Enlarged perforated plates are fixed in the direction of the longitudinal extension of the longitudinal sections, for example by means of spacers, pairs of perforated plates being formed in each case ((shorter) spacers can also be arranged between the pairs of perforated plates, but the perforated plates of adjacent pairs can also abut one another directly ).
  • the perforated plates can consist of an opaque material.
  • the construct obtained can be equipped with an opaque sleeve.
  • the perforated plates can have inlet and / or outlet openings for fluids, for example analytes.
  • Example 6 Production of a planar biochip with two different nucleic acid species in one field.
  • Example 2 The procedure is basically the same as in Example 1, with the difference that 5 .mu.l of different solutions containing different pairs of nucleotides are dripped into different fields of an essentially planar support. Other solution components as well as UV radiation also correspond Example 1. Hybridization with biotinylated target then takes place. The biotin target is detected via enzyme conjugate formation and chemiluminescent substrate and CCD measurement or an insoluble reaction product of TMB and violet color precipitate.
  • Example 7 Stabilization of stacking, interaction.
  • the stacking interaction can be further stabilized if the right arm is 5 '-phosphorylated and the contact with the target takes place in the presence of ligase.
  • the two oligos of a pair of samples are linked together.
  • Example 8 Carrying out a measurement with a component according to the invention.
  • a component according to the invention is contacted with an analyte containing a mixture of fluorescence-labeled oligonucleotides under hybridization conditions.
  • Some of the oligonucleotides of the analyte have complementarity with some oligonucleotide pairs immobilized on the component.
  • the analyte distributes itself automatically within the component due to capillary forces, whereby oligonucleotides of the analyte, which are complementary to immobilized oligonucleotide pairs, are bound to the component or the respective fiber elements by means of hybridization.
  • a washing process stage follows Wash buffer, wherein non-hybridized oligonucleotides of the analyte are washed out.
  • An end face of the component is then irradiated with a wavelength suitable for exciting the fluorescent dye.
  • a detection 'of signals in' is performed emission wavelength of the fluorescent dye ⁇ , with spatial resolution in the directions of the plane of the end face by means of a CCD element.
  • the use of a scanner and / or a photomultiplier is also possible.
  • An evaluation takes place taking into account the positions of the fiber elements and the signals emitted therefrom.
  • the antigen binding site of an antibody molecule is formed by the terminal parts of a light and heavy protein chain. These cooperatively bind an antigen in that both chains interact with each other as well as with the antigen. The binding only arises when both chains are in a certain conformation and can interact with each other, whereby the antigen binding is further strengthened by a change of conformation and interaction of both chains.
  • protein chains for example in enzymes, which are folded into structures so that, for example, a sub pocket is created. This pocket is often formed by different protein chains.
  • the substrate often only occurs with low interaction forces the protein in contact. This first contact is so far strengthened by cooperative effects and change of conformation ("induced fit") that it is strongly bound and possibly implemented.
  • the reverse of the 5 separation of the end products is likewise often - achieved "cts by repealing theracseffe '-.
  • Is zelketten 15 a high number of specificities with a relatively low number of function SINGLE 'sors achieved.
  • Different continuous fibers are extruded from a polymer granulate, whereby different quantum dots (with different wavelength characteristics) are mixed in different templates of granulate mass. In this way, the respective continuous fibers produced are uniquely coded.
  • the continuous fibers are each coated with different sample molecule species or sample molecule species groups, with an association between coding and sample molecule species / groups taking place. Then it is made in the same manner as described above a component made up of several different continuous fibers. By means of the manufacturer or before the component is used by the user, a spatial assignment of the local position of the respective one is made by means of spectral analysis of the individual fiber elements
  • Fiber elements hit with their respective coding. With the known assignment of the codes and the sample molecule species / groups, they are ultimately assigned to spatial positions. As a result, the exact positioning of the fiber elements need not be taken into account in the manufacturing process.
  • a fiber element is coated with sample molecules, which enter into a cooperative interaction upon contact with the specified target molecule.
  • the cooperation partners are each equipped with a donor and an acceptor for FRET.
  • FRET FRET

Abstract

The invention relates to a component comprising a support and probe molecule fields that are arranged thereon in a defined configuration. Each probe molecule field carries probe molecules of at least one probe molecule species and an association exists between the geometric positions of the probe molecule fields within the component and the species of the probe molecule fields. The invention is characterized in that each probe molecule field carries probe molecules of a respectively different, selected species group, whereby group elements of each species group bind mutually to a defined target molecule by creating co-operative effects.

Description

Bauteil zur Interaktionsanalyse mit Kooperationsef- • fekte ausbildenden Probenmolekülspezies.Component for interaction analysis with cooperative • effects forming sample molecule species.
Gebiet der Erfindung.Field of the Invention.
Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit einem Träger und mit zumindest einem auf dem Träger in definierter Anordnung angeordneten Probenmolekulfeld, wobei das Probenmolekulfeld Probenmolekule zumindest einer Pro- benmolekülspezies trägt, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils sowie die Verwendung eines solchen Bauteils.The invention relates to a component with a carrier and with at least one sample molecule field arranged on the carrier in a defined arrangement, the sample molecule field carrying sample molecules of at least one sample molecule species, a method for producing such a component and the use of such a component.
Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik.Background of the Invention and Prior Art.
Bauteile des eingangs genanntes Aufbaus, beispielsweise Biochips, dienen u.a. der schnellen Analyse von Proben auf die Anwesenheit oder Abwesenheit von Tar- getmolekülen. Es handelt sich im Kern um ein paralleles Verfahren, da eine Probe gleichzeitig mit mehreren oder allen Elementen des Bauteils kontaktiert wird und Targetmoleküle mit jenen Elementen reagieren, welche für das Targetmolekül spezifische Proben- moleküle tragen.Components of the structure mentioned at the beginning, for example biochips, serve, among other things. the rapid analysis of samples for the presence or absence of target molecules. At its core, this is a parallel method, since a sample is contacted simultaneously with several or all elements of the component and target molecules react with those elements that carry sample molecules specific for the target molecule.
Biochips sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise die Literaturstelle US-A-5, 744, 305 beschreibt einen Biochip mit einer pla- naren Struktur, auf deren Oberfläche in definierten Bereichen, den sogenannten Spots, jeweils selektierte und zugeordnete Probenmolekule aufgebracht sind. Solche Biochips können hinsichtlich der Spezifität der Bindung nicht hinreichend genau sein. Insbesondere besteht beispielsweise im Falle von Nukleinsäuren als Proben- und Targetmolekülen die Gefahr, daß ein sin- gulärer Mismatch in der Sequenz dennoch zu einer ; Bindung und folglich zu einem (fehlerhaften) Signal führt. Dies stört beispielsweise in besonderem Maße in Fällen, in welchen auf Punktmutationen zu untersuchen ist.Biochips are known in a wide variety of embodiments. For example, the literature reference US-A-5, 744, 305 describes a biochip with a planar structure, on the surface of which in each case selected and assigned sample molecules are applied in defined areas, the so-called spots. Such biochips can with respect to the specificity of Binding is not accurate enough. In particular, for example in the case of nucleic acids as sample and target molecules, there is a risk that a singular mismatch in the sequence will nevertheless result in one; Binding and consequently leads to a (faulty) signal. For example, this is particularly disturbing in cases in which it is necessary to examine for point mutations.
Ein Biochip anderen Aufbaus ist aus der Literaturstelle US-A-6, 037, 186 bekannt. Demgemäß werden eine Mehrzahl von porösen Stäben hergestellt, welche jeweils mit einer Lösung, enthaltend eine selektierte Probenmolekülspezies, gleichsam getränkt werden. Nach Bündelung der getränkten Stäbe werden von dem Bündel in einer Ebene orthogonal zur Längserstreckung des Bündels Scheiben abgeschnitten, welche den Biochip bilden. Die Schnittflächen bilden dabei die Spots. Ein Biochip wiederum anderen Aufbaus ist aus der Litera- turstelle US-A-5, 837, 196 bekannt. Bei dem insofern bekannten Biochip ist dieser aus einem Bündel von optischen Fiberelementen gebildet, deren in einer Ebene angeordneten Stirnflächen die Probenmolekule tragen. Eine Auslesung erfolgt durch Abnahme von optischen Signalen an dem die Probenmolekule tragenden entgegengesetzten Ende der Fiberelemente. Auch bei diesen Biochips stellt sich das Problem falscher Signale, wie vorstehend beschrieben.A biochip of another construction is known from the literature US-A-6, 037, 186. Accordingly, a plurality of porous rods are produced, each of which is, as it were, impregnated with a solution containing a selected sample molecule species. After bundling the impregnated rods, slices are cut from the bundle in a plane orthogonal to the longitudinal extent of the bundle, which form the biochip. The cut surfaces form the spots. A biochip with yet another structure is known from the literature US-A-5, 837, 196. In the biochip known in this respect, it is formed from a bundle of optical fiber elements, the end faces of which are arranged in one plane and carry the sample molecules. A reading takes place by taking optical signals at the opposite end of the fiber elements carrying the sample molecules. These biochips also have the problem of incorrect signals, as described above.
Aus der Literaturstelle US-A-5, 770, 365 ist es bekannt, eine Hybridisierung von Nukleinsäuren unter Ausbildung eines Stacking Effektes durchzuführen. Bei den Probenmolekülen handelt es sich jeweils um ein einziges Element einer Probenmolekülspeziesgruppe, und zwar um ein, teilweise doppelsträngiges Hairpin Oligonukleotid. Der Stacking Effekt tritt dabei zwischen dem (sin- gulären) Probenmolekül und dem Targetmolekül ein.From the literature US-A-5, 770, 365 it is known to carry out a hybridization of nucleic acids with the formation of a stacking effect. The sample molecules are each one Element of a sample molecule species group, namely a partially double-stranded hairpin oligonucleotide. The stacking effect occurs between the (singular) sample molecule and the target molecule.
Technisches Problem der Erfindung.Technical problem of the invention.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Bauteil anzugeben, welches auf einfache Weise mit erhöhter Selektivität und folglich erhöhter Zuverlässigkeit arbeitet sowie mit einer geringeren Anzahl von Probenmolekülspezies den Nachweis einer vergleichsweise hohen Vielzahl an Targetmolekülen erlaubt.The invention is based on the technical problem of specifying a component which works in a simple manner with increased selectivity and, consequently, increased reliability, and which allows the detection of a comparatively large number of target molecules with a smaller number of sample molecule species.
Grundzüge der Erfindung.Basics of the invention.
Zur Lösung dieses technischen Probelms lehrt die Er- findung, daß das Probenmolekulfeld zumindest zwei Probenmolekülspezies einer Probenmolekülspeziesgruppe trägt, wobei Gruppenelemente der Probenmolekülspeziesgruppe gemeinsam unter Ausbildung von kooperativen Effekten an ein definiertes Targetmolekül binden. Es können mehrere Probenmolekulfelder vorgesehen sein, wobei dann eine Zuordnung zwischen den geometrischen Positionen der Probenmolekulfelder innerhalb des Bauteils und den Probenmolekülspezies (bzw. der jeweils unterschiedlichen Probenmolekülspeziesgruppe) der Pro- benmolekülfeider getroffen ist. Der kooperative Effekt tritt dabei bei Bindung eines Targetmoleküls vorzugsweise zwischen den Gruppenelementen der Probenmolekülspeziesgruppe eines Probenmolekülfeldes ein. Mit dem kooperativen Effekt wird im Bindungsfalle ein zusätzlicher energetischer Gewinn erhalten, mit der Folge erhöhter Spezifität der Bindungsereignisse. Bindungsereignisse, welche nicht den kooperativen Ef- fekt auslösen sind demgegenüber energetisch destabilisiert .To solve this technical problem, the invention teaches that the sample molecule field carries at least two sample molecule species of a sample molecule species group, wherein group elements of the sample molecule species group bind together to a defined target molecule with the formation of cooperative effects. Several sample molecule fields can be provided, in which case an assignment is made between the geometric positions of the sample molecule fields within the component and the sample molecule species (or the respectively different sample molecule species group) of the sample molecule. The cooperative effect occurs when a target molecule is bound, preferably between the group elements of the sample molecule species group of a sample molecule field. With the cooperative effect, an additional energetic gain is obtained in the event of a bond, with the consequence of increased specificity of the bond events. In contrast, binding events that do not trigger the cooperative effect are energetically destabilized.
Weiterhin lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils, mit den folgenden Verfahrenstufen: a) es wird ein Träger, vorzugsweise ein planarer Träger, hergestellt, b) auf dem Träger werden in definierter Anordnung Probenmolekulfelder eingerichtet, c) auf jedem Probenmolekulfeld werden Probenmolekule einer jeweils selektierten, unterschiedlichen Probenmolekülspeziesgruppe immobilisiert, wobei Gruppenelemente jeder Probenmolekülspeziesgruppe gemeinsam unter Ausbildung von kooperativen Effekten an ein definiertes Targetmolekül binden, d) optional wird das Produkt aus Stufe c) einer Waschverfahrenstufe zugeführt, e) jedem Probenmolekulfeld wird die in Stufe c) immobilisierte Probenmolekülspeziesgruppe zugeordnet, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils, mit den folgenden Verfahrensstufen: a) es wird zumindest eine Endlosfiber hergestellt, b) die Endlosfiber wird durch ein Fluid enthaltend als Proben- ' moleküle zumindest zwei Elemente einer selektierten Probenmolekülspeziesgruppe geleitet, c) die Probenmolekule der Probenmolekülspeziesgruppe werden an der Endlosfiber immobilisiert, d) optional wird die Endlosfiber zumindest einer Waschverfahrensstufe zugeführt, e) der Endlosfiber wird die in Stufe c) an der Fiber immobilisierte Probenmolekülspeziesgruppe , zugeordnet, f) von verschiedenen Endlosfibern oder von verschiedenen Abschnitten einer Endlosfober wird jeweils ein Fiberelement abgeschnitten und die Fiberelemente verschiedener Endlosfibern oder Ab- schnitte werden gebündelt und fixiert.Furthermore, the invention teaches a method for producing a component according to the invention, with the following process steps: a) a carrier, preferably a planar carrier, is produced, b) sample molecule fields are set up in a defined arrangement on the carrier, c) sample molecules become on each sample molecule field a respectively selected, different sample molecule species group is immobilized, group elements of each sample molecule species group binding together to form a defined target molecule, with the formation of cooperative effects, d) optionally the product from stage c) is fed to a washing process stage, e) the sample molecule species group immobilized in stage c) is added assigned, and a method for producing a component according to the invention, comprising the following steps: a) there is produced at least one endless fiber, b) the endless fiber is formed by a fluid sample containing as' molecules to at least two elements of a selected sample molecule species group are directed, c) the sample molecules of the sample molecule species group are immobilized on the continuous fiber, d) optionally, the continuous fiber is fed to at least one washing process stage, e) the continuous fiber is the sample molecule species group immobilized on the fiber in stage c) , assigned, f) a fiber element is cut off from different continuous fibers or from different sections of an endless fiber and the fiber elements of different continuous fibers or sections are bundled and fixed.
Schließlich lehrt die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Bauteils in einem Verfahren zur De- tektion von Targetmolekülen, mit folgenden Verfahren- stufen: a) dem Bauteil wird eine Lösung mit prospektiven Targetmolekülen zugeführt unter Bedingungen, bei welchen Targetmoleküle an Probenmolekule binden, b) gleichzeitig mit Stufe a) oder hieran anschließend wird das Bauteil einer Nachweisver- fahrensstufe zugeführt, in welcher Bindungsereignisse aus Stufe a) detektierbar sind, wobei' eine Detektion mit lateraler Ortsauflösung erfolgt, und wobei die Ortsauflösung zumindest so hoch ist, wie der Abstand zweier benachbarter Probenmolekulfelder, c) gleichzeitig mit Stufe b) oder hieran anschließend erfolgt eine Zuordnung detektierter Signale zu den Probenmolekülfeldern, von welchen die Signale erhalten werden, sowie die Verwendung eines erfindungsgemäßen Bauteils in einem Verfahren zur Detektion von Target- molekülen, wobei optisch kontaktierbare Stirnflächen der Fiberelemente optisch beispielsweise mit einem CCD Array oder über ein Mikrospiegelsystem mit einem Pho- tomultiplier verbunden sind, welche sensitiv für optische Strahlung einer Nachweiswellenlänge sind, und wobei Sensorelemente des CCD Arrays bzw. Mikrospiegel oder Mikrospiegelstellungen jeweils den Fiberelementen zugeordnet sind, mit folgenden Verfahrenstufen: a) dem Bauteil wird eine Lösung mit prospektiven Targetmolekülen zugeführt unter Bedingungen, bei welchen Targetmoleküle an Probenmolekule binden, b) gleichzeitig mit Stufe a) oder hieran anschließend wird das Bauteil mit einer eine Nachweiswellenlänge anregende Primärstrahlung bestrahlt, c) gleichzeitig mit Stufe b) oder hieran anschließend erfolgt eine Auslesung der Signale der Sensorelemente des CCD Arrays oder des Photo ultipliers und Aufbereitung sowie Abspeicherung der Signale. Alternativ oder zusätzlich können die Fiberelemente beispielsweise elektrisch kontaktierbar und/oder kontaktiert sein, zum Zwecke der Auswertung durch Messung der Impedanz bzw. der Impedanzänderungen. Auch Auswertungen durch Detektion von Oberflächenplasmonenresonanzen oder Streuprozessen sind möglich. Vor allem ist auch Lumineszenzdetektion möglich. Im Rahmen der Erfindung umfaßt der Ausdruck des Bindens auch Interaktionen im weitesten Sinne.Finally, the invention teaches the use of a component according to the invention in a method for the detection of target molecules, with the following process steps: a) a solution with prospective target molecules is supplied to the component under conditions in which target molecules bind to sample molecules, b) simultaneously with fed to step a) or subsequently thereto, the component of detection methods will drive stage in which binding events of step a) are detected, where 'is carried out a detection with lateral spatial resolution, and wherein the spatial resolution is so high, at least as the distance between two adjacent Probenmolekulfelder, c) at the same time as stage b) or thereafter, there is an assignment of detected signals to the sample molecule fields from which the signals are obtained, and the use of a component according to the invention in a method for the detection of target molecules, with optically contactable end faces de r Fiber elements are optically connected, for example, to a CCD array or via a micromirror system to a photomultiplier, which are sensitive to optical radiation of a detection wavelength, and sensor elements of the CCD array or micromirror or micromirror positions are each assigned to the fiber elements, with the following process stages: a) the component is a solution with prospective Target molecules supplied under conditions in which target molecules bind to sample molecules, b) simultaneously with stage a) or thereafter the component is irradiated with primary radiation that excites a detection wavelength, c) simultaneously with stage b) or thereafter the signals of the sensor elements are read out of the CCD array or photo ultiplier and processing and storage of the signals. Alternatively or additionally, the fiber elements can, for example, be electrically contacted and / or contacted, for the purpose of evaluation by measuring the impedance or the changes in impedance. Evaluations by detection of surface plasmon resonances or scattering processes are also possible. Above all, luminescence detection is also possible. In the context of the invention, the expression of binding also includes interactions in the broadest sense.
Definitionen.Definitions.
Als Bauteil bzw. Biochip ist eine Anordnung bezeichnet, welche in diskreten und definierten Flächenbereichen, den Probenmolekülfeldern, Probenmolekule einer Probenmolekülspezies oder Probenmolekülspeziesgruppe trägt. In der Regel wird jedes Probenmolekulfeld eines Bauteils eine andere Probenmolekülspezies- /-gruppe tragen. Die Probenmolekulfelder sind adressierbar in dem Sinne, daß eine Zuordnung getroffen ist/wird zwischen jedem Probenmolekulfeld bzw. seiner geometrischen Lage im Rahmen des Bauteils und der von dem Probenmolekulfeld getragenen Probenmolekülspeziesgruppe. Dabei kann die Zuordnung direkt oder indirekt sein. In letzterem Falle findet zunächst, beispielsweise in Zuge der Herstellung, eine Zuordnung zwischen Probenmolekülen oder Probenmolekülgruppen und (unterschiedlichen) Markierungen der Felder statt. Im Kern wird also zunächst eine Markierung den Probenmolekülen bzw. Probenmolekülgruppen zugeordnet. Nach Fertigstellung des Bauelements wird dann eine Detektion der Markierungen und Zuordnung der Markierungen und folglich der Probenmolekülspezies bzw. Proben- molekülspeziesgruppen zu der räumlichen Anordnung der Felder in dem Bauteil durchgeführt. Eine Markierung kann beispielsweise durch Ein- oder Aufbringung von Quantenspots an bzw. in einem Feld erfolgen. Beliebige andere Markierungsarten, beispielsweise Farbpig- mentcodierung, sind ebenfalls möglich. Die endgültige Zuordnung zwischen Probenmolekülspezies-/-gruppe zu deren räumlichen Anordnung kann dabei herstellerseitig oder auch erst anwenderseitig erfolgen. Im Ergebnis braucht nicht im eigentlichen Herstellungsprozeß eine exakte räumliche Anordnung eingehalten zu werden, vielmehr findet nach Zusammenfügung des Bauteils gleichsam eine Kalibrierung durch ortsaufgelöste Detektion der Markierungen statt.An assembly or biochip is an arrangement which carries discrete and defined surface areas, the sample molecule fields, sample molecules of a sample molecule species or sample molecule species group. As a rule, each sample molecule field of a component will carry a different sample molecule species / group. The sample molecule fields are addressable in the sense that an assignment is / is made between each sample molecule field or its geometric position within the component and the sample molecule species group carried by the sample molecule field. The assignment can be direct or indirect his. In the latter case, an assignment between sample molecules or sample molecule groups and (different) markings of the fields takes place first, for example in the course of production. In essence, a marker is initially assigned to the sample molecules or sample molecule groups. After completion of the component, a detection of the markings and assignment of the markings and consequently the sample molecule species or sample molecule species groups to the spatial arrangement of the fields in the component is then carried out. Marking can be done, for example, by inserting or applying quantum spots on or in a field. Any other type of marking, for example color pigment coding, is also possible. The final assignment between sample molecule species / group to their spatial arrangement can be made by the manufacturer or only by the user. As a result, it is not necessary to maintain an exact spatial arrangement in the actual manufacturing process; rather, after the component has been put together, a calibration takes place, as it were, by spatially resolved detection of the markings.
Der Ausdruck des Bauteils umfaßt auch die Begriffe des Biochips sowie des "zusammengesetzten Analysesystems aus einer Vielzahl unabhängiger Einzelelemente.The expression of the component also includes the terms of the biochip and the "composite analysis system made up of a large number of independent individual elements.
Probenmolekule sind Moleküle, welche mit Target- molekülen eine spezifische Wechselwirkung eingehen können. Beispiele für solche Wechselwirkungen sind: Antikörper-Antigen, Lectin-Kohlenhydrat, Protein- Aptamer,t Nukleinsäure-Nukleinsäure, Nukleinsäure- Ribozym, Biotin-Avidin, usw.Sample molecules are molecules that can interact with target molecules in a specific way. Examples of such interactions are: antibody-antigen, lectin carbohydrate, protein Aptamer, t nucleic acid nucleic acid, nucleic acid ribozyme, biotin avidin, etc.
Targetmoleküle sind Moleküle, auf welche eine zu 5. analysierende Probe, welche dem Bauteil aufgegeben wird, untersucht wird. Targetmoleküle können aber auch Moleküle sein, die gezielt aus einer (z.B. mit anderen Methoden oder auch mit der gleichen Methode zu analysierenden) Probe entfernt werden sollen. 0Target molecules are molecules on which a sample to be analyzed, which is placed on the component, is examined. Target molecules can also be molecules that are to be removed from a sample (e.g. to be analyzed with other methods or with the same method). 0
Eine Probenmolekülspezies enthält Probenmolekule ausschließlich einer Struktur, beispielsweise einer Sequenz im Falle von Nukleinsäuren oder Proteinen oder Peptiden. 5A sample molecule species contains sample molecules exclusively of one structure, for example a sequence in the case of nucleic acids or proteins or peptides. 5
Eine Probenmolekülspeziesgruppe enthält als Gruppenelemente zumindest zwei Probenmolekülspezies. Hierbei kann es bei den Probenmolekülspezies um gleichartige oder verschiedenartige Probenmolekültypen0 handeln. Als Probenmolekültypen werden beispielsweise Nukleinsäuren, DNA, RNA, PNA, Peptide, Proteine und Saccharide bezeichnet.A sample molecule species group contains at least two sample molecule species as group elements. The sample molecule species can be of the same or different types of sample molecules. Nucleic acids, DNA, RNA, PNA, peptides, proteins and saccharides are designated as sample molecule types.
Kooperative Effekte zwischen Molekülen mehrerer Pro-5 benmolekülspezies bzw. Elementen einer Probenmolekülspeziesgruppe und einer Targetmolekülspezies sind dadurch gekennzeichnet, daß der energetische Gewinn durch simultane Wechselwirkung zwischen jeweils den Molekülen der verschiedenen Probenmolekülspezies ein-0 erseits und den zwischen den verschiedenen Probenmolekülspezies und dem Targelmolekül insgesamt anderseits größer ist als die Summe der energetischen Gewinne der Wechselwirkungen eines Moleküls jeweils einer Probenmolekülspezies mit einem Molekül der Targetmolekülspezies. Der zusätzlich Energiegewinn rührt also von der Kooperation zwischen den Probenmolekülen verschiedener Probenmolekülspezies im Bindungsfalle der Probenmolekule mit dem Targetmolekül. Im .Falle der Nukleinsäuren als Probenmolekule und Targetmoleküle sind beispielshaft Stacking Effekte zu nennen. Der Stacking Effekt ist ein Energiegewinn durch Wechselwirkungen, nämlich Delokalisation der π-Elektronen der hydrophoben Ringstrukturen benachbarter Basen in dop- pelsträngigen Nukleinsäuren. Der Stacking Effekt tritt dabei zwischen den Enden der Probennukleinsäuren ein, wenn eine Bindung an ein Targetmolekül derartig stattfindet, daß die Enden der Probennukleinsäuren benachbart zueinander gebunden werden. Im Falle der Proteine können kooperative Effekte aus speziellen Sekundärstrukturen miteinander wechselwirkender Proteine resultieren. Generell wird mit kooperativen Effekten eine höhere Spezifität und Bindungsenergie einer Bindung zwischen Probenmolekülen und einem Targetmolekül erreicht.Cooperative effects between molecules of several sample molecule species or elements of a sample molecule group and a target molecule species are characterized in that the energetic gain through simultaneous interaction between the molecules of the different sample molecule species on the one hand and between the different sample molecule species and the target molecule on the other hand is greater than the sum of the energetic gains of the interactions of a molecule in each case a sample molecule species with a molecule of the target molecule species. The additional energy gain thus comes from the cooperation between the sample molecules of different sample molecule species in the case of binding of the sample molecules with the target molecule. In the case of nucleic acids as sample molecules and target molecules, stacking effects are to be mentioned as examples. The stacking effect is an energy gain through interactions, namely delocalization of the π electrons of the hydrophobic ring structures of neighboring bases in double-stranded nucleic acids. The stacking effect occurs between the ends of the sample nucleic acids when binding to a target molecule takes place in such a way that the ends of the sample nucleic acids are bound adjacent to one another. In the case of proteins, cooperative effects can result from special secondary structures of interacting proteins. In general, a higher specificity and binding energy of a bond between sample molecules and a target molecule is achieved with cooperative effects.
Ein Hybridisierungbereich ist ein Sequenzbereich einer Probennukleinsäure, welche mit einer Targetnuklein- säure hybridisieren kann. Ein Spacerbereich ist eine an einem Ende der Probennukleinsäure gebundene Gruppe, welche mit einer zweiten Bindungsstelle an dem Probenmolekulfeld gebunden ist. Ein Spacerbereich ist zweckmäßigerweise so gestaltet, daß eine Bindung bzw. Hybridisierung mit einem Targetmolekül nicht stattfinden kann. Ein Spacerbereich kann beispielsweise aus einem nicht-hybridisierenden Oligonukleotid gebildet sein. Mit einem Spacerbereich wird erreicht, daß einerseits der Hybridisierungsbereich in ausreichendem Abstand zur Oberfläche des Probenmolekülfeldes angeordnet wird und andererseits der Hybridisierungsbereich gleichsam flexibilisiert wird und fol- glich ohne sterische bzw. konformationsbedingte Restriktionen an ein Targetmolekül binden kann.A hybridization area is a sequence area of a sample nucleic acid which can hybridize with a target nucleic acid. A spacer region is a group attached to one end of the sample nucleic acid, which is attached to the sample molecular field with a second binding site. A spacer area is expediently designed in such a way that binding or hybridization with a target molecule cannot take place. A spacer region can be formed, for example, from a non-hybridizing oligonucleotide. With a spacer area it is achieved that on the one hand the hybridization area is arranged at a sufficient distance from the surface of the sample molecule field and on the other hand the hybridization area is made more flexible and can consequently bind to a target molecule without steric or conformational restrictions.
Als Fiberelemente sind von einer Endlosfiber abgeschnittene Stücke bezeichnet. In der Regel wird der Schnitt in einer Ebene orthogonal zur Längserstreckung der Endlosfiber ausgeführt sein, es ist jedoch selbstverständlich auch eine demgegenüber weniger als 90° abgewinkelte Schnittebene möglich.Pieces cut from an endless fiber are referred to as fiber elements. As a rule, the cut will be made in a plane orthogonal to the longitudinal extension of the endless fibers, but it is of course also possible to have a cutting plane that is angled less than 90 °.
Eine Endlosfiber ist ein stabartiges oder fadenartiges Gebilde, mit gegenüber der Länge von Fiberelementen großer Längserstreckung, welches typischerweise mittels Ziehtechnologien, Blastechnologien und/oder Ex- trusionstechnologien hergestellt und auf Trommeln oder dergleichen aufgewickelt und bevorratet sein können.An endless fiber is a rod-like or thread-like structure with a longitudinal extension that is large in relation to the length of fiber elements, which can typically be produced by means of drawing technologies, blowing technologies and / or extrusion technologies and wound up and stored on drums or the like.
Eine Endlosfiber und/oder ein Fiberelement kann in einer zur Längserstreckung orthogonalen Querschnittsebene die verschiedensten Querschnittsfor- men aufweisen. Lediglich bevorzugt ist ein im wesentlichen kreisförmiger Querschnitt. Insofern umfaßt der Begriff der Mantelfläche im Rahmen der Erfindung nicht nur Zylindermantelflächen, sondern auch Mantelflächen im Falle nicht-kreisförmiger Querschnitte. Insofern bezeichnet der Begriff der radialen Richtung im Rahmen der Erfindung alle Richtungen in einer Querschnittsebene. Insofern bezeichnet schließlich der Durchmesser im Rahmen der Erfindung d = 2 * (F/2π)0,5, wobei F die Querschnittsfläche (beliebiger Form) ist.An endless fiber and / or a fiber element can have a wide variety of cross-sectional shapes in a cross-sectional plane orthogonal to the longitudinal extent. An essentially circular cross section is only preferred. In this respect, the term envelope surface in the context of the invention includes not only cylinder jacket surfaces, but also jacket surfaces in the case of non-circular cross sections. In this respect, the term radial direction in the context of the invention denotes all directions in a cross-sectional plane. In this respect, finally, the diameter in the context of the invention d = 2 * (F / 2π) 0.5 , where F is the cross-sectional area (any shape).
Die Stirnfläche eines Fiberelementes ist durch einen Schnitt durch eine Endlosfiber gebildet.The end face of a fiber element is formed by a cut through an endless fiber.
Beabstandung der Fiberelemente meint, daß die Mantelflächen benachbarter Fiberelemente einander nicht berühren. Es ist dann eine Bündelung der Fiberelemente ohne Linienkontakt zwischen einzelnen Fiberelementen des Bündels geschaffen. Linienkontakt bedeutet, daß der (mechanische) Kontakt nicht in Bereichen zueinander paralleler Flächen benachbarter Fiberelemente besteht. Einer Beabstandung der Fiberelemente und/oder einem Linienkontakt zwischen benachbarten Fiberelementen gleichwertig ist die Einrichtung von sich in radialer Richtung erstreckenden Nasen im Bereich der Mantelfläche eines Fiberelements, wodurch benachbarte Fiberelemente bis auf den Punkt-, Linien-, oder Fläch- enkontakt im Bereich der Nasen voneinander beabstandet gehalten werden.Spacing the fiber elements means that the lateral surfaces of adjacent fiber elements do not touch each other. A bundling of the fiber elements without line contact between individual fiber elements of the bundle is then created. Line contact means that the (mechanical) contact does not exist in areas of mutually parallel surfaces of adjacent fiber elements. A spacing of the fiber elements and / or a line contact between adjacent fiber elements is equivalent to the establishment of lugs extending in the radial direction in the area of the outer surface of a fiber element, as a result of which adjacent fiber elements except for point, line or area contact in the area of the lugs kept apart from each other.
Ein Fiberelementebündel weist in der Regel zueinander coplanare Stirnflächen der gebündelten Fiberelemente auf. Es ist aber auch möglich, innerhalb einesA fiber element bundle generally has coplanar end faces of the bundled fiber elements. But it is also possible within one
Fiberelementebündels Gruppen von Fiberelementen mit jeweils coplanaren Stirnflächen auszubilden, wobei die Strinflächen von Fiberelementen unterschiedlicher Gruppen zueinander nicht coplanar sind.To form fiber element bundles groups of fiber elements, each with coplanar end faces, the string surfaces of fiber elements of different groups being non-coplanar with one another.
Optische Fiberelemente sind optisch transparent für elektromagnetische Strahlung zumindest in einem Teilbereich der Bereich IR, sichtbares Licht und/oder UV. Optisch transparent meint, daß die .Dämpfung der elektromagnetischen Strahlung ausreichend gering ist, um eine Detektion an einem Ende eines Fiberelements erzeugter elektromagnetischen Strahlung an dem gegenüberliegenden Ende des Fiberelementes mittels üblicher Detektionstechnologien zu erlauben.Optical fiber elements are optically transparent to electromagnetic radiation, at least in a partial area, the area IR, visible light and / or UV. Optically transparent means that the attenuation of the electromagnetic radiation is sufficiently low to allow detection of electromagnetic radiation generated at one end of a fiber element at the opposite end of the fiber element by means of conventional detection technologies.
Der Begriff der optischen Kontaktierbarkeit bezeichnet eine Aufbereitung einer Teilfläche eines Fiberelemen- tes, welche die Emission von elektromagnetischer Strahlung aus dem Fiberelement heraus durch die Teilfläche erlaubt. Eine starke Streuung ist möglichst zu vermeiden. Ggf. können die Teilflächen auf geeignete Weise bearbeitet, beispielsweise geglättet oder poliert werden. Es ist auch das Anpolieren oder Aufbringen von Mikrolinsen zur Fokussierung autre- tender Strahlung möglich.The term “optical contactability” denotes preparation of a partial area of a fiber element, which allows the emission of electromagnetic radiation from the fiber element through the partial area. Strong scatter should be avoided if possible. Possibly. the partial surfaces can be processed in a suitable manner, for example smoothed or polished. It is also possible to polish or apply microlenses to focus on existing radiation.
Als funktioneile Gruppen eines Polymerwerkstoffes sind solche chemische Gruppen des Polymergerüstes bezeichnet, welche eine unspezifische Bindung zwischen Targetmolekülen und dem Polymerwerkstoff ermöglichen. Im Falle von Nukleinsäuren und/oder Proteinen als Targetmolekülen wären funktioneile Gruppen beispielsweise Aminogruppen, Hydroxylgruppen, Thiolgruppen und Car- boxylgruppen. Es versteht sich, daß das Gesagte auch auf dem Polymerwerkstoff ggf. zugegebene Hilfsstoffe zutrifft .Functional groups of a polymer material are those chemical groups of the polymer structure which allow an unspecific binding between target molecules and the polymer material. In the case of nucleic acids and / or proteins as target molecules, functional groups would be, for example, amino groups, hydroxyl groups, thiol groups and carboxyl groups. It goes without saying that what has been said also applies to any auxiliaries added to the polymer material.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Die Probenmolekule der Probenmolekülspeziesgruppen können ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus "Nukleinsäuren, DNA, RNA, PNA, Aptamere, Proteine, Peptide, Saccharide sowie Mischungen dieser Proben- moleküle". Wesentlich ist lediglich, daß die auf einem Probenmolekulfeld angeordneten Probenmolekule verschiedener Probenmolekülspezies mit einem Targetmolekül unter Ausbildung kooperativer Effekte binden können. Insofern ist es grundsätzlich auch nicht zwin- gend notwendig, daß die Elemente einer Probenmolekülspeziesgruppe einem gemeinsamen Probenmolekültypus angehören. Ebenso können grundsätzlich auch Probenmolekule und Targetmoleküle verschiedenen Molekültypen angehören.Preferred embodiments of the invention. The sample molecules of the sample molecule species groups can be selected from the group consisting of "nucleic acids, DNA, RNA, PNA, aptamers, proteins, peptides, saccharides and mixtures of these sample molecules". It is only essential that the sample molecules of different sample molecule species arranged on a sample molecule field can bind to a target molecule with the formation of cooperative effects. In this respect, it is fundamentally not absolutely necessary for the elements of a sample molecule species group to belong to a common sample molecule type. In principle, sample molecules and target molecules can also belong to different types of molecules.
In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung sind die Probenmolekülspezies Nukleinsäuren, wobei die Kooperationseffekte Stacking Effekte der (Proben-) Nukleinsäuren bei Anlagerung eines Targetmoleküls, insbesondere einer Targetnukleinsäure, sind. Die Probennukleinsäuren können einen Hybridisierungsbereich und einen Spacerbereich aufweisen, wobei der Hybridisierungsbereich über den Spacerbereich an einem Probenmolekulfeld immobilisiert ist. Der Hybridisierungs- bereich kann zwar grundsätzlich beliebig lang sein, es empfiehlt sich jedoch, diesen möglichst klein zu halten; er umfaßt bevorzugterweise 3 bis 25 Nukleinsäurenbasen, insbesondere 3 bis 10 Nukleinsäurebasen. Der Spacerbereich ist bevorzugterweise aus Nuklein- säurenbasen, insbesondere Thymidin, gebildet, wobei der Spacerbereich 5 bis 80, vorzugsweise 25 bis 40, Nukleinsäurebasen umfaßt. Es ist auch möglich, syn- thethische organische Oligomere oder Polymere als Spacerbereiche einzusetzen, .in deren Polymerkette beispielsweise Carbamatgruppen eingebaut sein können.In a special embodiment of the invention, the sample molecule species are nucleic acids, the cooperation effects being the stacking effects of the (sample) nucleic acids when a target molecule, in particular a target nucleic acid, is attached. The sample nucleic acids can have a hybridization area and a spacer area, the hybridization area being immobilized on a sample molecular field via the spacer area. The hybridization area can in principle be of any length, but it is advisable to keep it as small as possible; it preferably comprises 3 to 25 nucleic acid bases, in particular 3 to 10 nucleic acid bases. The spacer area is preferably formed from nucleic acid bases, in particular thymidine, the spacer area comprising 5 to 80, preferably 25 to 40, nucleic acid bases. It is also possible to use synthetic organic oligomers or polymers as To use spacer areas, in whose polymer chain, for example, carbamate groups can be incorporated.
Jedes Probenmolekulfeld kann Probenmolekule zumindest zweier jeweils selektierter, unterschiedlicher Probenmolekülspezies tragen. Mit anderen Worten ausgedrückt, jedes Probenmolekulfeld trägt Probenmolekule zweier unterschiedlicher Strukturen. In Hinblick auf die genutzten kooperativen Effekte wird es sich empfehlen, die jeweiligen molaren Mengen der Probenmolekule unterschiedlicher Strukturen auf einem Probenmolekulfeld innerhalb von Abweichungen bis zu + 50%, besser bis zu + 20%, gleich groß zu halten. Die Probenmolekule unterschiedlicher Strukturen können auf einem Proben- molekülfeld hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Bindungstellen an dem Probenmolekulfeld in Hinblick auf eine wirtschaftliche Herstellung vorteilhafterweise stochastisch verteilt sein.Each sample molecule field can carry sample molecules of at least two respectively selected, different sample molecule species. In other words, each sample molecule field carries sample molecules of two different structures. In view of the cooperative effects used, it will be advisable to keep the respective molar amounts of the sample molecules of different structures on a sample molecule field within deviations of up to + 50%, better still up to + 20%, of the same size. The sample molecules of different structures can advantageously be stochastically distributed on a sample molecule field with regard to the spatial arrangement of the binding sites on the sample molecule field with a view to economical production.
Die Erfindung ist grundsätzlich bei Bauteilen jeden Aufbaus einsetzbar, beispielsweise des Aufbaus, wie eingangs als Stand der Technik beschrieben. Bevorzugt ist es, wenn jedes Probenmolekulfeld jeweils auf einem Fiberelement einer Mehrzahl von Fiberelementen ge- bildet ist, wobei die Probenmolekule an Mantelflächen der Fiberelemente immobilisiert sind, und wobei die Fiberelemente mittels eines Tragelements in radialer Richtung, bezogen auf die Fiberelemente, gegeneinander beabstandet fixiert oder in Linienkontakt miteinander gebündelt sind. Ein Fiberelement kann auch mehrere Probenfelder tragen. Grundsätzlich können die Fiberelemente beliebige Formen in Richtung der Längserstreckung aufweisen. In Hinblick auf eine sichere beabstandete Fixierung über die gesamte Längserstreckung der Fiberelemente kann es sich empfehlen, die Fiberelemente gerade verlaufend und parallel oder radial zueinander angeordnet auszu- bildet. Es versteht sich, daß der Abstand der Fiberelemente so abgestimmt ist, daß unter Berücksichtigung möglicher lateraler mechanischer Belas- tungskräfte der Fiberelemente und desThe invention can in principle be used in components of any structure, for example the structure as described at the outset as prior art. It is preferred if each sample molecule field is in each case formed on a fiber element of a plurality of fiber elements, the sample molecules being immobilized on lateral surfaces of the fiber elements, and the fiber elements being fixed or spaced apart from one another by means of a support element in the radial direction with respect to the fiber elements are bundled in line contact with each other. A fiber element can also carry several sample fields. In principle, the fiber elements can have any shape in the direction of the longitudinal extent. With regard to a securely spaced fixation over the entire longitudinal extent of the fiber elements, it may be advisable to design the fiber elements to be straight and arranged parallel or radially to one another. It goes without saying that the spacing of the fiber elements is coordinated in such a way that, taking into account possible lateral mechanical loading forces of the fiber elements and the
Elastizitätsmoduls des Werkstoffes der Fibern sowie deren Länge, die Zylindermantelflächen benachbarter Fiberelemente sich unter normalen Betriebsbedingungen des Bauteils nicht berühren können. Es gelten aber auch die bereits angesprochenen Alternativen.Modulus of elasticity of the material of the fibers and their length, the cylinder jacket surfaces of adjacent fiber elements cannot touch under normal operating conditions of the component. However, the alternatives already mentioned also apply.
Es ist bevorzugt, wenn die Fiberelemente optische Fiberelemente sind. Mit dieser Ausführungsform lassen sich Signale beispielsweise Floureszenzsignale aus entsprechenden Markergruppen von an den Fibern gebundenen Molekülen (optisch) anregen und zur Detektion mittels optischer Sensoren zu optisch kontaktierbaren Stellen der Fiberelemente leiten. Solche Stellen können insbesondere die Stirnflächen der Fiberelemente sein. Optische Fibern können beispielsweise zumindest teilweise aus Glas bestehen. Bevorzugt ist es allerdings, die Fiberelemente aus einem Polymerwerkstoff gebildet sind, welcher vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehen aus "Polyethylen (PE) , Polycar- bonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC) , Polystyrol (PS), Polytherephthalat (PETP) , Polyethersulfon (PES), Poly- etheretherketon (PEEK) , Polyphenylenoxid (PPO) , Polyphenylensulfid (PPS), Polybuthylenterephthalat (PBT,- Polyo ymethylen (POM) , Polysulfon (PSU) , Poly- etherimid (PEI), Polyamid (PA) und Mischungen sowie Copolymere der Monomere solcher Polymere", insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus "Polycar--bonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC) , Polystyrol und Mischungen sowie Copolymere der Monomere solcher Polymere" . Wesentlich bei der Werkstoffauswahl ist lediglich, daß der Werkstoff ausreichend (dauer-) temperaturbeständig gegen im Zuge einer., Prozessierung oder eines Einsatzes der Bauteils auftretenden Temperaturen ist. Als in diesem Sinne hochtemperaturbeständig werden alle Polymerwerkstoffe bezeichnet, welche sich bei Exposition unter zumindest 90 °C, vorzugsweise zumindest 120 °C, insbesondere zumindest 140°C, über 1000 Stunden als beständig erweisen. Typischerweise ist dies erfüllt, wenn die Glastemperatur überhalb der genannten Temperaturgrenze liegt. Besonders temperaturbeständig ist beispielsweise Polycar- bonat mit einer Glastemperatur von 150 °C. Es versteht sich, daß der Polymerwerkstoff in der Kunststofftechnologie übliche Hilfsstoffe enthalten kann, wie beispielsweise Weichmacher, Lichtstabilisatoren, insbesondere UV-Stabilisatoren, und dergleichen. Auch können die (wellenlängenabhängige) Dielektrizitatskon- stante beeinflussende Zusätze eingebracht sein zum Zwecke der Optimierung der optischen Eigenschaften in einem interessierenden Wellenlängenbereich.It is preferred if the fiber elements are optical fiber elements. With this embodiment, signals, for example, fluorescence signals from corresponding marker groups of molecules bound to the fibers (optically) can be excited and guided for detection by means of optical sensors to optically contactable locations of the fiber elements. Such locations can be, in particular, the end faces of the fiber elements. For example, optical fibers can be made at least partially of glass. However, it is preferred that the fiber elements are formed from a polymer material, which is preferably selected from the group consisting of "polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polytherephthalate (PETP)," Polyether sulfone (PES), polyether ether ketone (PEEK), polyphenylene oxide (PPO), polyphenylene sulfide (PPS), polybutylene terephthalate (PBT, - polyomethylene (POM), polysulfone (PSU), polyetherimide (PEI), polyamide (PA) and mixtures and copolymers of the monomers of such polymers ", in particular selected from the group consisting of" polycarbonate (PC ), Polyvinyl chloride (PVC), polystyrene and mixtures as well as copolymers of the monomers of such polymers ". The only thing that is important in the selection of material is that the material is sufficiently (permanently) temperature-resistant to the temperatures that occur during processing, processing or use of the component. In this sense, all polymer materials are designated as resistant to high temperatures, which have been found to be resistant for 1000 hours when exposed to at least 90 ° C., preferably at least 120 ° C., in particular at least 140 ° C. Typically, this is achieved if the glass temperature is above the stated one For example, polycarbonate with a glass transition temperature of 150 ° C. is particularly temperature-resistant It is clear that the polymer material in plastics technology can contain auxiliaries customary in the art, such as plasticizers, light stabilizers, in particular UV stabilizers, and the like. Additives influencing the (wavelength-dependent) dielectric constant can also be introduced for the purpose of optimizing the optical properties in a wavelength range of interest.
Ein Fiberelement kann auch aus mehreren Werkstoffen im Verbund hergestellt sein. Insbesondere können imA fiber element can also be made of several materials in a composite. In particular,
Bereich der Zylindermantelfläche von dem Werkstoff des Cores verschiedene Werkstoffe eingesetzt sein, beispielsweise um die Reflektivität von in dem Fiberelement laufenden Lichts an der Grenzfläche fest/flüssig bzw. fest/gas ggf wellenlängenselektiv zu modifizieren. Auch kann beispielsweise das Core aus einem mechanisch starren Werkstoff bestehen, beispiel- sweise Metall, Glas oder Polycarbonat, während der das Core umgebende optisch transparente Werkstoff dann weniger starr sein kann.Area of the cylinder jacket surface from the material of the core different materials can be used, for example, to reflectivity in the Modify fiber element of running light at the solid / liquid or solid / gas interface, if necessary, wavelength-selective. For example, the core can also consist of a mechanically rigid material, for example metal, glass or polycarbonate, while the optically transparent material surrounding the core can then be less rigid.
In geometrischer Hinsicht können die Fiberelemente wie folgt ausgebildet und angeordnet sein. Die Fiberelemente weisen vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 0,01 μm bis 1000 μ und eine Länge im Bereich von 0,1 μm bis 100 mm auf. Das Verhältnis Durchmesser zu Länge kann im Bereich 100 bis 10"4 liegen. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Fiberelemente in einer Dichte von 1 bis 107 Fibern/cm2, bezogen auf eine radiale Querschnittsebene der Fiberelemente, gepackt sind.Geometrically, the fiber elements can be designed and arranged as follows. The fiber elements preferably have a diameter in the range from 0.01 μm to 1000 μm and a length in the range from 0.1 μm to 100 mm. The ratio of diameter to length can be in the range 100 to 10 "4. Furthermore, it is preferred if the fiber elements are packed in a density of 1 to 10 7 fibers / cm 2 , based on a radial cross-sectional plane of the fiber elements.
Hinsichtlich des Tragelements sind verschiedene Ausführungsformen möglich. Das Tragelement kann an einem Ende der Fiberelemente angeordnet und die Enden der Fiberelemente umfassend ausgebildet sein, wobei die Stirnflächen der umfaßten Fiberelemente direkt oder indirekt optisch kontaktierbar sind. Im Falle der indirekten Kontaktierbarkeit muß das Tragelement zumindest im Bereich jedenfalls eines der Enden der Fiber optisch transparent sein. Ein solches Tragelement ist typischerweise Plattenför ig und seine Hauptflächen stehen orthogonal zu der Längserstreckung derVarious embodiments are possible with regard to the support element. The support element can be arranged at one end of the fiber elements and the ends of the fiber elements can be of extensive design, the end faces of the enclosed fiber elements being optically or directly contactable. In the case of indirect contactability, the support element must be optically transparent at least in the area of one of the ends of the fiber. Such a support element is typically Plattenför ig and its main surfaces are orthogonal to the longitudinal extension of the
Fiberelemente. Ein solches Bauteil kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß das als Lochplatte ausgebildete Tragelement durch Einführung der lϊFiber elements. Such a component can be produced, for example, in that the support element, which is designed as a perforated plate, is introduced by introducing the lϊ
Fiberelemente oder der Endlosfiber in die Löcher der Lochplatte und subsequente Fixierung der Fiberelemente in den Löchern mit den Fiberelementen bestückt wird. Im Falle der Einführung von Endlosfibern muß selbstverständlich vor oder nach der Fixierung eine Schneideverfahrenstufe erfolgen. Ebenso ist" es möglich, die Enden eines mittels einer Haltevorrichtung gehaltenen Bündels an Fiberelementen (oder Enden von Endlosfibern) in einen nicht ausgehärteten Werkstoff einzutauchen und dann die Aushärtung durchzuführen. Auch kann das Tragelement aus den Fiberelementen herausgebildet werden, beispielsweise durch kontaktierende Fixierung in einem Bereich der Fiberelemente und Verschmelzen, Verschweißen, Verkle- ben und dergleichen. Als Werkstoff für solche Trageelemente kommen grundsätzlich die gleichen Werkstoffe, wie vorstehend im Zusammenhang mit den Fiberelementen genannt in Frage. Es wird sich allerdings in aller Regel empfehlen, das Tragelement optisch nicht transparent auszuführen, beispielsweise durch Zugabe von Pigmenten, und die Fiberelemente vollständig durch das Tragelement hindurchgreifend auszubilden. Hierdurch wird ein cross-talking optischer Signale reduziert.Fiber elements or the endless fiber in the holes of the perforated plate and subsequent fixation of the fiber elements in the holes with the fiber elements. In the case of the introduction of continuous fibers, a cutting process step must of course take place before or after the fixation. Likewise the ends is "possible to immerse a held by a holding device bundle of fiber elements (or ends of endless fibers) in a non-cured material and then to perform the curing process. Also, the support member may be formed out of the fiber elements, for example by contacting fixing in a In the field of fiber elements and fusing, welding, gluing etc. The same materials as those mentioned above in connection with the fiber elements are basically suitable as the material for such support elements. However, it is generally recommended that the support element not be optically transparent to carry out, for example by adding pigments, and to completely form the fiber elements through the support element, thereby reducing cross-talking optical signals.
Das Tragelement kann auch aus einem Wickeltragband ausgeführt sein. Hierbei handelt es sich um ein langes, bandförmiges elastisches Konstrukt, beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer, wie thermoplastisches Polyurethan (TPU) , an oder in welchem ein Ende der Fiberelemente aufgebracht oder eingebettet wird. Dabei stehen die Fiberelemente orthogonal zur Längserstreckung des Wickeltragbandes. Sodann wird das Wickeltragband beispielsweise spiralförmig aufgerollt oder mäanderartig im Zig-Zag ge- falten, wodurch die Fiberelemente zu einem , 2-dimensionalen Raster angeordnet werden.The support element can also be made from a winding support tape. This is a long, band-shaped elastic construct, for example made of a thermoplastic elastomer, such as thermoplastic polyurethane (TPU), on or in which one end of the fiber elements is applied or embedded. The fiber elements are orthogonal to the longitudinal extent of the winding support tape. The winding carrier tape is then, for example, rolled up in a spiral or folded in a meandering manner in the zigzag, as a result of which the fiber elements are arranged in a 2-dimensional grid.
Ein Bauteil kann lediglich ein Tragelement aufweisen. Dieses Tragelement kann im Prinzip an jeder Stelle, bezogen auf die Längserstreckung der Fiberelemente, angeordnet werden, beispielsweise an einem Ende der oder mittig der Fiberelemente. Ebenso ist es aber auch möglich zwei oder mehr Tragelemente im Rahmen eines Bauteils einzurichten. Dies empfiehlt sich insbesondere im Falle sehr langer und/oder flexibler Fiberelemente. Wenn mehrere Tragelemente vorgesehen sind, empfiehlt es sich weiterhin, jedenfalls 2 Tragelemente an den gegenüberliegenden Enden der Fiberelementen vorzusehen.A component can only have one support element. In principle, this support element can be arranged at any point in relation to the longitudinal extent of the fiber elements, for example at one end of or in the middle of the fiber elements. However, it is also possible to set up two or more support elements within one component. This is particularly recommended in the case of very long and / or flexible fiber elements. If several support elements are provided, it is still advisable to provide 2 support elements at the opposite ends of the fiber elements.
In Hinblick auf eine Reduktion unspezifischer Bindung von Targetmolekülen direkt an den Oberflächen der Probenmolekulfelder ist es vorteilhaft, wenn der Polymerwerkstoff keine funktionalen Gruppen an seiner Oberfläche trägt, und, wenn die Probenmolekule Nukleinsäuren, insbesondere Oligonukleotide mit weniger als 300 Basen, sind, daß die Nukleinsäuren aus einer wäßrigen Lösung unter Bestrahlung mit UV-Licht an die Oberfläche des Polymerwerkstoffes gebunden sind.With a view to reducing non-specific binding of target molecules directly to the surfaces of the sample molecule fields, it is advantageous if the polymer material does not have any functional groups on its surface, and if the sample molecules are nucleic acids, in particular oligonucleotides with less than 300 bases, that the nucleic acids are bound to the surface of the polymer material from an aqueous solution under irradiation with UV light.
Für Nukleinsäuren und andere Stoffgruppen ist eine kombinatorische Synthese auf den Fibern möglich. Selbstverständlich läßt sich ein erfindungsgemäßes Bauteil nicht nur analytisch sondern auch präparativ einsetzen, beispielsweise zur gezielten Abtrennung von Stoffen aus komplexen Gemischen, wie beispielsweise Blut. Ein erfindungsgemäßes Bauteil kann mittels beispielsweise Detergentien mit einer selbstbenetzenden Oberfläche im Bereich der Mantelflächen ausges- tattet sein. Dann benetzen Lösungen mit Targetmolekülen die Mantelflächen selbsttätig. Es ist auch möglich "integrated devices" zu bilden, mittels einer Kombination von Bauteilen beispielsweise zur Probenvorbereitung, zur Analyse, sowie zur Auslesung. Im Rahmen der Herstellung der Endlosfibern und/oder der Fiberelemente kann auch die Polymerisation bzw. Ausformung des Polymerwerkstoffes in Gegenwart bzw. unter Zumischung der Probenmolekule durchgeführt werden, so daß die Probenmolekule im Volumen eingebaut werden, allerdings nur an der Oberfläche eines Fiberelementes zugänglich sind] Weiterhin ist die Bildung von Patronen, enthaltend zumindest ein erfindungsgemäßes Bauteil, möglich, wobei solche Patronen beispielsweise hintereinanderschaltbar sind. Auf der Oberfläche der Bauteile oder in einer Patrone können Hilfsstoffe, wie Enzyme für PCR oder Ligation, aber auch interaktionsvermittelnde Moleküle angesiedelt sein.Combinatorial synthesis on the fibers is possible for nucleic acids and other groups of substances. A component according to the invention can of course not only be used analytically but also preparatively, for example for the targeted separation of Substances from complex mixtures, such as blood. A component according to the invention can, for example, be provided with a self-wetting surface in the area of the lateral surfaces by means of detergents. Then solutions with target molecules automatically wet the outer surfaces. It is also possible to form "integrated devices" by means of a combination of components, for example for sample preparation, for analysis and for reading. As part of the production of the continuous fibers and / or the fiber elements, the polymerization or shaping of the polymer material can also be carried out in the presence or with the admixture of the sample molecules, so that the sample molecules are incorporated in volume, but are only accessible on the surface of a fiber element] Furthermore, the formation of cartridges containing at least one component according to the invention is possible, such cartridges being connectable in series, for example. Auxiliaries, such as enzymes for PCR or ligation, but also interaction-imparting molecules can be located on the surface of the components or in a cartridge.
Ein erfindungsgemäßes Bauteil kann in ein fluidisches Bauteil, beispielsweise eine Pipettenspitze oder Düse eingebracht und fixiert sein. Mehrere erfindungsgemäße Bauteile können fluidisch in Serie oder parallel geschaltet sein. Ein Einbau in integrierte Analysensysteme ist möglich.A component according to the invention can be introduced and fixed in a fluidic component, for example a pipette tip or nozzle. Several components according to the invention can be connected fluidically in series or in parallel. Installation in integrated analysis systems is possible.
Bei Bauteilen, welche kooperative Effekte, beispielsweise Stacking Effekte, ausnutzen, kann Förster- Energie-Transfer (FRET) ausgenutzt werden, indem eines der. beiden immobilisierten Probenmolekülgruppen- mitglieder, beispielsweise Oligonukleotide, mit einem Donor-Fluoreszenzfarbstoff und der andere mit einem Acceptor-Farbstoff markiert ist. Bei räumlicher Nähe, beispielsweise Stacking, kommt es nun zu Förster- Transfer, entsprechend einer Modulation der Emissiori- swellenlänge . Die Ausnutzung von FRET macht es möglich, daß Targetmoleküle nicht markiert zu sein brauchen. Es kann auch eine Änderung der elektrischen Leitfähigkeit beispielsweise im Wege der Impedanzmessung durchgeführt werden.For components that exploit cooperative effects, such as stacking effects, Förster energy transfer (FRET) can be used by one the. two immobilized sample molecule group members, for example oligonucleotides, is labeled with a donor fluorescent dye and the other with an acceptor dye. With spatial proximity, for example stacking, Förster transfer now occurs, corresponding to a modulation of the emission wavelength. The use of FRET makes it possible that target molecules need not be labeled. The electrical conductivity can also be changed, for example by means of impedance measurement.
Weiterhin ist eine Detektion mittels festen und ggf. metallischen Partikeln, • welche an Targetmoleküle ge- bunden sind, möglich. Es erfolgt dann eine Messung beispielsweise mittels Scattering, evaneszenter Wellen, oder durch metallischen Niederschlag an einem Fiberelement (beispielsweise, wenn Nanokugeln aus Silber an den Targetmolekülen gebunden sind und foto- graphische Emulsionen eingesetzt werden. Ggf. im Zusammenhang mit diesen Methoden kann SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) eingesetzt werden.Detection by means of solid and possibly metallic particles, which are bound to target molecules, is also possible. A measurement is then carried out, for example, by means of scattering, evanescent waves, or by metallic precipitation on a fiber element (for example, if silver nanospheres are bound to the target molecules and photographic emulsions are used. If necessary, SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) can be used.
Aufgrund der Tatsache, daß das Bauteil aus ver- schiedenen Einzelelementen zusammengesetzt ist, kann auch jedes Einzelne angesprochen werden. Hierbei können komplette Spektren gefahren werden und eine weitergehende Aussage zur Zusammensetzung der spezifischen Bindungspartner oder auch frei in der Lösung weilender Moleküle getroffen werden. Hierzu sind beispielsweise einsetzbar: Raman, SERS, NIR. Bauteile können ausgelesen werden, indem das gesamte Bauteil belichtet wird oder einzelne Fiberelemente angesteuert werden (elektrisch, optomechanisch über x—y-stage und z.B. Faseroptik oder optoelektrisch, indem fokussiertes Licht über ablenkbare' Mikrospiegel eingekoppelt oder aufgenommen wird.Due to the fact that the component is composed of different individual elements, each individual can also be addressed. Complete spectra can be run and a more detailed statement can be made about the composition of the specific binding partner or also freely resident molecules in the solution. For example, Raman, SERS, NIR can be used for this. Components can be read out by exposing the entire component or by controlling individual fiber elements (electrical, optomechanical via x-y-stage and, for example, fiber optics or optoelectric, by coupling or recording focused light via deflectable 'micromirrors.
Fiberelemente können vor- und/oder nachbehandelt sein, indem Fiberenden coplanar geschliffen werden, Fiber- enden zu Mikrolinsen verschliffen werden, Fibern zur Erzugung von evaneszenten Wellen metallisch beschichtet werden, Fibern aufgerauht werden, Fibern einendig verspiegelt werden und so die Emission eingekoppelten Lichts wieder am gleichen (nicht ver- spiegelten) Ende abgenommen und gemessen wird, optional über die gleiche Optikvorrichtung. Die Signaleinkoppelung bzw. Modulation kann verstärkt werden, indem ein modulierender bzw. reflektierender Stoff in Lösung in die Fiberzwischenräume eingebracht wird. Dieser Stoff kann aber dort auch als Festkörper vorliegen.Fiber elements can be pretreated and / or post-treated by coplanar grinding of fiber ends, grinding of fiber ends to microlenses, metallic coating of fibers for the generation of evanescent waves, roughening of fibers, mirroring of fibers with one end and thus the emission of the coupled light again the same (not mirrored) end is removed and measured, optionally using the same optical device. The signal coupling or modulation can be strengthened by introducing a modulating or reflecting substance into the fiber interspaces in solution. However, this substance can also be present as a solid.
Alle vorstehenden Ausführungen gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungs- gemäßen Verwendungen.All of the above statements apply accordingly to the methods and uses according to the invention.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungsformen darstellenden Beispielen näher erläutert . Beispiel* 1:. Immobilisierung von zwei verschiedenen Nukleinsäurespezies auf einer Endlosfiber.The invention is explained in more detail below on the basis of examples which merely illustrate embodiments. Example 1:. Immobilization of two different nucleic acid species on a continuous fiber.
Die grundsätzliche Vorgehensweise der Immobilisierung ist wie folgt. Es' wird ein Oligonukleot'idpaar in eine Crosslink-Lösung enthaltend 1 M NaCl, 0,2 M MgCl2 und 0,3 M Tris, pH8, in einer (Gesamt-) Konzentration von 10 nM eingebracht. In einer Vorrichtung .wird eine PS- Endlosfiber von 80 μm Durchmesser, welche auf übliche Weise extrudiert wurde, von einer Vorratsrolle durch ein Quarzglasrohr mit einem Innendurchmesser von 1.mm und einer Länge von 1 m durchgeleitet, dessen Enden offen und nach oben gebogen sind, wobei an einem Ende des Rohres ein zusätzlicher Ablaufstutzen und am enderen Ende ein zusätzlicher Zulaufstutzen angebracht sind. Der Zulaufstutzen wird mit einer Schlauchpumpe verbunden, die mit einem Vorratsbehälter in Verbindung steht, in welchem die Oligonukleotidlösung bevorratet wird. Die Endlosfiber wird am Austrittsende aus dem Quarzglasrohr auf eine Auffangrolle aufgespult, die mit einem Schrittschaltmotor angetrieben wird. In das Quarzglasrohr wird die Oligonukleotidlösung eingebracht und das Quarzglasrohr wird mit mit einer darüber angebrachten UV-Lampe mit einer Hauptemission bei 254 nra bestrahlt. Dabei wird die Drehzahl der Auffangspule so eingestellt, daß eine Verweildauer jedes Bereiches der Endlosfiber in der Oligonukleotidlösung in dem Quarzglasrohr von ca. 5 min. eingerichtet ist. Gleichzeitig wird der Volumenstrom der Oligonukleotidlösung durch das Quarzglasrohr so eingestellt, daß innerhalb von ca. 5 min. ein vollständiger Austausch der Oligonukleotidlösung in dem Quarzglasrohr stattfindet. Verschiedene Endlosfibern werden so in verschiedenen Quarzglasrohren bzw. Reaktoren mit verschiedenen Oligonukleotidpaaren beschichtet. Alternativ können verschiedene Abschnitte einer einzigen Endlosfiber, beispielsweise jeweils auf 10 m Länge, dadurch mit verschiedenen Oligonukleotidpaaren beschichtet werden, daß die Oligonukleotidlösung in dem Quarzrohr entsprechend der gewünschten Abschnittlänge und unter Berücksichtigung der Vorschubgesch- windigkeit der Endlosfiber durch das Quarzglasrohr ausgetauscht wird. So können ggf. auf einer einzigen Endlosfiber sehr viele verschiedene Spezifitäten erzeugt werden.The basic procedure for immobilization is as follows. There 'is a Oligonukleot' idpaar introduced into a crosslink-solution containing 1 M NaCl, 0.2 M MgCl 2, and 0.3 M Tris, pH 8, in a (total) concentration of 10 nM. In a device, a continuous PS fiber of 80 μm in diameter, which was extruded in the usual way, is passed from a supply roll through a quartz glass tube with an inside diameter of 1. mm and a length of 1 m, the ends of which are open and bent upwards , with an additional drain pipe and an additional inlet pipe attached to one end of the pipe. The inlet connection is connected to a peristaltic pump which is connected to a storage container in which the oligonucleotide solution is stored. The continuous fiber is wound at the exit end of the quartz glass tube onto a collecting roller which is driven by a stepping motor. The oligonucleotide solution is introduced into the quartz glass tube and the quartz glass tube is irradiated with a UV lamp attached above with a main emission at 254 nm. The speed of the collecting spool is adjusted so that a dwell time of each area of the endless fibers in the oligonucleotide solution in the quartz glass tube of approx. 5 min. is set up. At the same time, the volume flow of the oligonucleotide solution through the quartz glass tube is adjusted so that within about 5 minutes. a complete exchange of the oligonucleotide solution in the quartz glass tube takes place. Different continuous fibers are coated with different pairs of oligonucleotides in different quartz glass tubes or reactors. Alternatively, different sections of a single continuous fiber, for example each 10 m long, can be coated with different pairs of oligonucleotides by exchanging the oligonucleotide solution in the quartz tube in accordance with the desired section length and taking into account the feed speed of the continuous fiber through the quartz glass tube. This means that many different specificities can be generated on a single continuous fiber.
Als Probenpaare werden beispielsweise eingesetzt: Paar a) wt-Oligo (T)35-CTACCC (linker Arm) und t- Oligo CTACAG-(T)35 (rechter Arm) ;The following sample pairs are used, for example: pair a) wt-oligo (T) 35-CTACCC (left arm) and t-oligo CTACAG- (T) 35 (right arm);
Paar b) mt-Oligo (T) 35-CTACCA (linker Arm) und wt- Oligo CTACAG-(T)35 (rechter Arm). Angaben stets von 5' zu 3'. Generell wird vorteilhafterweise so gearbeitet, daß ein Oligonukleotid eines Paares am 5' Ende und das andere am 3' Ende immobilisiert ist.Pair b) mt-oligo (T) 35-CTACCA (left arm) and wt-oligo CTACAG- (T) 35 (right arm). Always from 5 'to 3'. In general, the procedure is advantageously such that one oligonucleotide of a pair is immobilized at the 5 'end and the other at the 3' end.
Ein Bauteil aufweisend die beiden vorstehenden Probenpaare wurde getestet durch Inkubation des Bauteils mit einer Lösung enthaltend ein wt-Oligonukleotidtarget der Sequenz Biotin-CTGTAGGGGTAG. Nach Streptavidin- Peroxidase-Konjugatbildung wurde colorimetrisch analysiert. Dabei zeigte sich sich eine Hybridisierung nur an dem Fiberelement mit dem Probenpaar A. Ein mt- Oligonukleotidtarget der Sequenz Biotin-CTGTAGTGGTAG band dagegen nur an dem Fiberelement mit dem Probenpaar B. Kontrollversuche mit wt linker Arm, mt liηker Arm oder wt rechter Arm alleine waren negativ, i.e. nur bei kooperativer Interaktion der beiden Oligonukleotide eines Probenpaares mit dem Target ist eine .Hybridisierung feststellbar. Weiterhin entsteht kein Signal, wenn bei Hybridisierung auf der Targetsequenz eine Lücke von 1 oder mehr 'Nukleotiden zwischen rechtem und linkem Arm vorliegt.A component comprising the two above pairs of samples was tested by incubating the component with a solution containing a wt oligonucleotide target of the sequence biotin-CTGTAGGGGTAG. After streptavidin-peroxidase conjugate formation, colorimetric analysis was carried out. Hybridization was shown only on the fiber element with the pair of samples A. In contrast, an mt oligonucleotide target of the sequence biotin-CTGTAGTGGTAG bound only on the fiber element with the Sample pair B. Control experiments with wt left arm, mt left arm or wt right arm alone were negative, ie hybridization can only be determined when the two oligonucleotides of a pair of samples interact with the target. Furthermore, no signal is produced when a gap of 1 or more 'nucleotides between right and left arm present when hybridized to the target sequence.
Beispiel 2: Immobilisierung von Nukleinsäuren auf einer Glas Endlosfiber.Example 2: Immobilization of nucleic acids on a glass of continuous fiber.
Eine Endlosfiber aus Glas wird zunächst durch eine Silanisierungslösung geführt, und dabei aminosilanis- iert. Ansonsten wird wie in Beispiel 1 verfahren mit dem Unterschied, daß die Lösung in dem Reaktor einen aminospezifischen chemischen Crosslinker, beispielsweise FDC, enthält und die Oligonukleotide aminomodi- fiziert sind. Eine Bestrahlung ist nicht notwendig.An endless fiber made of glass is first passed through a silanization solution and thereby aminosilanized. Otherwise, the procedure is as in Example 1, with the difference that the solution in the reactor contains an amino-specific chemical crosslinker, for example FDC, and the oligonucleotides are amino-modified. Irradiation is not necessary.
Beispiel 3: Zusammenfügen von Fiberelementen zu einem Bauteil durch mäanderförmiges Verlegen.Example 3: Joining fiber elements into a component by meandering laying.
Eine Endlosfiber mit 200 μm Durchmesser und 1000 m Länge, die an 1000 äquidistanten verschiedenen Längenabschnitten (von 1 m Länge) mit unterschiedlichen Oligonukleotidpaaren beschichtet ist, wird gegen- läufig über zwei einander gegenüberliegenden Reihen mit je 100 Führungshaken gewunden, so daß die Übergangsstellen zwischen den verschiedenen Längenabschnitten bei den Führungshaken zu liegen kommen. Die Fiber ist dann letztendlich mäanderförmig verlegt, wobei die verschiedenen Längenabschnitte zueinander parallel angeordnet sind. Die verschiedenen Längenabschnitte werden dann ggf. in. Richtung der Mäanderebene zum Anliegen aneinander gebracht und die so entstehende dichte Lage an- Längenabschnitten wird dann mit einer Abdeckfolie belegt. Es entsteht eine Lage von 20 mm Breite und 1 m Länge. Dies wird mit weiteren Längenabschnitten der Endlosfiber oder einer anderen Endlosfiber 99 mal wiederholt, wobei die entstehenden Lagen unter jeweiliger Zwischenschaltung einer Abdeckfolie aufeinander gestapelt werden. Es entsteht ein 100 x 100 Raster, in einer Ebene orthogonal zur Längserstreckung der Längenabschnitte betrachtet. Die Deckfolien werden in Längsrichtung herausgezogen, ohne Verschiebung von Läήgenabschnitte und ein verdichtender Druck wird aufgebracht. Es entsteht ein im wesentlichen quadratisches 100 x 100 Raster in dichter Packung. Sodann wird zur mechanischen Stabilisierung der Positionen der Längenabschnitte zueinander eine Stützhülse, beispielsweise als Band, um das Raster angebracht und die Bereiche bei den Führungshaken durch zwei Schnitte in Ebenen orthogonal zu der Längserstreckung der Längenabschnitte entfernt. Durch ort- sselektive selektive Lichteinkoppelung an einem so entstandenen Längenabschnitte und Messung des erhaltenen Signals an dem anderen so erhaltenen Ende erfolgt eine Bestimmung von Position eines Längenabschnittes und hierzu zugeordnetem Oligonukleo- tidpaar. Schließlich werden in Richtung orthogonal zur Längserstreckung Blöcke einer Höhe von 1 mm abgeschnitten, wobei nicht ganz 1000 Biochips gleichen Aufbaus erhalten werden. Beispiel 4 : Zusammenfügen von Fiberelementen durchAn endless fiber with a diameter of 200 μm and a length of 1000 m, which is coated at 1000 equidistant different lengths (of 1 m in length) with different pairs of oligonucleotides, is wound in opposite directions across two rows with 100 guide hooks each, so that the transition points between the different lengths come to rest on the guide hooks. The In the end, fiber is laid in a meandering shape, with the various length sections being arranged parallel to one another. The various length sections are then brought to bear against one another in the direction of the meandering plane, and the resulting dense layer of length sections is then covered with a cover film. A layer of 20 mm width and 1 m length is created. This is repeated 99 times with further lengths of the continuous fiber or another continuous fiber, the layers being produced being stacked on top of one another with the interposition of a cover film. A 100 x 100 grid is created, viewed in a plane orthogonal to the longitudinal extension of the longitudinal sections. The cover foils are pulled out lengthways, without shifting the length sections and a compressing pressure is applied. The result is an essentially square 100 x 100 grid in a dense packing. Then, to mechanically stabilize the positions of the length sections relative to one another, a support sleeve, for example as a band, is attached around the grid and the regions on the guide hooks are removed by two cuts in planes orthogonal to the longitudinal extension of the length sections. The position of a length segment and the pair of oligonucleotides assigned to it are determined by means of location-selective, selective coupling of light on a length segment thus created and measurement of the signal obtained at the other end thus obtained. Finally, blocks with a height of 1 mm are cut off in the direction orthogonal to the longitudinal extent, whereby not quite 1000 biochips of the same structure are obtained. Example 4: Joining fiber elements together
Webtechnologie. ; Web technology. ;
Endlosfibern, wie in Beispiel 3 eingesetzt, werden entsprechend einem Schußfaden zwischen Kettfäden mäanderförmig eingewebt. Als Kettfäden dienen nicht mit Nukleinsäuren beschichtete Fibern. Es entsteht gleichsam ein flächiges Textil mit zueinander parallel angeordneten Längenabschnitten. Eine Mehrzahl solcher flächigen Textile werden aufeinander gestapelt und gehalten, wobei dann die Kettfäden herausgezogen werden. Dabei oder danach wird eine Verdichtung durchge- führt und es entsteht ein raster gemäß dem Beispiel 3. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung können auch mit Nukleinsäuren versehene Fibern als Kettfäden eingesetzt sein (dann wird es sich um Fibern von unterschiedlichen Endlosfibern mit jeweils nur einem Oligonukleotidpaar handeln) und die Schußfäden durch nicht mit Oligonukleotiden beschichtete Fiber gebildet sein.Endless fibers, as used in Example 3, are woven in a meandering fashion between warp threads in accordance with a weft thread. Fibers not coated with nucleic acids serve as warp threads. A flat textile with length sections arranged parallel to each other is created. A plurality of such flat textiles are stacked and held on top of one another, the warp threads then being pulled out. During or after this, compression is carried out and a raster is produced according to example 3. In this embodiment of the invention, fibers provided with nucleic acids can also be used as warp threads (then fibers of different continuous fibers, each with only one pair of oligonucleotides, will be involved) ) and the weft threads are formed by fiber not coated with oligonucleotides.
Beispiel 5: Zusammenfügen von Fiberelementen mittelsExample 5: Joining fiber elements using
Tragelement.Supporting member.
Eine Endlosfiber entsprechend Beispiel 3 wird durch eine Mehrzahl von thermoplastischen Lochplatten hin- und hergefädeltgefädelt, wobei die Übergangsstellen der verschiedenen Längenabschnitte bei den Umkehrpunkten der ersten und der letzten Lochplatte zu liegen kommen. Zwischen der ersten und der letzten Lochplatte engeordnete Lochplatten sind in Richtung der Längserstreckung der Längenabschnitte gegeneinander beispielsweise mittels Abstandhaltern fixiert, wobei jeweils Paare von Lochplatten gebildet werden (zwischen den Paaren von Lochplatten können ebenfalls (kürzere) Ab- -standshalter angeordnet sein, die Lochplatten benachbarter Paare können aber auch unmittelbar aneinander anstoßen) . Durch Wärmeeinwirkung und/oder mechanische Druckkräfte auf die Lochplatten in Richtungen der Hauptebene der Lochplatten werden die Längenabschnitte in jeder Lochplatte gleichsam eingeschrupft so darin fixiert. Sodann werden Schnitte zwischen den Lochplatten benachbarter Paare angebracht. Die Außenflächen der Lochplatten der so erhaltenen Konstrukte werden poliert, so dann die Enden der Fiberelemente coplanar mit den Außenflächen der Lochplatten sind. Die Lochplatten können aus einem lichtundurchlässigen Werkstoff bestehen. Das erhaltene Konstrukt kann mit einer lichtundurchlässigen Hülse ausgestattet werden. Die Lochplatten können Zu- und/oder AblaufÖffnungen für Fluide, beispielsweise Analysate, aufweisen.An endless fiber according to Example 3 is threaded back and forth through a plurality of thermoplastic perforated plates, the transition points of the different length sections coming to lie at the reversal points of the first and last perforated plate. Between the first and the last perforated plate Enlarged perforated plates are fixed in the direction of the longitudinal extension of the longitudinal sections, for example by means of spacers, pairs of perforated plates being formed in each case ((shorter) spacers can also be arranged between the pairs of perforated plates, but the perforated plates of adjacent pairs can also abut one another directly ). Due to the action of heat and / or mechanical compressive forces on the perforated plates in the directions of the main plane of the perforated plates, the length sections in each perforated plate are, as it were, fixed therein. Then cuts are made between the perforated plates of adjacent pairs. The outer surfaces of the perforated plates of the constructs thus obtained are polished so that the ends of the fiber elements are coplanar with the outer surfaces of the perforated plates. The perforated plates can consist of an opaque material. The construct obtained can be equipped with an opaque sleeve. The perforated plates can have inlet and / or outlet openings for fluids, for example analytes.
Beispiel 6: Herstellung eines planaren Biochips mit zwei verschiedenen Nukleinsäurespezies in einem Feld.Example 6: Production of a planar biochip with two different nucleic acid species in one field.
Es wird grundsätzlich wie in Beispiel 1 verfahren mit dem Unterschied, daß in verschiedene Felder eines im wesentlichen planaren Trägers jeweils 5 μl von verschiedene Nukleotidpaare enthaltenden verschiedenen Lösungen aufgetropft wird. Sonstige Lösungsbestandteile sowie UV Bestrahlung entsprechen ebenfalls Beispiel 1. Sodann erfolgt eine Hybridisierung mit biotinyliertem Target. Ein Nachweis des Biotin-Targets erfolgt über eine Enzymkonjugatbildung und chemilumi- neszentes Substrat und CCD-Messung oder ein unlösli- ches Reaktionsprodukt von TMB und violettem Farbniederschlag .The procedure is basically the same as in Example 1, with the difference that 5 .mu.l of different solutions containing different pairs of nucleotides are dripped into different fields of an essentially planar support. Other solution components as well as UV radiation also correspond Example 1. Hybridization with biotinylated target then takes place. The biotin target is detected via enzyme conjugate formation and chemiluminescent substrate and CCD measurement or an insoluble reaction product of TMB and violet color precipitate.
Beispiel 7: Stabilisierung der Stacking , Interaktion.Example 7: Stabilization of stacking, interaction.
Die Stacking Interaktion läßt sich weiter stabilisieren, wenn der rechte Arm 5 ' -phosphoryliert ist und die Kontaktierung mit dem Target in Gegenwart von Li- gase erfolgt. Dabei werden die beiden Oligos eines Probenpaares miteinander verknüpft.The stacking interaction can be further stabilized if the right arm is 5 '-phosphorylated and the contact with the target takes place in the presence of ligase. The two oligos of a pair of samples are linked together.
Beispiel 8: Durchführung einer Messung mit einem erfindungsgemäßen Bauteil.Example 8: Carrying out a measurement with a component according to the invention.
Ein erfindungsgemäßes Bauteil wird mit einem Analysat enthalten ein Gemisch aus fluoreszenzmarkierten Oli- gonukleotiden unter Hybridisierungsbedingungen kontak- tiert. Einige der Oligonukleotide des Analysats weisen dabei Komplementarität zu einigen an dem Bauteil immobilisierten Oligonukleotidpaaren auf. Das Analysat verteilt sich aufgrund von Kapillarkräften selbsttätig innerhalb des Bauteils, wobei Oligonukleotide des Ana- lysats, welche komplementär zu immobilisierten Oligonukleotidpaaren sind, im Wege der Hybridisierung an dem Bauteil bzw. den respektiven Fiberelementen gebunden werden. Es folgt eine Waschverfahrenstufe mit Waschpuffer, wobei nicht hybridisierte Oligonukleotide des. Analysats ausgewaschen werden. Dann wird eine Stirnseite des Bauteils mit einer zur Anregung des Fluoreszenzfarbstoffes geeigneten Wellenlänge bstrahlt. An der gegenüberliegenden Seite wird eine Detektion' von Signalen bei der 'Emissionswellenlänge des Fluoreszenzfarbstoffes durchgeführt, und zwar mit Ortsauflösung in Richtungen der Ebene der Stirnfläche mittels eines CCD Elements. Auch , der Einsatz eines Scanners und/oder eines Photomultipliers ist möglich. Eine Auswertung erfolgt unter Berücksichtigung der Positionen der Fiberelemente und der jeweils daraus emittierten Signale.A component according to the invention is contacted with an analyte containing a mixture of fluorescence-labeled oligonucleotides under hybridization conditions. Some of the oligonucleotides of the analyte have complementarity with some oligonucleotide pairs immobilized on the component. The analyte distributes itself automatically within the component due to capillary forces, whereby oligonucleotides of the analyte, which are complementary to immobilized oligonucleotide pairs, are bound to the component or the respective fiber elements by means of hybridization. A washing process stage follows Wash buffer, wherein non-hybridized oligonucleotides of the analyte are washed out. An end face of the component is then irradiated with a wavelength suitable for exciting the fluorescent dye. On the opposite side, a detection 'of signals in' is performed emission wavelength of the fluorescent dye ■, with spatial resolution in the directions of the plane of the end face by means of a CCD element. The use of a scanner and / or a photomultiplier is also possible. An evaluation takes place taking into account the positions of the fiber elements and the signals emitted therefrom.
Beispiel 9: kooperative Protein BindungExample 9: cooperative protein binding
Die Antigenbindungsstelle eines Antikörpermoleküls (equivalent eines Fab Fragments) wird durch die end- ständigen Teile einer leichten und schweren Proteinkette gebildet. Diese binden kooperativ ein Antigen, indem beide Ketten sowohl untereinander als auch mit dem Antigen in Wechselwirkung treten. Die Bindung entsteht dabei nur, wenn beide Ketten untereinander in einer bestimmten Konformation vorliegen und miteinander interagieren können, wobei die Antigenbindung durch einen Konformationswechsel und Interaktion beider Ketten weiter verstärkt wird. Das gleiche gilt für Proteinketten, z.B. in Enzymen, die so in Überstruk- turen gefaltet sind, daß z.B. eine Substattasche entsteht. Diese Tasche wird dabei oft von unterschiedlichen Proteinketten gebildet. Das Substrat tritt oft zunächst nur unter geringen Wechselwirkungskräften mit dem Protein in Kontakt. Dieser erste Kontakt wird durch kooperative Effekte und Konformationsänderung so weit verstärkt ("induced fit"), daß es stark gebunden und ggf. umgesetzt wird. Der umgekehrte Fall der 5 Ablösung der Endprodukte wird dabei ebenfalls oft - -" durch Aufhebung der Kooperationseffe'kte erzielt.The antigen binding site of an antibody molecule (equivalent to a Fab fragment) is formed by the terminal parts of a light and heavy protein chain. These cooperatively bind an antigen in that both chains interact with each other as well as with the antigen. The binding only arises when both chains are in a certain conformation and can interact with each other, whereby the antigen binding is further strengthened by a change of conformation and interaction of both chains. The same applies to protein chains, for example in enzymes, which are folded into structures so that, for example, a sub pocket is created. This pocket is often formed by different protein chains. The substrate often only occurs with low interaction forces the protein in contact. This first contact is so far strengthened by cooperative effects and change of conformation ("induced fit") that it is strongly bound and possibly implemented. The reverse of the 5 separation of the end products is likewise often - achieved "cts by repealing the Kooperationseffe '-.
Kooperationseffekte können in Analysesystemen, deren Sensorelemente aus Proteinen oder Peptiden bestehen,Cooperation effects can occur in analysis systems whose sensor elements consist of proteins or peptides.
10 ausgenutzt werden, indem eine oder mehrere Aminosäureketten in einem Sensorelementfeld immobilisiert werden, z.B. bei der Verwendung von zwei Ketten eine leichte und eine schwere Kette eines Antikörper- moleküls. Durch verschiedene Kombinationen von Ein-10 can be exploited by immobilizing one or more amino acid chains in a sensor element array, e.g. when using two chains, one light and one heavy chain of an antibody molecule. Through various combinations of inputs
15 zelketten wird eine hohe Anzahl von Spezifitäten mit einer relativ geringen Anzahl von Einzels'ensoren erzielt .Is zelketten 15 a high number of specificities with a relatively low number of function SINGLE 'sors achieved.
20 Beispiel 10: dynamische Adressierung20 Example 10: dynamic addressing
Unterschiedliche Endlosfibern werden aus einem Polymergranulat extrudiert, wobei unterschiedliche Quantum-Dots (mit unterschiedlichen Wellenlängen- 5 charakteristika) in verschiedenen Vorlagen an Granulatmasse eingemischt sind. Auf diese Weise erfolgt eine eindeutige Codierung der jeweilig hergestellten Endlosfibern. Die Endlosfibern werden, wie vorstehend beschrieben jeweils mit unterschiedlichen Proben- 0 molekülspezies bzw. Probenmolekülspeziesgruppen beschichtet, wobei eine Zuordnung zwischen Codierung und Probenmolekülspezies-/-gruppen erfolgt. Sodann wird auf ebenfalls vorstehend beschriebene Weise aus mehreren unterschiedlichen Endlosfibern ein Bauteil zusammengesetzt. Herstellerseitig oder vor dem Einsatz des Bauteils beim Anwender wird mittels Spektralanalyse der einzelnen Fiberelemente eine räumliche Zuord- nung der örtlichen Position der jeweiligenDifferent continuous fibers are extruded from a polymer granulate, whereby different quantum dots (with different wavelength characteristics) are mixed in different templates of granulate mass. In this way, the respective continuous fibers produced are uniquely coded. As described above, the continuous fibers are each coated with different sample molecule species or sample molecule species groups, with an association between coding and sample molecule species / groups taking place. Then it is made in the same manner as described above a component made up of several different continuous fibers. By means of the manufacturer or before the component is used by the user, a spatial assignment of the local position of the respective one is made by means of spectral analysis of the individual fiber elements
Fiberelemente mit ihrer- jeweiligen Codierung getroffen. Mit der bekannten Zuordnung der Codierungen und den Probenmolekülspezies-/-gruppen erfolgt so letzten- delich deren Zuordnung zu räumlichen Positionen. Im Ergebnis braucht im Herstellungsprozeß nicht auf exakte Positionierung der Fiberelemente geachtet zu werden.Fiber elements hit with their respective coding. With the known assignment of the codes and the sample molecule species / groups, they are ultimately assigned to spatial positions. As a result, the exact positioning of the fiber elements need not be taken into account in the manufacturing process.
Beispiel 11: Deteketion mittels FRETExample 11: Detection using FRET
Ein Fiberelement wird mit Probenmolekülen belegt, welche bei Kontakt mit dem Spezifizierten Targetmolekül eine kooperative Wechselwirkung eingehen. Die Kooperationspartner sind dabei mit jeweils einem Donor und einem Akzeptor für FRET ausgestattet. Bei Bindung des Targetmoleküls tritt eine räumliche Nähe des Donor-/Akzeptor-Paares ein, die bei optischer Kontak- tierung mit der Anregungswellenlänge zu FRET führt. Dieser Aufbau macht eine Markierung der Targetmoleküle, beispielsweise mit Farbstoffen, sowie eine Waschstufe überflüssig. A fiber element is coated with sample molecules, which enter into a cooperative interaction upon contact with the specified target molecule. The cooperation partners are each equipped with a donor and an acceptor for FRET. When the target molecule binds, there is a spatial proximity of the donor / acceptor pair, which leads to FRET upon optical contact with the excitation wavelength. This structure makes labeling the target molecules, for example with dyes, and a washing step unnecessary.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Bauteil mit einem Träger und mit zumindest einem auf dem Träger in definierter Anordnung angeordneten Probenmolekulfeld, wobei das Probenmolekulfeld Probenmolekule zumindest einer Probenmolekülspezies trägt,1. component with a carrier and with at least one sample molecular field arranged on the carrier in a defined arrangement, the sample molecule field carrying sample molecules of at least one sample molecule species,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß das Probenmolekulfeld zumindest zwei Proben- molekülspezies einer Probenmolekülspeziesgruppe trägt, wobei Gruppenelemente der Probenmolekülspeziesgruppe gemeinsam unter Ausbildung von kooperativen Effekten an ein definiertes Targetmolekül binden.that the sample molecule field carries at least two sample molecule species of a sample molecule species group, wherein group elements of the sample molecule species group bind together to form a defined target molecule with the formation of cooperative effects.
2. Bauteil nach Anspruch 1, daurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Probenmolekülfeldern eingerichtet ist, wobei eine Zuordnung zwischen den geometrischen Positionen der Probenemolekülfelder innerhalb des Bauteils und den Probenmolekülspezies der Probenmolekulfelder getroffen ist,2. Component according to claim 1, characterized in that a plurality of sample molecule fields is set up, an assignment being made between the geometric positions of the sample molecule fields within the component and the sample molecule species of the sample molecule fields,
3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenmolekule der Probenmolekülspe- ziesgruppen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus "Nukleinsäuren, DNA, RNA, PNA, Aptamere, Proteine, Peptide, Saccharide sowie Mischungen dieser Probenmolekule". 3. Component according to claim 1 or 2, characterized in that the sample molecules of the sample molecule groups are selected from the group consisting of "nucleic acids, DNA, RNA, PNA, aptamers, proteins, peptides, saccharides and mixtures of these sample molecules".
4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenmolekülspezies Nukleinsäuren sind, und daß die Kooperationseffekte Stacking Effekte .der Nukleinsäuren bei Anlagerung eines Target- moleküls, ..insbesondere einer Targetnukleinsäure,* sind, wobei Stacking Effekte optional durch Zugabe von Li- gase zu einer Targetnukleinsäuren enthaltenden Lösung zusätzlich stabilisierbar sind.4. Component according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sample molecule species are nucleic acids, and in that the cooperation effects are stacking effects. Of the nucleic acids upon attachment of a target molecule, in particular a target nucleic acid, *, stacking effects being optional Addition of ligase to a solution containing target nucleic acids can also be stabilized.
5. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Probennukleinsäuren einen Hybridisier- ungsbereich und einen Spacerbereich aufweisen, wobei der Hybridisierungsbereich über den Spacerbereich an einem Probenmolekulfeld immobilisiert ist.5. Component according to claim 4, characterized in that the sample nucleic acids have a hybridization area and a spacer area, the hybridization area being immobilized on the sample molecular field via the spacer area.
6. Bauteil nach Anspruch 4 * oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Probennukleinsäuren einer Probenmolekül- speziesgruppe paarweise einander zugeordnet und über einen einzigen Spacerbereich miteinander verbunden sind, wobei die Probennukleinsäuren über eine Bindungsstelle im Spacerbereich an dem Probenmolekulfeld immobilisiert sind.6. Component according to claim 4 * or 5, characterized in that sample nucleic acids of a sample molecule species group are assigned to one another in pairs and are connected to one another via a single spacer area, the sample nucleic acids being immobilized on the sample molecule field via a binding site in the spacer area.
7. Bauteil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hybridisierungsbereich 3 bis 25 Nukleinsäurenbasen umfaßt.7. Component according to one of claims 4 to 6, characterized in that the hybridization region comprises 3 to 25 nucleic acid bases.
8. Bauteil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spacerbereich aus Nukleinsäurenbasen, insbesondere Thymidin, gebildet ist, und daß der Spacerbereich 5 bis 80, vorzugsweise 25 bis 40, Nukleinsäurebasen umfaßt.8. Component according to one of claims 4 to 7, characterized in that the spacer area Nucleic acid bases, in particular thymidine, is formed, and that the spacer region comprises 5 to 80, preferably 25 to 40, nucleic acid bases.
9. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Probenmolekulfeld jeweils aus einem Fiberelement einer Mehrzahl von Fiberelementen gebildet ist, wobei die Probenmolekule an Man- telflächen der Fiberelemente immobilisiert sind, und wobei die Fiberelemente mittels eines Tragelements in radialer Richtung, bezogen auf die Fiberelemente, gegeneinander beabstandet fixiert oder in Linienkontakt zueinander gebündelt sind.9. Component according to one of claims 1 to 8, characterized in that each sample molecule field is formed in each case from a fiber element of a plurality of fiber elements, wherein the sample molecules are immobilized on the outer surfaces of the fiber elements, and wherein the fiber elements by means of a support element in the radial direction , based on the fiber elements, fixed at a distance from one another or bundled in line contact with one another.
10. Bauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fiberelemente parallel zueinander als Fiberelementebündel angeordnet sind.10. The component according to claim 9, characterized in that the fiber elements are arranged parallel to one another as a fiber element bundle.
11. Bauteil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fiberelemente optische Fiberelemente sind.11. Component according to claim 9 or 10, characterized in that the fiber elements are optical fiber elements.
12. Bauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fiberelemente aus einem Polymerwerkstoff gebildet sind, welcher vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehen aus "Polyeth- ylen (PE) , Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC) , Polystyrol (PS), Polytherephthalat (PETP) , Polyether- sulfon (PES), Polyetheretherketon (PEEK) , Polyphenylenoxid (PPO) , Polyphenylensulfid (PPS) , - Polybuthylen- terephthalat (PBT, Polyoxymethylen (POM), Polysulfon (PSU) , Polyetherimid (PEI) , Polyamid (PA) und Mischungen sowie Copolymere der Mono- mere solcher Polymere", insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus "Polycarbonat (PC) , Polyvinylchlorid (PVC) , Polystyrol und Mischungen sowie Copolymere der Monomere solcher Polymere".12. Component according to one of claims 9 to 11, characterized in that the fiber elements are formed from a polymer material, which is preferably selected from the group consisting of "polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), Polystyrene (PS), polytherephthalate (PETP), polyether sulfone (PES), polyether ether ketone (PEEK), Polyphenylene oxide (PPO), polyphenylene sulfide (PPS), polybutylene terephthalate (PBT, polyoxymethylene (POM), polysulfone (PSU), polyetherimide (PEI), polyamide (PA) and mixtures and copolymers of the monomers of such polymers ", in particular selected from the group consisting of "polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene and mixtures and copolymers of the monomers of such polymers".
13. Bauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen zumindest eines Endes der Fiberelemente, vorzugsweise beider Enden, optisch kontaktierbar sind.13. Component according to one of claims 9 to 12, characterized in that the end faces of at least one end of the fiber elements, preferably both ends, are optically contactable.
14. Bauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fiberelemente einen Durchmesser im Bereich von 0,01 μm bis 1000 μm aufweisen.14. Component according to one of claims 9 to 13, characterized in that the fiber elements have a diameter in the range of 0.01 microns to 1000 microns.
15. Bauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Fiberelemente eine Länge im Bereich von 0,1 μm bis 100 mm aufweisen.15. Component according to one of claims 9 to 14, characterized in that the fiber elements have a length in the range of 0.1 microns to 100 mm.
16. Bauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fiberelemente in einer Dichte von 1 bis 107 Fibern/cm2, bezogen auf eine radiale Querschnittsebene der Fiberelemente, gepackt sind. 16. Component according to one of claims 9 to 15, characterized in that the fiber elements are packed in a density of 1 to 10 7 fibers / cm 2 , based on a radial cross-sectional plane of the fiber elements.
17. Bauteil nach einem der Ansprüche 9- bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement an einem Ende der Fiberelemente angeordnet und die Enden der Fiberelemente umfassend ausgebildet ist, wobei die Stirn- 5 flächen der umfaßten Fiberelemente direkt oder indirekt optisch kontaktierbar sind.17. Component according to one of claims 9- to 16, characterized in that the support element is arranged at one end of the fiber elements and the ends of the fiber elements are formed comprehensively, the end faces of the 5-encompassed fiber elements being directly or indirectly optically contactable.
18. Bauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch 10 gekennzeichnet, daß an beiden Enden der Fiberelemente jeweils ein Tragelement angeordnet ist.18. Component according to one of claims 9 to 17, characterized 10 in that a support element is arranged at both ends of the fiber elements.
19. Bauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch 15 gekennzeichnet, daß das Tragelement zwischen den beiden Enden der Fiberelemente, beispielsweise mittig, angeordnet ist.19. Component according to one of claims 9 to 18, characterized 15 in that the support element between the two ends of the fiber elements, for example in the middle, is arranged.
20 20. Bauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement als Lochplatte ausgebildet ist.20 20. Component according to one of claims 9 to 19, characterized in that the support element is designed as a perforated plate.
25 21. Bauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement als Wickeltragband ausgebildet ist.25 21. Component according to one of claims 9 to 20, characterized in that the support element is designed as a winding support tape.
30 22. Bauteil nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerwerkstoff keine funktionalen Gruppen an seiner Oberfläche trägt, daß die Probenmolekule Nukleinsäuren sind, und daß die Nukleinsäuren aus einer wäßrigen Lösung unter Bestrahlung mit UV-Licht an die Oberfläche des Polymerwerkstoffes gebunden sind.30 22. Component according to one of claims 9 to 21, characterized in that the polymer material has no functional groups on its surface, that the sample molecules are nucleic acids, and that the Nucleic acids from an aqueous solution are bound to the surface of the polymer material under irradiation with UV light.
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23. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 22, mit den folgenden Verfahrenstufen :23. A method for producing a component according to one of claims 1 to 22, with the following process stages:
10 a) es wird ein Träger, vorzugsweise ein planarer Träger, hergestellt,10 a) a carrier, preferably a planar carrier, is produced,
b) auf dem Träger werden in definierter Anordnung Probenmolekulfelder eingerichtet,b) sample molecule fields are set up on the carrier in a defined arrangement,
15 c) auf j edem Probenmolekulfeld werden Probenmolekule einer j eweils selektierten, unterschiedlichen Probenmolekülspeziesgruppe immobilisiert , wobei Gruppenelemente j eder Probenmolekülspeziesgruppe gemeinsam unter15 c) Sample molecules of a respectively selected, different sample molecule species group are immobilized on each sample molecule field, group elements of each sample molecule species group being shared under
20 Ausbildung von kooperativen Effekten an ein definiertes Targetmolekül binden,20 binding cooperative effects to a defined target molecule,
d) optional wird das Produkt aus Stufe c) einer Waschverfahrenstufe zugeführt ,d) optionally the product from stage c) is fed to a washing process stage,
25 e) jedem Probenmolekulfeld wird die in Stufe c) immobilisierte Probenmolekülspeziesgruppe zugeordnet.25 e) the sample molecule species group immobilized in stage c) is assigned to each sample molecule field.
30 24. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 22, mit den folgenden Verfahrensstufen: a) es wird zumindest eine Endlosfiber hergestellt,24. The method for producing a component according to one of claims 1 to 22, with the following process stages: a) at least one continuous fiber is produced,
b) die Endlosfiber wird durch jeweils ein Fluid enthaltend als Probenmolekule zumindest zwei Elemente einer selektierten Probenmolekülspeziesgruppe - geleitet,b) the continuous fiber is passed through in each case a fluid containing as sample molecules at least two elements of a selected sample molecule species group,
c) die Probenmolekule der Probenmolekülspeziesgruppe werden an der Endlosfiber immobilisiert,.c) the sample molecules of the sample molecule species group are immobilized on the continuous fiber.
d) optional wird die Endlosfiber zumindest einer Waschverfahrensstufe zugeführt,d) optionally, the continuous fiber is fed to at least one washing process stage,
e) der Endlosfiber wird die in Stufe c) an der Fiber immobilisierte Probenmolekülspeziesgruppe zugeordnet,e) the continuous fiber is assigned to the sample molecule species group immobilized on the fiber in stage c),
f) von verschiedenen Endlosfibern oder von verschiedenen Abschnitten einer Endlosfiber wird jeweils ein Fiberelement abgeschnitten und die Fiberelemente verschiedener Endlosfibern oder Abschnitte werden gebündelt und fixiert.f) a fiber element is cut off from different continuous fibers or from different sections of a continuous fiber and the fiber elements of different continuous fibers or sections are bundled and fixed.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, wobei die An- zahl der Elemente der Probenmolülspeziesgruppe 2 beträgt .25. The method of claim 23 or 24, wherein the number of elements of the sample molecule species group is 2.
26. Verwendung eines Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 22 in einem Verfahren zur Detektion von Targetmolekülen, mit folgenden Verfahrenstufen: a) dem Bauteil wird eine Lösung mit prospektiven Targetmolekülen zugeführt unter Bedingungen, bei welchen Targetmoleküle an Probenmolekule binden,26. Use of a component according to one of claims 1 to 22 in a method for the detection of target molecules, with the following method steps: a) a solution with prospective target molecules is added to the component under conditions in which target molecules bind to sample molecules,
b) gleichzeitig mit Stufe a) oder hieran anschließend wird das Bauteil einer Nachweisverfahrensstufe zugeführt, in welcher Bindungsereignisse aus Stufe a) de- tektierbar sind, und wobei eine Detektion mit lateraler Ortsauflösung erfolgt, und wobei die Ortsau- flösung zumindest so hoch ist, wie der Abstand zweier benachbarter Probenmolekulfelder,b) at the same time as stage a) or thereafter, the component is fed to a detection method stage, in which binding events from stage a) can be detected, and wherein a detection takes place with lateral spatial resolution, and the spatial resolution is at least as high as the distance between two neighboring sample molecule fields,
c) gleichzeitig mit Stufe b) oder hieran anschließend erfolgt eine Zuordnung detektierter Signale zu den Probenmolekülfeldern, von welchen die Signale erhalten werden.c) at the same time as stage b) or thereafter, the signals detected are assigned to the sample molecule fields from which the signals are obtained.
27. Verwendung eines Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 22 in einem Verfahren zur Detektion von Targetmolekülen, wobei optisch kontaktierbare Stirnflächen der Fiberelemente optisch mit einem Detektor verbunden sind, welcher sensitiv für optische Strahlung einer Nachweiswellenlänge ist, und wobei Signale des Detek- tors jeweils den Fiberelementen zugeordnet sind, mit folgenden Verfahrenstufen:27. Use of a component according to one of claims 1 to 22 in a method for the detection of target molecules, wherein optically contactable end faces of the fiber elements are optically connected to a detector which is sensitive to optical radiation of a detection wavelength, and wherein signals from the detector in each case are assigned to the fiber elements with the following process stages:
a) dem Bauteil wird eine Lösung mit prospektiven Targetmolekülen zugeführt unter Bedingungen, bei welchen Targetmoleküle an Probenmolekule binden, b) gleichzeitig mit Stufe a) oder hieran anschließend wird das Bauteil mit einer eine Nachweiswellenlänge anregende Primärstrahlung bestrahlt,a) a solution with prospective target molecules is added to the component under conditions in which target molecules bind to sample molecules, b) simultaneously with stage a) or thereafter, the component is irradiated with primary radiation that excites a detection wavelength,
c) , gleichzeitig mit Stufe b) oder hieran anschließend erfolgt eine Auslesung der Signale des Detektors und Aufbereitung sowie Abspeicherung der Signale.c), simultaneously with stage b) or thereafter, the signals from the detector are read out and the signals are processed and stored.
28. Verwendung eines Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 22 in einem Verfahren zur präparativen Vorbereitung einer Lösung enthaltend eine Mischung von Stoffen, wobei das Bauteil Probenmolekule trägt, die an aus der Mischung der Stoffe abzutrennende Target- moleküle binden, mit den folgenden Verfahrenstufen:28. Use of a component according to one of claims 1 to 22 in a method for the preparative preparation of a solution containing a mixture of substances, the component carrying sample molecules which bind to target molecules to be separated from the mixture of substances, with the following process stages:
a) die Lösung wird dem Bauteil zugeführt, wobei die abzutrennenden Targetmoleküle an Probenmolekule gebunden und so immobilisiert werden,a) the solution is fed to the component, the target molecules to be separated being bound to sample molecules and thus being immobilized,
b) danach wird die von abzutrennenden Targetmolekülen befreite Lösung von dem Bauteil abgeführt und ggf. einer weiteren Prozessierung, beispielsweise einem Verfahren nach einem der Ansprüche 26 oder 27, zugeführt.b) then the solution freed from target molecules to be separated is removed from the component and, if necessary, fed to a further processing, for example a method according to one of claims 26 or 27.
29. Verfahren zur Interaktionsanalyse wobei zumindest ein Probenmolekül an einem Festkörper immobilisiert ist und wobei bei Vorliegen eines zum Probenmolekül komplementären Targetmoleküls in einer mit dem Festkörper in Kontakt gebrachten Lösung ein Kooperationseffekt unter Einbindung verschiedener Teile eines Probenmoleküls oder verscheidener Probenmolekule im Zuge der Interaktion zwischen Probenmolekül und Targetmolekül stattfindet und die Interaktion energetisch stabilisiert. 29. A method for interaction analysis in which at least one sample molecule is immobilized on a solid and in the presence of a target molecule which is complementary to the sample molecule in a solution brought into contact with the solid, a cooperation effect involving various parts of a Sample molecule or different sample molecules takes place in the course of the interaction between the sample molecule and the target molecule and the interaction is stabilized energetically.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4925785A (en) * 1986-03-07 1990-05-15 Biotechnica Diagnostics, Inc. Nucleic acid hybridization assays
DE4128846A1 (en) * 1991-08-30 1993-03-04 Rainer Klein Integrated optical material sensor - comprises light waveguide, coated with immobilised layer, light sources and coupling unit
US5244636A (en) * 1991-01-25 1993-09-14 Trustees Of Tufts College Imaging fiber optic array sensors, apparatus, and methods for concurrently detecting multiple analytes of interest in a fluid sample
WO1995026416A1 (en) * 1994-03-25 1995-10-05 Research Corporation Technologies, Inc. Nucleic acid biosensor diagnostics
US5525466A (en) * 1991-06-07 1996-06-11 Ciba Corning Diagnostics Corp. Multiple output referencing system for evanescent wave sensor
US5807522A (en) * 1994-06-17 1998-09-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Methods for fabricating microarrays of biological samples
EP0867506A1 (en) * 1996-09-13 1998-09-30 Laboratory of Molecular Biophotonics Solid phase for target nucleic acid detection, process for production thereof, and method of target nucleic acid detection
US5837196A (en) * 1996-01-26 1998-11-17 The Regents Of The University Of California High density array fabrication and readout method for a fiber optic biosensor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4925785A (en) * 1986-03-07 1990-05-15 Biotechnica Diagnostics, Inc. Nucleic acid hybridization assays
US5244636A (en) * 1991-01-25 1993-09-14 Trustees Of Tufts College Imaging fiber optic array sensors, apparatus, and methods for concurrently detecting multiple analytes of interest in a fluid sample
US5525466A (en) * 1991-06-07 1996-06-11 Ciba Corning Diagnostics Corp. Multiple output referencing system for evanescent wave sensor
DE4128846A1 (en) * 1991-08-30 1993-03-04 Rainer Klein Integrated optical material sensor - comprises light waveguide, coated with immobilised layer, light sources and coupling unit
WO1995026416A1 (en) * 1994-03-25 1995-10-05 Research Corporation Technologies, Inc. Nucleic acid biosensor diagnostics
US5807522A (en) * 1994-06-17 1998-09-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Methods for fabricating microarrays of biological samples
US5837196A (en) * 1996-01-26 1998-11-17 The Regents Of The University Of California High density array fabrication and readout method for a fiber optic biosensor
EP0867506A1 (en) * 1996-09-13 1998-09-30 Laboratory of Molecular Biophotonics Solid phase for target nucleic acid detection, process for production thereof, and method of target nucleic acid detection

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FERGUSON J A ET AL: "A FIBER-OPTIC DNA BIOSENSOR MICROARRAY FOR THE ANALYSIS OF GENE EXPRESSION" BIO/TECHNOLOGY, NATURE PUBLISHING CO. NEW YORK, US, Bd. 14, Dezember 1996 (1996-12), Seiten 1681-1684, XP002928887 ISSN: 0733-222X *

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