CZ15799A3 - Pevný nosič pro analytické měřicí metody, jeho výroba a použití - Google Patents

Pevný nosič pro analytické měřicí metody, jeho výroba a použití Download PDF

Info

Publication number
CZ15799A3
CZ15799A3 CZ99157A CZ15799A CZ15799A3 CZ 15799 A3 CZ15799 A3 CZ 15799A3 CZ 99157 A CZ99157 A CZ 99157A CZ 15799 A CZ15799 A CZ 15799A CZ 15799 A3 CZ15799 A3 CZ 15799A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
carrier
hydrophilic
measurement
areas
micro
Prior art date
Application number
CZ99157A
Other languages
English (en)
Inventor
Heinz Eipel
Harald Keller
Original Assignee
Basf Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Aktiengesellschaft filed Critical Basf Aktiengesellschaft
Publication of CZ15799A3 publication Critical patent/CZ15799A3/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046—Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00279—Features relating to reactor vessels
    • B01J2219/00306—Reactor vessels in a multiple arrangement
    • B01J2219/00313—Reactor vessels in a multiple arrangement the reactor vessels being formed by arrays of wells in blocks
    • B01J2219/00315—Microtiter plates
    • B01J2219/00317—Microwell devices, i.e. having large numbers of wells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00497—Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/00527—Sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B60/00—Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries
    • C40B60/14—Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries for creating libraries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

Pevná nosiči pro analytické měřící metody, jejich výroba a použití
Oblast techniky
Vynález se týká pevných nosičů pro analytické měřicí metody, které v zásadě sestávají z inertního pevného nosičového materiálu, na kterém se nacházejí měřicí oblasti, jejichž povrch může být popřípadě pokryt vhodným materiálem a které jsou odděleny jedna od druhé alespoň jednou hydrofóbní vrstvou, přičemž počet měřicích bodů na jeden čtvereční centimetr nosiče je větší nebo roven 10. Vynález se dále týká způsobu výroby takových nosičů a použití takových nosičů v diagnostických metodách, při výzkumu zaměřeném na hledání nových látek, v kombinatorické chemii, při ochraně rostlin, v toxikologii nebo v ochraně životního prostředí.
Dosavadní stav techniky
Hlavním úkolem výzkumu, hledajícího účinné látky pro ochranu rostlin nebo v medicíně je identifikace nových základních struktur a vyvinutí účinných látek, odvozených od těchto struktur.
V klasickém výzkumu hledání účinných látek byl biologický účinek nových sloučenin testován náhodným prohledáváním
4444 ·· 44
4 4 4 4 4
4444 4 4 4
4 4 4 4 4 4
4 4 4 4 «4 4 444 ·4 4444 • 4 4 4
4 4 4
4 4 4 • 4 4 444
4
44 celého organismu, například rostliny nebo mikroorganismu. Za tímto účelem byly používány složité in vitro a in vivo testovací metody, kterými bylo možno testovat jen několik stovek látek za rok.
V tomto případě bylo omezujícím faktorem biologické testování a nikoli syntetická chemie.
Situace se drasticky změnila vytvořením molekulárních testovacích systémů molekulární a buněčnou biologií. Velké množství molekulárních testovacích systémů jako jsou receptorové vazebné testy, enzymové testy a testy interakce buňka-buňka může být typicky prováděno s využitím mikrotitračních destiček s reakčními objemy od 50 μΐ do 250 μΐ a systémy mohou být snadno automatizovány. Automatizace a miniaturizace těchto testovacích systémů umožňuje zpracovat velké množství vzorků. Tento vývoj umožňuje testování stále většího počtu chemických sloučenin jako základních struktur ve výzkumu, hledajícím účinné látky.
Moderní automatizované testovací systémy dovolují při hromadném zkoumání testovat na biologické účinky 100.000 i více chemických látek za rok. Testy využívající mikrotitrační desky jsou velmi často používány, protože typicky přinášejí nízké náklady a jsou velmi spolehlivé a mají malou náchylnost k chybám.
Aby mohla být účinnost těchto testovacích systémů plně využita, byly v kombinatorické chemii vyvinuty nové způsoby syntézy s využitím pevné fáze a další způsoby jsou vyvíjeny.
Kombinatorická chemie umožňuje syntetizovat široký okruh různých chemických sloučenin, nazývaných knihovny látek. To platí obzvláště tehdy, pokud používá automatizované způsoby syntézy na pevné fázi (viz, například přehledové články J. Med. Chem. 1994, 37 (1994) 1233 a 1385). Syntéza na pevné fázi má tu výhodu, že může být vytvořeno velké množství sloučenin a že vedlejší produkty a přebytečné reagenty mohou být snadno odstraněny, takže není nutné zdlouhavé čištění těchto produktů.
Velké množství sloučenin, syntetizovaných postupy kombinatorické chemie, znamená že účinnost moderních automatizovaných testovacích systémů může být plně využita vzhledem k dosažené chemické rozmanitosti. Jelikož však na rozdíl od klasické syntézy účinných látek chemikálie, které mají být zkoumány, nejsou dostupné v libovolně velkém množství při syntéze způsoby kombinatorické chemie, může být v důsledku množství chemické látky, která je vyžadována testovacím systémem, využíváno pouze omezené množství testovacích systémů.
Další nevýhodou současných testovacích systémů, například ve výzkumu, hledajícím účinné látky, při diagnostických metodách, při ochraně životního prostředí nebo ochraně rostlin je to, že reagenty, které jsou vyžadovány v mnoha testovacích systémech, jako jsou enzymy, protilátky, receptory, fluorescenční barviva, radioaktivní či jinak označené ligandy, cytokiny, aktivátory, inhibitory a další reagenty, jsou drahé, mají obtížnou přípravu a/nebo nejsou k dispozici v množstvích, nutných pro automatické testování.
DE-A 44 35 727 popisuje přístup, umožňující redukci množství reagentů, požadovaných v testu.
Nevýhodou tohoto způsobu je, že nosič, používaný pro měření musí být nejprve vyroben složitým mnohastupňovým způsobem.
Jinou nevýhodou je, že reakce, které mohou být prováděny s použitím tohoto nosiče, jsou omezeny na reakce vázané k pevné fázi, jako jsou vazby mezi protilátkami, antigeny, hapteny a nukleovými kyselinami. Uvedenou metodou není možné provádět reakce v rozpouštědle.
Podstata vynálezu
Vynález se týká nově vyvinutého analytického způsobu měření, který může být prováděn bez výše uvedených nevýhod způsobů podle stavu techniky a může být použit ve výzkumu aktivních látek, v diagnostických metodách, při ochraně životního prostředí, při ochraně rostlin, v toxikologii nebo v kombinatorické chemii.
I
Bylo zjištěno, že uvedeného cíle je možno dosáhnout použitím pevného nosiče, který je popsán v úvodu, pro způsob měření.
Bylo zjištěno, že povrchové napětí, které zabraňuje další miniaturizaci současných mikrotitračních destiček vytvářením stále menších reakčních dutin nebo jamek (wells), neboť síly jako je adheze reakční kapaliny k povrchu mikrotitrační destičky nebo kapilární síly nabývají zvýšeným způsobem na důležitosti, a tudíž zabraňují zaplnění reakční dutiny a i : ·*
1*4 ·· ····
9 9 9 i «4 « » 9 9 4 ··· 999
9
4 · tedy i provádění měření ve velmi malých jamkách mikrotitračních destiček, může být výhodně použito při používání nosičů podle předloženého vynálezu.
Hydrofilní měřicí oblasti na nosiči jsou oblasti na nosiči, na nichž nebo v nichž je po aplikaci reakční kapaliny a tedy reaktantů prováděno měření (viz vztahová značka 2 na obr. 1, obr. 3 a obr. 4). Tyto oblasti tedy odpovídají jamkám mikrotitračních destiček a jsou dále označovány jako „měřicí oblasti nebo „měřicí body.
Hydrofilní měřicí oblasti na nosiči jsou výhodně obklopeny hydrofobními oblastmi (viz vztahová značka _1 na obr. 1 až 4) . Tyto hydrofobní oblasti mohou sestávat z alespoň jedné hydrofobní vrstvy, která zakrývá nosič úplně nebo pouze částečně s přerušeními nebo diskontinuitami. Tato přerušení (viz vztahová značka 5 na obr. 1 až 4) jsou výhodně hydrofilní.
Obrázky 1 až 4 slouží pro ilustraci nosičů podle předloženého vynálezu jako jejich příklady.
í
Měřicí oblasti a hydrofobní oblasti, které je oddělují jedna od druhé (viz vztahová značka 1 na obr. 1 až 4) mohou být vytvořeny způsoby jako je například mikrolitografie, fotografické leptání, mikrotisk nebo mikroražení nebo mohou být naneseny použitím maskovacích technik. Fotochemické procesy, které mohou být použity k tomu, aby povrch desek nebo svitků se stal hydrofobní v daných místech a hydrofilní v jiných místech, jsou známy z oboru výroby tištěných desek. Těmito způsoby je možné vytvořit například mřížku několika
4 4 4 4 • 4 'i 4 0 4
• 44
J tisíc pravidelně rozmístěných hydrofilních měřicích oblastí (viz vztahová značka 2 na obr. 1, obr. 3 a obr. 4), obklopených hydrofobními okraji (viz vztahová značka 1 na obr. 1 až 4) a to jednoduchým způsobem na nosiči, například na skleněné nebo kovové desce. Toho je možno dosáhnout nejprve nanesením jedné nebo více hydrofobních vrstev na nosič a následně vytvořením měřicích oblastí nanesením hydrofilní vrstvy ve zvolených místech a nebo naopak je možno nejprve nanést hydrofilní měřicí oblasti a potom hydrofobní oblasti a nebo je možné oba druhy oblastí vytvářet současně. Je také možno vytvořit více hydrofilních měřicích oblastí v jednom místě.
Obrázek 2 znázorňuje jako příklad nosič podle předloženého vynálezu, který má velikost mikrotitrační destičky.
Měřicí oblasti mohou mít libovolný tvar, ale výhodné jsou kruhové měřicí oblasti.
Hydrofobní vrstva nebo vrstvy mohou být naneseny koherentním způsobem nebo mohou být přerušeny libovolným způsobem. Hydrofobní oblasti také mohou vytvářet oddělené oblasti okolo měřicích oblastí, výhodně mohou vytvářet hydrofobní prstencové oblasti, které oddělují navzájem od sebe jednotlivé hydrofilní měřicí oblasti.
Hydrofobní vrstva nebo vrstvy mají za cíl zabránit tomu, aby měřicí oblasti přecházely jedna do druhé a umožnit tím přesné měření v jednotlivých reakčních směsích.
V principu je možné na nosiči vytvořit jakékoli požadovaně • · · · · · • · « · · » • · ·· ► » 4 • « » 9 ·· «··* množství měřicích bodů, ale počet měřicích bodů na cm2 je výhodně větší nebo roven 10, obzvláště výhodně je větší nebo roven 15 a ještě výhodněji je větší nebo roven 20. Stejně tak reakční objemy aplikovaných látek jsou v rozmezí od několika nl do několika μΐ, přičemž výhodné jsou objemy menší než 5 μΐ a obzvláště výhodné jsou objemy menší nebo rovné 1 μΐ.
Měřicí body mohou být na nosiči rozmístěny ve formě libovolné mřížky, výhodná je čtvercová nebo obdélníková mřížka.
Inertní pevný nosič může být tvořen rovnou planární plochou rovného bloku nebo fólie libovolné velikosti a tvaru, ve které mohou být popřípadě vytvořeny malé prohlubně (viz obr. 4) v místech měřicích oblastí, přičemž výhodný je plochý nosič (viz obr. 3) . Výhodné jsou obdélníkové nebo čtvercové nosiče a obzvláště výhodné jsou obdélníkové nosiče, které mají rozměr standardní mikrotitrační destičky (127,5 mm x 85,5 mm) nebo celočíselných násobků mikrotitračních destiček, které mohou být větší nebo menší, jako jsou například Terasaki destičky (81 mm x 56 mm, 60 měřicích bodů). Výhodná velikost nosiče podle předloženého vynálezu má tu výhodu, že mohou být beze změny využívány všechna periferní zařízení mikrotitrační deskové technologie.
Nosič může sestávat například z materiálů jako je sklo, keramika, křemen, kov, kámen, dřevo, plast, kaučuk, křemík, germanium nebo porcelán. Pro přípravu nosiče podle předloženého vynálezu může být materiál používán v čisté podobě, jako směsi, slitiny nebo kompozice nebo v různých * φφφφ ·· · » «φ · * • · · φφφφ · · ♦ φ • φφφ · · φ φφφφ φ φφφ φ φ φ φφφφφφ φ φφφφ φ · φφφφφφ φφ ΦΦΦΦ φφ vrstvách nebo může být potažen například vrstvou plastu nebo natřen. Výhodně jsou vyráběny transparentní nosiče, vyrobené z křemene, skla, plastu, germania nebo křemíku, které jsou vhodné pro všechny vizuální testy, jako jsou mikroskopické testy, testy s použitím kamery nebo laseru.
Jako transparentní plasty jsou vhodné všechny amorfní plastové materiály, které jsou jednofázové nebo vícefázové se stejným indexem lomu jako jsou polymery akrylonitrilu a butadienstyrenu nebo vícefázové s různými indexy lomu, ve kterých domény komponent plastu vytvářejí zóny, které jsou menší než je vlnová délka světla, jako jsou blokové kopolymery polystyrenu a butadienu (tak zvané polystyren/butadienové směsi).
Obzvláště vhodné transparentní plastové materiály, které je možno v této souvislosti uvést, jsou polystyren, styren/akrylonitril, polypropylen, polykarbonát, PVC (polyvinylchlorid), póly(methylmethakrylát), polyestery, silikony, polyethylen/akrylát, polylaktid nebo acetát celulózy, propionát celulózy, butyrát celulózy nebo jejich směsi. Křemíkové nebo germaniové nosiče jsou obzvláště vhodné v aplikacích, ve kterých je nutná detekce nebo indukce reakce použitím světla s vlnovou délkou blízkou infračervenému záření.
Nosiče podle předloženého vynálezu mohou být také navrženy ve formě transportního pásu, který se v případě, že je pokus automatizován, pohybuje od dávkovacího zařízení přes inkubační zařízení až k zařízení pro detekci.
« 4« 4· · · · · 4 · ·
4 4 4 44 · 4 44 4 «44 4 4 < «44444 • 4 4 4« 4 4 «·««· 4· ·««· * ·' * ·
Jedno z provedení výroby nosičů podle předloženého vynálezu vychází například z keramické, křemenné nebo skleněné desky. Nosič pro tento účel je nejprve čištěn čisticí látkou, jako je například alkohol, alkalické čisticí činidlo nebo kyselé čisticí činidlo jako je Reacalc® (které obsahuje, podle údajů výrobce Chemotec GmbH, kyselinu fosforečnou a povrchově aktivní činidla). Čistění může být výhodně zlepšeno tím, že je prováděno v ultrazvukové lázni. Po čištění je nosič vysušen, buď okamžitě nebo po opláchnutí vodou a/nebo alkoholem nebo směsí alkohol/voda. Hydrofobní vrstva nosiče se vytvoří například pomocí 1 % roztoku hexadecyltrimethoxysilanu v rozpouštědle jako je isopropanol/H20 (9:1) použitím razníkové techniky. Razník je rychle přitlačen na skleněnou destičku a nanese 1 % roztok hexadecyltrimethoxysilanu. Nosič se potom suší. Skleněný nosič je výhodně sušen za zvýšené teploty, to jest nad 80 °C. Nosič je výhodně po sušení ještě jednou opláchnut aby se odstranil přebytek hexadecyltrimethoxysilanu, například směsí alkoholu a vody, jako je isopropanol/H20 (9:1) .
Tato razníková technologie může být použita pro vytváření dodatečných povrchových otisků v oblasti hydrofilních měřicích bodů. Tyto otisky mohou být vytvářeny například nanesením proteinů, kyselých nebo bázických polymerů jako je polylysin nebo kyselých nebo bázických molekul.
Způsoby vhodné pro nanášení materiálu vzorků a reagentů jsou všechny metody, které umožňují měřit množství kapaliny v rozmezí od několika nl do několika μΐ, jako jsou techniky, používané v inkoustových tiskárnách (viz DE-A 40 24 544) ···» 9 9 · · · 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9
9 9 9 9 · 9 9 9 #
999 4 9 < ··9 9 9 9
9 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 nebo v průtokové cytometrii nebo v třídičích buněk (Horan, P.K., Wheeless, L.L., Quantitative Single Analysis and Sorting, Science 1998 (1977), 149-157). Vytváření kapky může v tomto případě být prováděno jako piezoelektrické vytváření kapky (ultrazvuk), piezolelektrické vystřikování kapky nebo vystřikování odpařováním (ink jet). Je také možné používat systémy s permanentním vytvářením kapek nebo systémy, které vytvářejí kapky, je-li to vyžadováno.
Tyto způsoby mohou být používány pro umístění jednotlivých kapiček přesně měřeným a cíleným způsobem na individuální hydrofilní měřicí body na povrchu pro multianalýzu na nosiči tak, že se například pohybuje nosič pod jednou nebo více tryskami, které jsou umístěny paralelně, tak, aby jeho pohyb byl v souladu s frekvencí nanášení měřené kapaliny a s rozestupy mřížky. Je také možné pohybovat nanášecím zařízením, například sestávajícím z alespoň jedné trysky, nad nosičem tak, aby jeho pohyb byl v souladu s frekvencí nanášení měřené kapaliny a s rozestupy mřížky.
Těmito způsoby je možné v případě potřeby umístit různé redgenty a/nebo jednotlivé buňky na předem určená místa (měřicí body) na nosiči a vyvolat jejich reakci. Je výhodné, že vzhledem k malým objemům při výhodném provedení vynálezu v rozmezí od několika nanolitrů do několika mikrolitrů dochází k velmi rychlému promísení reagentů difúzí aniž by bylo třeba speciálního míchacího zařízení. Je také možné aby na nosiči byly před nanesením kapiček kapaliny pro provádění, analýzy předem naneseny jisté ligandy, například proteiny nebo nukleové kyseliny v absorbované nebo chemicky vázané formě, dříve než budou naneseny měřené vzorky a reagenty.
4 * · · · « * · · ,· « · 4 4 ♦ 4 «444 4 « ♦ • 4 4 · · 4 4 • 4 4 4 4 •444*4 *· 444« « · 4
Další výhodou nosičů podle předloženého vynálezu je úspora látek, jako jsou chemikálie, které budou testovány, enzymy, buňky a další materiály, úspora času dalším zvýšením paralelismu popřípadě automatizovaného způsobu testování, úspora místa a personálu v důsledku miniaturizace reakčních směsí a nakonec i úspora nákladů.
Kapičky nanášené na nosič mohou také být aplikovány ve formě gelových kapiček, které se následně přemění v pevnou látku, pokud je to požadováno, a tím snížit odpařování reakčni kapaliny.
Odpařování reakčni kapaliny (viz vztahová značka 3 na obr. 3 a obr. 4) může také být sníženo povrchovou vrstvou hydrofobní kapaliny (viz vztahová značka 4 na obr. 3 a obr. 4) a v tomto případě hydrofobní povrchová vrstva nebo vrstvy působí jako ukotvení (obr. 3 a obr. 4) . Pro vytvoření povrchové vrstvy jsou výhodně používány oleje s nízkou viskozitou, jako jsou silikonové oleje.
Odpařování také může být sníženo inkubací nosiče v atmosféře, která je takřka nasycena vodní parou.
Redukci odpařování je také možno zajistit chlazením nosiče.
Odpařování může být sníženo užitím jednoho z výše uvedených způsobů snížení odpařování nebo jejich kombinací.
Nosiče podle předloženého vynálezu jsou vhodné v zásadě pro všechny analytické metody, které jsou v současné době
8 · 8 8 8 · 8 · · 8·
8 8 8 8 8088 «88 8 8 β 8 88 8 » 8 8 8 8 888888 8 8 8 8 8 8
888 88 β · 8· 88 88 prováděny na mikrotitračních destičkách, jako je kolorimetrie, fluorimetrie nebo densitometrie. V těchto případech je možno používat a měřit rozptyl světla, turbidimetrii, na vlnové délce závislou absorpci světla, fluorescenci, luminiscenci, Ramanův rozptyl, ATR (Attenuated Total Reflection), radioaktivitu, izotopové značkování, posuny pH a iontové posuny, výhodně jednotlivě nebo v kombinacích, mají-li být vyjmenovány jen některé možné veličiny, které mohou být měřeny.
Analytické metody, které mohou být prováděny na nosičích podle předloženého vynálezu a které zde mohou být uvedeny, jsou vazby protilátek k antigenům, interakce mezi receptory a ligandy, specifické štěpení substrátových molekul enzymy, polymerázová řetězová reakce (PCR), aglutinační testy nebo interakce mezi různými nebo identickými typy buněk, jako jsou enzymové testy, titrační testy jako je virový titrační test, agregační testy erytrocytů nebo destiček, aglutinační testy s latexovými kuličkami, ELISA (Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay) nebo RIA (RadioImmunoAssay).
Nosiče podle předloženého vynálezu mohou být použity například v diagnostice, při hledání účinných látek, v kombinatorické chemii, při ochraně rostlin, v toxikologii, při ochraně životního prostředí, například při cytotoxikologických testech, v medicíně nebo v biochemii.
Nosiče podle předloženého vynálezu jsou obzvláště vhodné pro hromadné prohledávání.
Nosiče podle předloženého vynálezu jsou obzvláště vhodné pro ♦ ftft# ft · · ft· ftft ·♦ ftft • * · ft ftft · • ft ftftftft • ftft··· ··· • ft ftft •ft ···· ftft ftft použití s moderními systémy pro získávání a zpracování obrazové informace.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 detailní pohled na hydrofilní měřicí oblast kruhového tvaru, obklopenou prstencovou hydrofobní oblastí, obr. 2 celkový pohled na příklad nosiče podle předloženého vynálezu ve skutečné velikosti, obr. 3 řez ve zvětšeném měřítku hydrofilní měřicí oblastí a obklopující hydrofobní oblastí rovinného nosiče podle předloženého vynálezu, obr. 4 řez ve zvětšeném měřítku odlišného provedení měřicí oblasti podle předloženého vynálezu s vyhloubením v nosiči ve středu hydrofilní měřicí oblasti.
« · • ·
Příklady provedení vynálezu
Následující příklady slouží pro další ilustraci předmětu vynálezu, aniž by jej tím jakýmkoli způsobem omezovaly.
Příklad 1
Výroba nosiče podle předloženého vynálezu ze skleněné destičky
Skleněná destička se nejprve čistí 20 % vodným roztokem kyselého činidla (Reacalc® dodávaný společností Chemotec GmbH) v ultrazvukové ponořovací lázni po dobu 10 minut. Skleněná destička se potom opláchne vodou a potom absolutním ethanolem a suší se při teplotě asi 23 °C.
Pro nanesení hydrofóbní vrstvy, která vytvoří hydrofóbní kruhy (viz obr. 1 až obr. 4) na hydrofilní nosič byl použit mikrorazník. Hydrofóbní vrstva byla vytvořena pomocí 1% roztoku hexadecyltrimethoxysilanu ve směsi isopropanol/H20 (9:1). Razník byl namočen do roztoku silanu a potom byl rychle, na asi 5 sekund, přitlačen na nosič a potom byl nosič sušen při teplotě 100 °C po 15 minut. Přebytek roztoku silanu byl z nosiče odstraněn ponořením nosiče do směsi isopropanol/H20 (9:1) na asi 1 minutu. Byly používány dva typy razníků, které vytvořily 12 respektive 25 měřicích bodů na čtvereční centimetr.
44»· 44 4« 44 44
4 · · · 44··
444 4 4 · · · · · • 44 4 4 4 44····
4 4 · · ·
4*4 44 4444 ·4 4 4
Příklad 2
Test inhibitoru proteázy na nosiči podle předloženého vynálezu
S nosičem vyrobeným postupem podle Příkladu 1 byl prováděn test inhibitoru proteázy.
V komoře, ve které byla relativní vlhkost vzduch 95 %, bylo mikrodávkovacím zařízením firmy Microdrop z Nordestedtu naneseno 96 vzorků, každý o objemu 100 nl, roztoku kaseinu (20 gg/ml) značkovaného fluorescein isothiokyanátem v 10 mM pufru Tris-HCl (pH 8,5).' Rozmístění reakčních kapiček odpovídalo rozestupu razníkem vytvořených hydrofobních oblastí (ohraničujících vrstev) v 8 řádcích a 12 sloupcích s rastrem 2x2 mm. Šířka hydrofobních kruhů byla 0,4 mm.
Potom bylo k reakčním vzorkům naneseno přístrojem firmy Microdrop po 1 nl různých inhibitorů proteázy v koncentraci 1 mM v 10 mM Tric-HCl pufru (pH 8,5). Přidání bylo provedeno přesně k předtím naneseným fluorescenčně označeným roztokem kaseinu. Jako kontrola byl použit jeden nanolitr pufru 10 mM Tris-HCl (pH 8,5).
Nakonec bylo do reakčních míst přidáno 10 nl trypsinové proteázy v koncentraci 10 mg/ml v pufru Tris-HCl (pH 8,5).
Nakonec byly reakční kapičky pro snížení odpařování zakryty buď minerálním olejem nebo silikonovým olejem nebo parafinovým olejem, který byl dávkován dávkovacím zařízením
Microdrop.
• ·
- 16 ·· ·· fl· • ♦ · · · · fl · · • flfl · · · flfl·· • ♦ · · » · ·»···· • · · · · · «·· · · ···· · · · ·
Po 30 minutách inkubace byly testované vzorky měřeny. To bylo provedeno prozařováním nosiče ze spodní strany lineárně polarizovaným světlem s vlnovou délkou v rozmezí od 450 do 485 nm pro vybuzení fluorescence a pomocí inverzního fluorescenčního mikroskopu byla detekována fluorescence v rozmezí vlnových délek 515 až 530 nm. Pro detekci byla použita chlazená CCD kamera s připojeným otočným polarizačním filtrem s motorovým pohonem.
Anizotropie polarizace kaseinových molekul byla určena na základě následujících rovnic:
-kolmá
Lparalelní (i:
-kolmá + 2 X Iparalelní
- kolmá paralelní (II)
I kolmá t Iparalelní kde
A
P
Iparalelní
I kolmá představuje anizotropii, představuje polarizaci, je naměřená intenzita fluorescenčního světla v polarizaci paralelní s polarizací excitačního světla a je naměřená intenzita fluorescenčního světla se zkříženými polarizačními filtry • · ·«»· • · ·
44 • 4 · 4
4 9 4
494 4··
Anizotropie je míra rotačního difuzního koeficientu molekuly a může být použita pro odhad hydrodynamické velikosti molekul (G. Weber, Biochemie, Vol. 51, 1952, 145-155).
Při štěpení proteinu, který byl označen fluorescein izothiakyanátem, proteázou byla naměřena polarizace v rozmezí od 50 do 75 x IO-3. Při inhibici trypsinové proteázy byla naměřená polarizace větší než 150 x 10”3.
Pro souběžnou analýzu všech 96 reakčních směsí byla celá měřicí plocha umístěna do zorného pole stereokamery a záběr byl analyzován pomocí programu na zpracování obrazové informace.
Příklad 3
Test inhibitoru proteázy s 1536 paralelními měřicími body
Test inhibice tripsinu byl proveden stejným způsobem jako v Příkladu 2 na nosiči o velikosti mikrotitrační destičky s 1536 paralelními měřicími body (viz obr. 2,) .

Claims (12)

1. Pevný nosič pro analytické měřicí metody, který v podstatě sestává z inertního pevného nosičového materiálu na kterém se nacházejí hydrofilní měřicí oblasti, jejichž povrch může být popřípadě pokryt, které jsou od sebe odděleny alespoň jednou hydrofobní vrstvou, přičemž počet vytvořených měřicích bodů na 1 cm2 nosiče je větší nebo roven 10.
2. Pevný nosič podle nároku 1, vyznačující se tím, že hydrofilní měřicí oblasti jsou odděleny jedna od druhé alespoň jednou souvislou hydrofobní vrstvou.
3. Pevný nosič podle nároku 1, vyznačující se tím, že hydrofilní měřicí oblasti vytvořené na nosiči jsou odděleny jedna od druhé nesouvisejícími hydrofobními oblastmi.
4. Nosič podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že jako materiál nosiče je použito sklo, keramika, křemen, kov, kámen, plast, kaučuk, křemík nebo porcelán.
5. Nosič podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že materiál nosiče je transparentní a je zvolen ze souboru, zahrnujícího sklo, křemen, křemík nebo plast.
- 19 • · ·· 9 9 99
9*·· 9 9 9 ·
9 9 9 9 9 9 · * · · 9 999 999 « 9 · 9 9 • · ·· · · ♦ · ··
6. Způsob výroby nosiče podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se na nosič nanese alespoň jedna hydrofobní vrstva a hydrofilní měřicí oblasti se nanáší mikrolitografií, fotografickým leptáním, mikrotiskem nebo mikroražením.
7. Způsob výroby nosiče podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se hydrofilní nebo hydrofilizovaný nosič opatří alespoň jednou hydrofobní vrstvou mikrolitografií, fotografickým leptáním, mikrotiskem nebo mikroražením a tím se vytvoří hydrofilní měřicí oblasti oddělené jedna od druhé. ·
8. Způsob podle nároku 6 nebo 7 pro výrobu nosiče, vyznačující se tím, že povrch hydrofilních měřicích oblastí na nosiči je dodatečně pokryt.
9. Způsob provádění analytického měření, vyznačující se tím, že do hydrofilních měřicích oblastí nosiče podle kteréhokoli z nároků 1 až 5 se vloží a analyzují kapalné testované vzorky, jejichž povrch může být případně pokryt hydrofobní vrstvou.
10. Způsob provádění analytického měření podle nároku 9, vyznačující se tím, že analytické měření se provádí v atmosféře, která je téměř nasycena vodní parou.
11. Způsob provádění analytického měření podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se tím, že analytické měření se provádí současně s ochlazováním nosiče.
ftftftft · · · · * · ft· • ftftftft ftftftft ftftft ftft ft ftftftft •ftft · · · ······ ftftftft ft ft ft·· ftft ftftftft ftft ftft
12. Použití nosiče podle kteréhokoli z nároků 1 až 5 pro diagnostiku, při výzkumu zaměřeném na hledání účinných látek, v kombinatorické chemii, při ochraně rostlin, v toxikologii a při ochraně životního prostředí.
CZ99157A 1996-07-18 1997-07-07 Pevný nosič pro analytické měřicí metody, jeho výroba a použití CZ15799A3 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19628928A DE19628928A1 (de) 1996-07-18 1996-07-18 Feste Träger für analytische Meßverfahren, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung
PCT/EP1997/003571 WO1998003257A1 (de) 1996-07-18 1997-07-07 Feste träger für analytische messverfahren, ein verfahren zu ihrer herstellung sowie ihre verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ15799A3 true CZ15799A3 (cs) 1999-08-11

Family

ID=7800137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ99157A CZ15799A3 (cs) 1996-07-18 1997-07-07 Pevný nosič pro analytické měřicí metody, jeho výroba a použití

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6737024B1 (cs)
EP (1) EP0948398B1 (cs)
JP (1) JP2000516705A (cs)
KR (1) KR20000067887A (cs)
AT (1) ATE279254T1 (cs)
AU (1) AU737158B2 (cs)
BR (1) BR9710473A (cs)
CZ (1) CZ15799A3 (cs)
DE (2) DE19628928A1 (cs)
IL (1) IL127688A (cs)
NO (1) NO317412B1 (cs)
WO (1) WO1998003257A1 (cs)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7285422B1 (en) 1997-01-23 2007-10-23 Sequenom, Inc. Systems and methods for preparing and analyzing low volume analyte array elements
DE19742246A1 (de) * 1997-09-25 1999-04-01 Basf Ag Analytisches Meßverfahren und seine Verwendung
DE19748295A1 (de) * 1997-10-31 1999-05-06 Max Planck Gesellschaft Element mit extrem stark wasserabweisenden Trockenzonen an der Oberfläche
AU746580B2 (en) 1997-12-17 2002-05-02 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne Positioning and electrophysiological characterization of individual cells and reconstituted membrane systems on microstructured carriers
EP1060022A1 (en) 1998-02-04 2000-12-20 Merck & Co., Inc. Virtual wells for use in high throughput screening assays
DE69835342T2 (de) * 1998-04-27 2007-08-23 Corning Inc. Verfahren zur Ablage von biologischen Proben mit Hilfe eines nachgezogenen Kapillarspeichers
US6884626B1 (en) 1998-04-27 2005-04-26 Corning Incorporated Redrawn capillary imaging reservoir
GB9812783D0 (en) 1998-06-12 1998-08-12 Cenes Ltd High throuoghput screen
US6762061B1 (en) 1998-07-03 2004-07-13 Corning Incorporated Redrawn capillary imaging reservoir
GB9821573D0 (en) * 1998-10-02 1998-11-25 Central Research Lab Ltd Method and apparatus for removing a substance from a container
EP1004870A1 (en) * 1998-11-09 2000-05-31 Aurora Biosciences Corporation Liquid barriers for assays
DE60043233D1 (de) 1999-02-18 2009-12-10 Corning Inc Durch extrusion von siliziumdioxid erhaltene wabenstruktur aus titanhaltigem quarzglas
JP2002537147A (ja) 1999-02-18 2002-11-05 コーニング インコーポレイテッド シリカスートの押出し成形によるシリカガラスハニカム構造体
DE19949735A1 (de) * 1999-10-15 2001-05-10 Bruker Daltonik Gmbh Prozessieren von Proben in Lösungen mit definiert kleiner Wandkontaktfläche
EP1053784A3 (en) * 1999-05-21 2001-05-23 Bruker Daltonik GmbH Processing samples in solutions having defined small contact area with support
DE10025465C2 (de) * 1999-05-25 2003-03-27 Eckhart Watzke Lithiumoxidarmes Borosilicatglas und seine Verwendung
WO2001034764A2 (en) * 1999-11-08 2001-05-17 Cytion S.A. Apparatus and methods for positioning and analyzing biological membranous objects
DE10005600A1 (de) * 2000-02-09 2001-08-16 Bayer Ag Ultraphobes Flächengebilde mit einer Vielzahl von hydrophilen Bereichen
DE10020704B4 (de) * 2000-04-27 2006-09-28 Bioref Gmbh Biochip zur Archivierung und labormedizinischen Analyse von biologischem Probenmaterial, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung in diagnostischen Verfahren
JP2001324504A (ja) * 2000-05-16 2001-11-22 Fuji Photo Film Co Ltd 乾式分析素子
EP1332000B1 (en) 2000-10-30 2012-06-20 Sequenom, Inc. Method for delivery of submicroliter volumes onto a substrate
DE10063268B4 (de) * 2000-12-19 2006-03-30 Advalytix Ag Vorrichtung und Verfahren zur Vermessung kleiner Flüssigkeitsmengen und/oder deren Bewegung
US7332286B2 (en) * 2001-02-02 2008-02-19 University Of Pennsylvania Peptide or protein microassay method and apparatus
US7407746B2 (en) * 2001-02-08 2008-08-05 Ngk Insulators, Ltd. Biochip and method for producing the same
DE10207616A1 (de) * 2002-02-22 2003-09-04 Sunyx Surface Nanotechnologies Ultraphober Probenträger mit funktionalen hydrophilen und/oder oleophilen Bereichen
WO2003071274A1 (de) * 2002-02-22 2003-08-28 Sunyx Surface Nanotechnologies Gmbh Verwendung von ultraphoben oberflächen mit einer vielzahl hydrophiler bereiche zur analyse von proben
US20030194709A1 (en) * 2002-04-10 2003-10-16 Xing Yang Hydrophobic zone device
US20040043398A1 (en) * 2002-04-15 2004-03-04 Demetrio Sanchez-Martinez Use of the multipin platform as anchor device
US20030198967A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-23 Matson Robert S. Multi-functional microarrays and methods
KR100455293B1 (ko) 2002-05-15 2004-11-06 삼성전자주식회사 친수성 영역과 소수성 영역으로 구성되는 생물분자용어레이 판의 제조방법
DE10246446B4 (de) 2002-10-04 2006-05-24 Bruker Optik Gmbh Verfahren zum Aufbringen eines Probenfilms auf einen Probenträger
US20040152083A1 (en) * 2003-01-31 2004-08-05 Leproust Eric M. Multiple arrays with surface energy transition to maintain separation of samples on the arrays
JP4668064B2 (ja) * 2003-07-14 2011-04-13 キアゲン サイエンシス インコーポレイテッド 異なる湿潤性を有する試料提示器具
JP4505287B2 (ja) * 2003-08-27 2010-07-21 パナソニック株式会社 マイクロチップ並びにその製造方法及びそれを用いた検査方法
DE10340429A1 (de) * 2003-09-02 2005-04-07 GESELLSCHAFT FüR BIOTECHNOLOGISCHE FORSCHUNG MBH (GBF) Hydrophober Gegenstand mit Raster hydrophiler Bereiche, dessen Herstellung und Verwendung
EP1711819A4 (en) 2003-12-15 2008-04-16 Univ Pennsylvania Ct For Techn METHOD AND DEVICES FOR CARRYING OUT REACTIONS ON A TARGET PLATE FOR MALDI MASS SPECTROMETRY
US20080020409A1 (en) * 2004-03-03 2008-01-24 Michael Pawlak Analytical Platform and Method for Generating Protein Expression Profiles of Cell Populations
FR2872290A1 (fr) * 2004-06-24 2005-12-30 Commissariat Energie Atomique Methode d'analyse hautement parallele de reactions enzymatiques et ses applications
US7619215B2 (en) * 2005-02-07 2009-11-17 Yangsun Kim Sample plate for MALDI mass spectrometry and process for manufacture of the same
WO2007054220A1 (en) * 2005-11-09 2007-05-18 Christian Schmidt Methods and devices for surface modification of micro-structured substrates
EP2028432A1 (en) * 2007-08-06 2009-02-25 Université de Mons-Hainaut Devices and method for enhanced heat transfer
US20090180931A1 (en) 2007-09-17 2009-07-16 Sequenom, Inc. Integrated robotic sample transfer device
JP4872975B2 (ja) * 2008-07-07 2012-02-08 株式会社村田製作所 プローブアレイ用基体ならびにプローブアレイおよびその製造方法
TWI388829B (zh) * 2009-12-29 2013-03-11 Nat Applied Res Laboratoires 聚合酶連鎖反應之方法、聚合酶連鎖反應之液珠裝置及其陣列式液珠裝置
EP2985603A1 (en) * 2014-08-13 2016-02-17 Yantai AusBio Laboratories Co., Ltd. Method for carrying out a ligand binding assay and device for carrying out such a method

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE455821B (sv) * 1985-05-20 1988-08-08 Gerald Truscott Warner Sorptionsark for att i intill varandra liggande omraden sorbera ett flertal separata prov samt forfarande for att tillverka ett sorptionsark
DE3915920A1 (de) * 1989-05-16 1990-11-22 Messerschmitt Boelkow Blohm Mikromechanische struktur
DE69013764T2 (de) * 1989-06-03 1995-03-30 Kanegafuchi Chemical Ind Kontrolle der Zellanordnung.
US5041266A (en) 1989-12-21 1991-08-20 Hoffmann-La Roche Inc. Tray for immunometric determinations
DE4024544A1 (de) 1990-08-02 1992-02-06 Boehringer Mannheim Gmbh Analyseelement und verfahren zu seiner herstellung
US5284753A (en) * 1991-03-20 1994-02-08 Neuro Probe, Inc. Multiple-site chemotactic test apparatus and method
US5474796A (en) * 1991-09-04 1995-12-12 Protogene Laboratories, Inc. Method and apparatus for conducting an array of chemical reactions on a support surface
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
US5545531A (en) * 1995-06-07 1996-08-13 Affymax Technologies N.V. Methods for making a device for concurrently processing multiple biological chip assays
GB9525921D0 (en) * 1995-12-19 1996-02-21 Cole Polytechnique Fudurale De Micromachined ion permeable composite membranes for amperometric ion detection
CN1329729C (zh) * 1996-06-28 2007-08-01 卡钳生命科学股份有限公司 微流体***

Also Published As

Publication number Publication date
US6737024B1 (en) 2004-05-18
AU737158B2 (en) 2001-08-09
NO317412B1 (no) 2004-10-25
EP0948398B1 (de) 2004-10-13
NO990186L (no) 1999-01-15
BR9710473A (pt) 1999-08-17
KR20000067887A (ko) 2000-11-25
DE59712016D1 (de) 2004-11-18
IL127688A0 (en) 1999-10-28
EP0948398A1 (de) 1999-10-13
ATE279254T1 (de) 2004-10-15
AU3541997A (en) 1998-02-10
NO990186D0 (no) 1999-01-15
DE19628928A1 (de) 1998-01-22
IL127688A (en) 2001-08-26
JP2000516705A (ja) 2000-12-12
WO1998003257A1 (de) 1998-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ15799A3 (cs) Pevný nosič pro analytické měřicí metody, jeho výroba a použití
US6565813B1 (en) Virtual wells for use in high throughput screening assays
US10371699B2 (en) Compartmentalised screening by microfluidic control
US7919330B2 (en) Method of improving sensor detection of target molcules in a sample within a fluidic system
CA2671866C (en) Analysis chip and analysis method
US20030080143A1 (en) System and method for dispensing liquids
US20070231880A1 (en) Microfluidic interface for highly parallel addressing of sensing arrays
JP2004510130A5 (cs)
US20040018615A1 (en) Virtual wells for use in high throughput screening assays
US20020127740A1 (en) Quantitative microfluidic biochip and method of use
CA2245013C (en) Analytical measurement method and its use
EP1355146A2 (en) Use of the multipin platform as anchor device
US20030044801A1 (en) Array using microspheres
JP2006519384A (ja) 極小の高さのリアクターを持つ高集積解析チップとその応用
CA2260807C (en) Solid supports for analytical measuring processes, a process for their preparation, and their use
JP2008134188A (ja) プローブ固相化反応アレイおよび該アレイの製造方法
JP4845307B2 (ja) 立体基体を用いた検出用アレイ
JP2008134189A (ja) プローブ固相化反応アレイおよび該アレイの製造方法
Hwu Heterogeneous Immunoassay Considerations Towards Point-Of-Care Microfluidics-Based Diagnostics
WO2020208377A1 (en) Method and apparatus for substrate handling and printing
Konrad et al. Miniaturization as a demand of high-throughput synthesis and analysis of biomolecules
WO2006090165A1 (en) Detection of analytes in samples
JP2004301559A (ja) プローブ固相化反応アレイおよび該アレイの使用

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic