DD286671A5 - GEFAESSKOMBINATION FOR DETECTION OF BIOMOLECULES - Google Patents
GEFAESSKOMBINATION FOR DETECTION OF BIOMOLECULES Download PDFInfo
- Publication number
- DD286671A5 DD286671A5 DD33016989A DD33016989A DD286671A5 DD 286671 A5 DD286671 A5 DD 286671A5 DD 33016989 A DD33016989 A DD 33016989A DD 33016989 A DD33016989 A DD 33016989A DD 286671 A5 DD286671 A5 DD 286671A5
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- reaction
- incubation
- analyzed
- detection
- chamber
- Prior art date
Links
Abstract
Diese Erfindung betrifft eine Gefaeszkombination zum Nachweis von Biomolekuelen. Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren zum Nachweis mittels der erfindungsgemaeszen Gefaeszkombinationen. Anwendungsgebiete der Erfindung sind die Molekularbiologie, Immunologie, Diagnostik und Mikrobiologie. Die Gefaeszkombination besteht aus einem oder mehreren Analysengefaeszen, die aus einer oder mehreren kleinen Reaktionskammern (1) von 1 bis 20 ml Volumen und einer groszen Inkubationskammer (2) von 50 ml bis 100 ml Volumen aufgebaut sind, wobei die Reaktionskammern (1) als Vertiefungen des Bodens und/oder der Seitenwaende der Inkubationskammer (2) ausgebildet sind. Das Nachweisverfahren besteht darin, in der Reaktionskammer ein Sondenmolekuel, z. B. ein Antigen oder einen Antikoerper, auf der Oberflaeche zu fixieren, anschlieszend das zu analysierende Biomolekuel in Loesung in die Reaktionskammer und Inkubationskammer zu geben, die spezifische Reaktion durchzufuehren und schlieszlich das zu analysierende Biomolekuel, z. B. durch eine Enzymreaktion, in der Reaktionskammer nachzuweisen. Mit der erfindungsgemaeszen Loesung koennen molekularbiologische Nachweisverfahren hoechster Empfindlichkeit mit kleinsten Mengen an Nachweisreagens bei groszen zu analysierenden Probenvolumina durchgefuehrt werden. Auszerdem ist eine Parallelbestimmung von verschiedenen Biomolekuelen aus der gleichen zu analysierenden Probe moeglich.{Gefaeszkombination; Nachweisverfahren, molekularbiologische; Reaktionskammer, kleine; Inkubationskammer, grosze; Vertiefungen; Sondenmolekuel; Antikoerper; Antigen; Enzymreaktion}This invention relates to a vascular combination for the detection of biomolecules. The invention likewise provides a method for detection by means of the vessel combinations according to the invention. Areas of application of the invention are molecular biology, immunology, diagnostics and microbiology. The Gefaeszkombination consists of one or more analysis vessels, which are composed of one or more small reaction chambers (1) of 1 to 20 ml volume and a large incubation chamber (2) of 50 ml to 100 ml volume, the reaction chambers (1) as depressions the bottom and / or the side walls of the incubation chamber (2) are formed. The detection method consists in the reaction chamber, a probe molecule, for. As an antigen or an antibody to fix on the surface, anschlieszend to give the biomolecule to be analyzed in solution in the reaction chamber and incubation chamber, perform the specific reaction and finally the biomolecule to be analyzed, z. B. by an enzyme reaction to detect in the reaction chamber. With the solution according to the invention, high-sensitivity molecular biology detection methods can be carried out with the smallest amounts of detection reagent at large sample volumes to be analyzed. In addition, a parallel determination of different biomolecules from the same sample to be analyzed is possible {vascular combination; Detection method, molecular biological; Reaction chamber, small; Incubation chamber, large; depressions; Sondenmolekuel; Antibody; Antigen; Enzyme reaction}
Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Diese Erfindung betrifft eine Gefäßkombination zur Durchführung von Nachwoisreaktionen für Biomoleküle und Verfahren, die mittels dieser Gefäßkombination durchführbar sind. Die Gefäßkombination, deren einzelne Analysengefäße und die Nachweisverfahren können in der Molekularbiologie, Immunologie, Diagnostik sowio in der Mikrobiologie angewendet worden.This invention relates to a vascular combination for performing post-immune reactions for biomolecules and methods practicable by means of this vascular combination. The vascular combination, their individual analysis vessels and the detection methods can be applied in molecular biology, immunology, diagnostics as well as in microbiology.
Mikrotiterplattenassays sind weitverbreitete Analysentechniken in der Molekularbiologie, siehe z. B. J. D. Buxbaum und Y. Dudni, Anal. Biochem. 169, 209-215 (1988) oder Produkt-Katalog der Firma Flow-Laboratories 1989, S. 94-95. Dabei werden sowohl Antikörper als auch Antigene meist unter Nutzung der ELISA-Technik bestimmt, siehe z. B. B. E. Engval! und P. Pcrlmann, Immunochemistry 8,871-874 (1971). Diese Mikrotiterplatten besitzen Kammervolumina von 0,1 bis 1 ml, die für alle Nachwoisschritte mit gleichen Volumina genutzt werden. Das bedingt einon hohen Verbrauch an Nachweisroagonzien und eine ungünstige Geometrie der Reaktionsfläche, was sich nachteilig auf den Untergrund bei der Nachwoisreaktion auswirkt. Bei den sogenannten Ultramikroliter-Testplatten (Polystyren, PVC) wird in einer Kammer mit einem Volumen von ca. 20μΙ für alle Nachweisschritte gearbeitet (siehe z. B. EP 203.443), bei der SIA-Technik in Tropfon von ca. 5μΙ Volumen auf speziellen Glasplatten ohne eigentliche Reaktionskammern. Das führt zwar zu einer Verbesserung der Geometrie der Reaktionsflache des Nachweises und damit des Untergrundes der Nachweisreaktion, hat aber den Nachteil, daß das Volumen der zu analysierenden Probo sehr klein ist, waJ oino Verringerung der Empfindlichkeit (Nachweis pg gesuchto Komponente/ml Tostflüssigkoit) zur Folgo hat.Microtiter plate assays are widely used analytical techniques in molecular biology, see e.g. B.J.D. Buxbaum and Y. Dudni, Anal. Biochem. 169, 209-215 (1988) or product catalog of Flow-Laboratories 1989, pp. 94-95. Both antibodies and antigens are usually determined using the ELISA technique, see, for. B. B. E. Engval! and P. Pcrlmann, Immunochemistry 8, 871-874 (1971). These microtiter plates have chamber volumes of 0.1 to 1 ml, which are used for all Nachwoisschritte with the same volume. This requires a high consumption of detection ragozia and an unfavorable geometry of the reaction surface, which has an adverse effect on the background during the Nachwois reaction. In the so-called ultramicroliter test plates (polystyrene, PVC), a chamber with a volume of approximately 20 μΙ is used for all detection steps (see, for example, EP 203,443), while the SIA technique in Tropfon has a volume of approx Glass plates without actual reaction chambers. Although this leads to an improvement in the geometry of the reaction surface of the detection and thus the background of the detection reaction, but has the disadvantage that the volume of the analyzed probo is very small, waJ oino reducing the sensitivity (detection pg sought component / ml Tostflüssigkoit) Folgo has.
Der Nachteil der bekannton tachnischen Lösungen besteht darin, daß immer nur eine durchgängige Reaktionskammer verwendet wi'd, die keine Mitführung von Negativkontrollen oder eine Parallol-Untersuchung von mehreren zu analysierenden PiOmolekülen aus einer zur Verfügung stehenden, zu analysierenden Probo ermöglicht (siehe z. B. EP 206.561 bzw. EP 246.760).The disadvantage of bekannton tachnese solutions is that only one continuous reaction chamber is used, which does not allow the carrying out of negative controls or a parallol examination of several PiO molecules to be analyzed from an available probo to be analyzed (see, for example, US Pat EP 206,561 and EP 246,760).
ZIoI der ErfindungZIoI the invention
Ziel der Erfindung ist ee, eine Gofäßkombination zu konstruieren, in der molekularbiologische Nachweisver'ahren höchster Empfindlichkeit mit kleinsten Mengen des Nachweisreagenzes bei großen zu analysierenden Probenvolumina durchgeführt worden können. Außerdem soll eine Parallelbestimmung von verschiedenen Biomolekülen aus der gleichen zu analysierenden Probe möglich sein.The aim of the invention is ee to construct a Gofäßkombination in which molecular biology detection methods of highest sensitivity with smallest amounts of the detection reagent can be carried out at large sample volumes to be analyzed. In addition, a parallel determination of different biomolecules from the same sample to be analyzed should be possible.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Eifindungsgemäb wird eine Gefäßkombination aus einem oder meieren Analysengefäßen zur Verfügung gestellt, die aus einer oder mehreren kleinen Reaktionskammern von 1 bis 20μΙ Volumen (1) und einer großen Inkubationskammer von 50 μΙ bis 100 ml Volumen (2) aufgebaut sind, woboi dio Reaktionskammern (1) als Vertiefungen des Bodens und/oder der Seitenwände der Inkubationskammer (2) ausgebildet sind (Abb. 1 und 2).According Eifindungsgemäb a vessel combination of one or meieren analysis vessels is provided, which are composed of one or more small reaction chambers of 1 to 20μΙ volume (1) and a large incubation chamber of 50 .mu.Ι to 100 ml volume (2), woboi dio reaction chambers (1 ) are formed as depressions of the bottom and / or the side walls of the incubation chamber (2) (FIGS. 1 and 2).
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion der Gefäßkombination aus Analysengefäßen mit unterschiedlich großen Kammern, die miteinander verbunden sind, werden gegenüber herkömmlichen Verfahren und Analysengefäßen entscheidende Vorteile erzielt, die darin bestehen, daß Biomoleküle aus großen zu analysierenden Volumina in sehr kleinen Reaktionsvolumina nachgewiesen werden können und gleichzeitig eine Parallelbestimmung von verschieden Biomolekülen aus der gleichen zu analysierenden Probe ermöglicht wird. Die Kombination des großen Testvolumens mit sehr kleinen Reaktionsvolumen ermöglicht oine Minimierung der für die Nachweisreaktion eingesetzten Oberfläche und damit ein günstiges Signal/Untergrund-Verhältnis (Steigerung der Empfindlichkeit). Gleichzeitig werden sehr kleine Mangen des Nachweisreagenzes benötigt. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Inkubationskammern mit mehreren Reaktionskammern (Abb. 2), die Möglichkeit der Mitführung von Kontroll- und Paralleltests.The inventive construction of the vessel combination of analysis vessels with different sized chambers, which are interconnected, decisive advantages are achieved over conventional methods and analysis vessels, which consist in that biomolecules can be detected from large volumes to be analyzed in very small reaction volumes and at the same time a parallel determination of different biomolecules from the same sample to be analyzed is made possible. The combination of the large test volume with very small reaction volume makes it possible to minimize the surface used for the detection reaction and thus a favorable signal / background ratio (increase in sensitivity). At the same time, very small amounts of the detection reagent are needed. The use of incubation chambers with several reaction chambers (FIG. 2), the possibility of carrying out control and parallel tests, is particularly advantageous.
Das Material, aus dem die Reaktionskammern und die Inkubationskammer hergestellt werden, kann gleich (z. B. Polystyren) oder verschieden voneinander sein, z. B. Polystyren und PVC. Es ist möglich, für die Reaktionskammern ein Material, z. B. Nitrocellulose, und für die Inkubationskammer ein anderes Material, z. B. PVC, zu verwenden. Für die Kammern werden in erster Linie synthetische Polymere verwendet, z. B. Polystyren, PVC, Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyvinylidenfluorid, Polytetrafluorethylen usw.; es können jedoch auch modifizierte natürliche Polymere verwendet werden, z. B. Nitrocellulose, Celluloseacetat usw. Außerdem können die Materialien Ladungen aufweisen, indem z. B. negative und/oder positive Gruppierungen auf der Oberfläche fixiert sind. Bevorzugt werden für die Reaktionskammern und die Inkubationskammer PVC, Polystyren, Nitrocellulose und Polyvinylidenfluorid.The material from which the reaction chambers and the incubation chamber are made may be the same (e.g., polystyrene) or different from each other, e.g. As polystyrene and PVC. It is possible for the reaction chambers, a material such. As nitrocellulose, and for the incubation another material, eg. As PVC, to use. For the chambers primarily synthetic polymers are used, for. Polystyrene, PVC, polyethylene, polypropylene, polyester, polyamide, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, etc .; however, modified natural polymers may also be used, e.g. As nitrocellulose, cellulose acetate, etc. In addition, the materials may have charges by z. B. are fixed negative and / or positive groups on the surface. PVC, polystyrene, nitrocellulose and polyvinylidene fluoride are preferred for the reaction chambers and the incubation chamber.
Die Reaktionskammer sowie die Inkubationskammer können dabei aus optisch durchlässigem oder optisch undurchlässigem oder teilweise durchlassigem, gefärbten oder nicht gefärbten Material gefertigt sein. Für die Durchführung der erfindungsgemäßen Nachweisverfahren ist die Beschaffenheit des Materials nicht entscheidend, solange die konstruktiven Parametor eingehalten und eine Bindung des Sondenmoleküls ermöglicht wird. Somit stellt sich als ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, daß bei der Fertigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Einhaltung enger Toleranzen zur Durchführung dos Nachwoises mit optischen Methoden nicht unbodingt erforderlich ist, nur in den Fällen notwendig wird, wenn ein optisches Nachweisvorfahren, z.B. durch Farbreaktionen, gewünscht wird. Eine bevorzugte konstruktive Lösung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, die Reaktionskammer als eine Vertiefung des Bodens der Inkubationskammer auszubilden. Wie in den verschiedenen Ausführungsformen der Abbildung 1 dargestellt wird, wird die Vertiefung dabei vorzugsweise in Form eines Kegeis (A), eines Zylinders (B), eines Kegelstumpfes (C), eines Kugelabschnittes (H) oder nus einer Kombination von zwei oder mehroren geometrischen Körpern, z.B. aus Zylinder und Kegel (D) oder aus Zylinder und Kegelstumpf, oder in Form von Rotationskörpern, z. B. in Form eines U-förmigen Rotationskörpers (G) oder aus zwei Kogelabschnitten (F), oder in Form von ringförmigen Vertiefungen, z. B. mit rechteckigem Querschnitt (E), mit dreieckigem Querschnitt (I) oder in Form von Vertiefungen am Rande mit rechteckigem Querschnitt (K) ausgebildet. Die Herstellung solchor Formen aus Polymeren ist bekannt und kann z. B. durch Pressen, Preßformen, Spr'tzguß, Bohren, Fräsen erfolgen. Weiterhin ist es möglich, eine der Kammern oder einen Teil einer oder beider Kammern mit β ".om anderen Material als dem, aus dem die Vorrichtung aufgebaut ist, zu beschichten. Die Beschichtung kann auch mit Lauungon aufweisenden oberflächenaktiven Mitteln erfolgen. Eine bevorzugte Ausführungsform Ladungen aufweisender Oberflächen der Reaktionskammern besteht darin, daß diese negative Ladungen aufweisen.The reaction chamber and the incubation chamber can be made of optically transparent or optically impermeable or partially permeable, colored or non-colored material. For the implementation of the detection method of the invention, the nature of the material is not critical, as long as the constructive parameters are met and binding of the probe molecule is made possible. Thus, as a further advantage of the method according to the invention is that in the manufacture of the device according to the invention compliance with tight tolerances for implementing dos Nachwoises with optical methods is not required unbodingt, only in cases is necessary if an optical detection ancestor, eg by color reactions , it is asked for. A preferred constructive solution of the device according to the invention is to form the reaction chamber as a depression of the bottom of the incubation chamber. As shown in the various embodiments of Figure 1, the recess is preferably in the form of a Kegeis (A), a cylinder (B), a truncated cone (C), a spherical segment (H) or nus a combination of two or more geometrical Bodies, for example of cylinder and cone (D) or cylinder and truncated cone, or in the form of rotational bodies, for. B. in the form of a U-shaped body of revolution (G) or two Kogelabschnitten (F), or in the form of annular recesses, for. B. with rectangular cross-section (E), with triangular cross-section (I) or in the form of depressions on the edge with a rectangular cross section (K). The preparation of such forms of polymers is well known and may e.g. B. by pressing, pressing, Spr'tzguß, drilling, milling done. Furthermore, it is possible to coat one of the chambers or a part of one or both of the chambers with material other than that of which the device is made up.The coating can also be carried out with lauungon-containing surface-active agents having surfaces of the reaction chambers is that they have negative charges.
Für den Nachweis von Biomolekülen ist in der Rogol mehr als ein Reaktionsgefäß notwendig, da zur Sicherheit einer Kontrollprobe (Negativ-Kontrolle) mitgoführt wird, oftmals Mehrfachproben analysiert odor unterschiedliche Verdünnungon angewendet werden. Bei der automatisierten Durchführung der Nachweiso werden dann möglichst viele Proben gleichzeitig parallel untersucht, z. B. 48 oder 96 oder mehr. Für solche Anwendungen ist es günstig, die erfindungsgemäßen Vorrichtungen miteinander zu mehreren, d.h. mindestens zwei, zu verbinden, wobei die Verbindung mechanisch, durch Verkleben oder Vorpressen durchgeführt werden kann. Vorzugsweise wird eine Gefäßkombination zur Verfügung gestellt, die aus mehreren Analysengefäßen besteht, die dauerhaft odor zeitweise miteinander mechanisch vorbundon sind. Insbesondere werden Gufäßkof.jinationen hergestellt, die aus 8 bis 100 Analysengefäßen bestehen, die dauerhaft miteinander verbundon sind. Die Vorbindung kann z. B. durch Aneinander stecken, -schrauben, Verkleben der erfindungsgemäßen Analysengefäße einzeln oder in Blöcken erlolgen; es kann aber auch so verfahren worden, daß die erfindungsgemäßen Analysengofäße bereits in Blöcken von mohr als einem, vorzugsweise 8 bis 100, hergestellt werden, wobei die o.g. Herstellungsverfahren angewendet werden. Eine günstige Variante zur Ausbildung der orfindungsgomäßon Gofäßkombination zur Durchführung von Mehrfachbestimmungen besteht darin, eine Inkubationskammer (2) mit mehreren Reaktionskammern (1)zu verbinden (Abb. ?.). Dabei kann eino Inkubationskammor mit 1 bis 50 Reaktionskammorn ausgebildet sein. Diese Reaktionskammern können auf unterschiedlichste Art und Weise angeordnet sein. Bnsonders günstig ist es, wenn dio Reaktionskammern symmetrisch oder in einem Rastor angeordnet sind. Dadurch wird eine Auswertung, insbesondere cine automatische Auswertung, erleichtert. Eine bosonders bovorzugte Ausführungsform dieser ei flndungsgomäßen Gefäßkombination besteht darin, die Roaktionskammem als Vortiefungen des Bodens und/oder der Soitenwändo der Inkubationsforskammer auszubilden. Dabei könnon dio Reaktionskammern eine unterschiedliche Form aufweisen, wie es für den vorgesehenen Anwcndungsfall besonders günstig ist. In dor Abbildung 2 sind einige Ausführungsformen für ein Analysengefäß mit mehreren Reaktionskammorn (1) bei einer Inkubationskammer dargestellt. In der Variante (A) wird oin Analysc/igefäß mit zwei parallel angeordneten Reaktionsgefäßon mit Kegelform dargestellt. Dio Version (8) zeigt gleichartige Reaktionskammern (1), die jedoch symmetrisch angeordnet sind. In der Version (C) schließlich ist oin Analysongefäß mit einer Vielzahl symmetrisch in Rasterform angeordneter RcaUionskammorn (1) abgebildet.For the detection of biomolecules, more than one reaction vessel is necessary in the Rogol, since the safety of a control sample (negative control) mitgoführt is often analyzed multiple samples odor different Verdünnungon be applied. In the automated implementation of the proof then as many samples are examined simultaneously in parallel, z. 48 or 96 or more. For such applications, it is favorable to connect the devices according to the invention to one another, ie at least two, whereby the connection can be carried out mechanically, by gluing or pre-pressing. Preferably, a vascular combination is provided, which consists of several analysis vessels that are permanently or temporarily intermittently mechanically vorbundon each other. In particular, Gufäßkof.jinationsen be made, consisting of 8 to 100 analysis vessels that are permanently verbundon together. The Vorbindung can z. B. by sticking together, screwing, gluing the analysis of the invention individually or in blocks; but it can also be so proceeded that the Analysenkofäße invention already in blocks of mohr than one, preferably 8 to 100, are produced, wherein the above-mentioned production methods are used. A favorable variant for the formation of the Orfindungsgomäßon Gofäßkombination to carry out multiple determinations is to connect an incubation chamber (2) with a plurality of reaction chambers (1) (Fig. ?.). In this case, an incubation chamber with 1 to 50 reaction chambers can be formed. These reaction chambers can be arranged in many different ways. Bnproven it is favorable if the reaction chambers are arranged symmetrically or in a Rastor. This facilitates an evaluation, in particular automatic evaluation. A bosonders preferred embodiment of this ei flündungsgomäßen vascular combination is to form the Roaktionskammem as Vortiefungen the soil and / or Soitenwändo the incubation chamber. In this case, dio reaction chambers can have a different shape, as it is particularly favorable for the intended application case. FIG. 2 shows some embodiments of an analysis vessel with a plurality of reaction chambers (1) in an incubation chamber. In variant (A), an analysis vessel is shown with two conical reaction vessels arranged in parallel with conical shape. Dio version (8) shows similar reaction chambers (1), which are arranged symmetrically. Finally, in version (C), the analysis vessel is shown with a multiplicity of rcaution chambers (1) arranged symmetrically in raster form.
Dio erfindungsgemaßon Vorrichtungen sind in erster Linie für Nachweisvorfahren in der Medizin, Molekularbiologie, Immunologie, Serologie und Mikrobiologie gedacht, können natürlich auch für andere Zwecke oder Anwendungsgebiete eingesetzt werden.Dio inventive devices are intended primarily for detection ancestors in medicine, molecular biology, immunology, serology and microbiology, of course, can also be used for other purposes or applications.
Gegenstand der Erfindung i&t ebenfalls ein Verfahren zum Nachweis von Biomolekülen mittels der erfiodungsgemäßen Gefilßkombination. Die durchzuführenden Nachweisreaktionen können als Ziol den Nachweis eines bestimmten Antikörpers oder eines bestimmten Antigens oder mehrerer davon haben. Der Nachweis wird erfindungsgemäß in folgenden Schritten durchgeführt:The invention likewise relates to a method for the detection of biomolecules by means of the inventive combination of felts. The detection reactions to be performed may have as ziol the detection of a particular antibody or a particular antigen or more thereof. The detection is carried out according to the invention in the following steps:
a) Fixierung eines oder mehrerer Sondenmoleküle oder eines zu analysierenden Biomoleküls oder eines Gemisches von OiomoloV.üleri, das das zu analysiertinde Biomolekül enthalt, auf der Oborflächo der Reaktionskammer(n) (1);a) fixing one or more probe molecules or a biomolecule to be analyzed or a mixture of OiomoloV.üleri containing the biomolecule to be analyzed on the oborface of the reaction chamber (s) (1);
b) Inkubation mit der zu analysierenden Probe, die ein oder mehrere nachzuweisende Biomoleküle enthält oder mit einem oder mehreren Sondennolekülen in dem/den Analysengei'äß(en);b) incubation with the sample to be analyzed which contains one or more biomolecules to be detected or with one or more probe molecules in the analytical gavage (s);
c) Nachweis des/der ;:u analysierenden Biomoleküle In der/den Reaktionskammer(n) (1).c) Detection of the Analyzing Biomolecules in the Reaction Chamber (s) (1).
Bei dem Sondenmolehül handelt es sich hierbei um ein Molekül, das spezifisch ein zu analysierendes Biomolekül erkennt und dieses spezifisch bindut.The probe molecule is a molecule that specifically recognizes and specifically binds a biomolecule to be analyzed.
Der Nachweis des zu a nalysierenden Biomoleküls erfolgt nach einer zweiten spezifischen Reaktion des unterdessen über ein Sondenmolekül oder direkt an die Oberfläche der Reakticnskammer (1) gebundenen Moleküls mit einer zweiten enzymgekoppelten Sonde mittels der entsprechenden Er zymreaktion.The detection of the nalysierenden to a biomolecule occurs after a second specific reaction of the meanwhile, a probe molecule or directly to the surface of the Reakticnskammer (1) bound molecule with a second enzyme labeled probe by means of the corresponding He zymreaktion.
Nach einer ersten, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nachweisverfahrens werden die Schritte (a) und (b) folgendermaßen durchgeführt:According to a first, preferred embodiment of the detection method according to the invention, steps (a) and (b) are carried out as follows:
a) Fixierung eines oder mehrerer Sondenmoleküle auf der Oberfläche- der Reaktionskammer(n) (1);a) fixing one or more probe molecules on the surface of the reaction chamber (s) (1);
b) Inkubation mit der zu analysierenden Probe, die ein oiler mehrere nachzuweisende Biomoleküle enthält, und Waschen in dem/den Analyseiigefäß(en),b) incubation with the sample to be analyzed containing one oiler of several biomolecules to be detected and washing in the analysis vessel (s),
c) Nachweis des zu analysierenden Biomoleküls in der Reaktionskammer.c) Detection of the biomolecule to be analyzed in the reaction chamber.
Bei der Durchführung des erfindungsgemSßen Nachwe'uiverfahrens wird der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Gefflßkombination deutlich: man verwendet kleinste Volumina, z.B. 5 oder 10μΙ, die entweder ein Sondenmolekül oder ein zu analysierendes Biomolekül enthalten, und bindet dieses nur auf der Oberfläche der Reaktionskammer. Die noch vorhandene freie Oberfläche wird mittels geeigneter Substanzen (Del.ergenzien, Fremdproteine) gegen unspezifische Bindung des zu analysierenden Biomoleküls oder Sondonmoleküls blockiert. Anschließend wird das fixierte Biomolekül mit entweder dem iu analysierenden Biomolekül oder einem Sondenmolekül in einem vergleichsweise großen Volumen einer Flüssigkeit, die ebenfalls eine biologische Flüssigkeit wie Blut, ein Serum oder Urin sein kann, in Kontakt und zur Reaktion gebracht. Durch diese Möglichkeit der Vervt endung großer Volumina werden Konzentrierung?- und/oder Reinigungsschritte in der Regel überflüssig, da das fixierte Biomolekül seinen entsprechenden Partner selektiv aus dem großen Volumen bindet.In carrying out the detection process according to the invention, the essential advantage of the combination according to the invention becomes clear: use is made of the smallest volumes, e.g. 5 or 10μΙ containing either a probe molecule or a biomolecule to be analyzed, and binds this only on the surface of the reaction chamber. The remaining free surface is blocked by means of suitable substances (del. Agents, foreign proteins) against non-specific binding of the biomolecule or sondon molecule to be analyzed. Subsequently, the fixed biomolecule is contacted and reacted with either the analyte biomolecule or a probe molecule in a comparatively large volume of a liquid, which may also be a biological fluid such as blood, serum or urine. As a result of this possibility of using large volumes, concentration and / or purification steps are generally superfluous, since the fixed biomolecule selectively binds its corresponding partner from the large volume.
Als Sondenmolekülo könnon z. B. Antikörper, Antigene, t pezifisch reagierende Proteine wie Protein A oder Protein G, verwendet werden. Der Nachweis erfolgt nach einer zweiten spezifischen Reaktion mit einer enzymgekoppelten Sonde. Die Kopplung des Enzyms an die Sondo kann durch bifunktionelle Reagenzien chemisch erfolgen. Besonders günstig für das erfindungsgemäße Nachweisverfahren ί ind enzymgekoppelte Sonden, die als Fusionsproteine mikrobiologisch erzeugt werden, wie sie z. B. in der EP 304.934 beschrieben werden.For example, as a probe molecule, z. As antibodies, antigens, t pseudo-reactive proteins such as protein A or protein G can be used. Detection occurs after a second specific reaction with an enzyme-linked probe. The coupling of the enzyme to the sondo can be done chemically by bifunctional reagents. Particularly favorable for the detection method according to the invention ί ind enzyme-coupled probes which are microbiologically produced as fusion proteins, as described, for. As described in EP 304.934.
Das nachzuweisende Biomolekül kann nun ebenfalls ein Antigen oder ein Antikörper sein. Als Antigene sind z.B. Hüllprotoino von Viren oder derer Fragmente, Proteine des Humanserums oder Oligopeptide möglich. Antikörper werden dann nachgewiesen, wenn ein für sie spezifisches Antigen auf der Oberfläche der Reaktionskammer gebunden ist. Beispiclo für nachzuweisende Antikörper sind z. B. gegen die des HIV, gegen Hepatitis B Virus usw., bei deren Nachweis ein Hüllprotein, z.B. des HIV, an die Oberllache der Reaktionskamrrer gebunden wird, z. 8. das gp48 oder pg 110. Weiterhin können monoklonal Antikörper gebunden werden, ar. dio das zu analysierende Biomolekül bindet. Anschließend wird der Nachweis mit einem zweiten Antikörper und einer cnzymgekoppelten Sonde (zweito spezifische Reaktion) geführt. Nach einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nachweisverfahrens werden die Schritte (a) und (b) folgendermaßen duichgeführt:The biomolecule to be detected can now also be an antigen or an antibody. As antigens, for example, Hüllprotoino of viruses or their fragments, proteins of human serum or oligopeptides are possible. Antibodies are detected when an antigen specific for them is bound to the surface of the reaction chamber. Beispiclo for antibodies to be detected are z. B. against HIV, against hepatitis B virus, etc., in the detection of an envelope protein, for example of HIV, is bound to the Oberllache the Reaktionskamrrer, z. 8. the gp48 or pg 110. Furthermore, monoclonal antibodies can be bound, ar. dio binds the biomolecule to be analyzed. Subsequently, the detection is performed with a second antibody and a enzyme-coupled probe (second specific reaction). According to a second embodiment of the detection method according to the invention, steps (a) and (b) are carried out as follows:
a) Fixierung eines zu analysierenden Biomcloküls oder eines Gemisches von Biomolekülen, das das zu analysierende Biomolokül enth! It, auf der Oberfläche der Roaktionskammer(n) (1);a) Fixation of a Biomcloküls to be analyzed or a mixture of biomolecules containing the biomolecule to be analyzed! It, on the surface of the roaction chamber (s) (1);
b) Inkubation mit einem oder mehreron Sondonmolekülen in dem/den Analysengofäß(on).b) Incubation with one or more sondon molecules in the analysis vessel (on).
c) Nachweis des/der zu analysierenden Biomoleküle in dor/den Reaktionskammer(n).c) Detection of the biomolecule (s) to be analyzed in the reaction chamber (s).
Zum Nachweis einen Antikörpers sind entsprechend der ersten Ausführungsform die Schritte (a) bis (c) folgendermaßen durchzuführen:For detecting an antibody, according to the first embodiment, steps (a) to (c) are to be carried out as follows:
a) Fixierung eines Antigens (Sonde) auf der Oberfläche einer Reaktionskammer und gegebenenfalls Blockiorungs- und/odor Waschschritte;a) fixing an antigen (probe) on the surface of a reaction chamber and optionally blocking and / oror washing steps;
b) Inkubation des fi «iorton Antigens mit der zu analysierenden Probe, die einen gesuchten Antikörper enthält, Waschschritte, Inkubation mit einer enzymgekoppelten Sonde, Waschschritte;b) incubation of the fiordorton antigen with the sample to be analyzed containing a desired antibody, washing steps, incubation with an enzyme-coupled probe, washing steps;
c) Nachweis des Ai tikörpers durch eine Enzymreaktion.c) detection of the antibody by an enzyme reaction.
Zum Nachweis eines Antigens worden entsprechend der ersten Ausführungsform die Schritte (a) bis (c) folgendermaßen durchgeführt:For the detection of an antigen according to the first embodiment, steps (a) to (c) were carried out as follows:
a) Fixierung eines Antikörpers (Sonde) auf der Oberfläche einer Reaktionskammer und gegebenenfalls Blockierungs- und/oder Waschschritte;a) fixing an antibody (probe) on the surface of a reaction chamber and optionally blocking and / or washing steps;
b) Inkubation des fixierten Antikörpers mit der zu analysierenden Probe, die ein Antigen enthält, gegebenenfalls Waschschritte, Inkubntion mit einer enzymgekoppelten Sonde, dio spezifisch mit dem Antigen, aber nicht mit dom fixierten Antikörper reagiort. Waschschritte;b) incubation of the immobilized antibody with the sample to be analyzed containing an antigen, optionally washing steps, incubation with an enzyme-coupled probe which reacts specifically with the antigen but not with dom-fixed antibody. Washes;
c) Nachweis des Antigens durch eine Enzymreaktion.c) detection of the antigen by an enzyme reaction.
In oinor besonders günstigon Variante de-s Nachweises eines Antigens worden die Schritte (a) bis (c) folgendermaßen durchgeführt:In particular, in a variant of the detection of an antigen, steps (a) to (c) were carried out as follows:
a) Fixierung eines zu analysierenden Antigens auf der Oberfläche einer Reaktionskammer und gegebenenfalls Blockiorungs- und/oder Waschschritte;a) fixing an antigen to be analyzed on the surface of a reaction chamber and optionally blocking and / or washing steps;
b) Inkubation dos fixierten Antigens mit einer enzymgekoppelten Sonde und gegebenenfalls Blockierungs· und/odor Waschschritto;b) incubating the fixed antigen with an enzyme-coupled probe and optionally blocking and / or washing stepo;
c) Nachweis des Antigens durch eino Enzymreaktion.c) Detection of the antigen by an enzyme reaction.
In den bevorzugten Varianten und Ausführungsformen wird das zu analysierende Biomolekül durch eine Enzymreaktion nachgewiesen. Durch die Reaktion, de;» jeweiligen Enzyms mit seinem Substrat, ggf. in Anwesenheit eines Cosubstrates, wird ei π nachweisbares Rcaktionsprodukt erzeugt. Dieses Reaktionsprodukt kann ein Farbstoff, ein fluoreszierendes Molekül oder ein radioaktiv markiertes Molekül sein. Dio Urzeugung gefärbter Reaktionsprodukte z.B. mit Peroxidase, Glucoionidaso oder Glucoseoxidaso ist bekannt. Nach dem EP 304.934 ist der Nachweis durch die radioaktive Markierung eines Substrates, z. B. vonIn the preferred variants and embodiments, the biomolecule to be analyzed is detected by an enzyme reaction. The reaction of the particular enzyme with its substrate, if appropriate in the presence of a cosubstrate, produces a detectable reaction product. This reaction product may be a dye, a fluorescent molecule or a radiolabelled molecule. Dioxygenation of colored reaction products e.g. with peroxidase, glucoionidaso or glucose oxidase is known. According to EP 304,934, the detection by the radioactive labeling of a substrate, for. B. from
Kanamycin durch (Y32P) ATP. Als enzymgekoppelte Sonde wird hier z. B. ein Fusionsprotein aus Protein A und Neomyclnphosphotransferase Il (NPT II) verwendet. Solche Nachweisverfahren unter Verwendung von Fusionsproteinen aus NPT Il und molekularen Sonden werden für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt. Durch diese Erfindung werden Gefäßkombinationen zur Verfügung gestellt, in denen molekularbiologische Nachweisreaktionon in einem Volumen von 1 bis 10μΙ durchgeführt werden können. Die bisher erreichte Nachweisgrenze für das nachzuweisende Biomolekül, z. B. ein Antigen wie Humanserumalbumin, liegt bei 100 fg, was gegenüber dam bekannten Stand der Technik eine mindestens 100fache Steigerung bedeutet.Kanamycin by (Y 32 P) ATP. As an enzyme-coupled probe is z. For example, a fusion protein of protein A and neomycin phosphotransferase II (NPT II) is used. Such detection methods using fusion proteins from NPT II and molecular probes are preferred for carrying out the method according to the invention. By this invention, vascular combinations are provided in which molecular biological detection reaction can be carried out in a volume of 1 to 10μΙ. The previously achieved detection limit for the biomolecule to be detected, z. As an antigen such as human serum albumin, is 100 fg, which means over dam known state of the art at least 100 times increase.
In den Boden der Inkubationskammern einer Flachboden-Mikrotiterplatte von Polystyren (VEB MLW Polyplast Halberstadt), die ein Kammervolumen von 0,4ml besitzen, werden Bohrungen von 4mm Durchmesser und 1,2mm Tiefe angebracht. Diese Bohrung führt zu kegelförmigem Reaktionskammern von ca. 6μΙ Volumen.Holes of 4mm diameter and 1.2mm depth are placed in the bottom of the incubation chambers of a polystyrene flat bottom microtiter plate (VEB MLW Polyplast Halberstadt) with a 0.4ml chamber volume. This hole leads to conical reaction chambers of about 6μΙ volume.
Es wird bei gleichem Ausgangsmaterial wie in Beispiel 1 mit einem Fräser von 4 mm Durchmesser gearbeitet und auf 1mm Tiefe gefräst. Diese Arbeitswelse führt zu Reaktionskammern von Zylinderform mit einem Reaktionsvolumen von ungefähr 12,5μΙ.It is worked with the same starting material as in Example 1 with a cutter of 4 mm diameter and milled to 1mm depth. This work catfish leads to reaction chambers of cylindrical shape with a reaction volume of about 12.5μΙ.
Beispiel βExample β
worden in die Reaktionsgofäße der in Beispiel 1 beschriebenen Analysengefäß-Kombination eingefüllt und das Antigen überwere filled in the Reaktionsgofäße the combination of the described in Example 1 and the antigen over
mittels eines Anti-Humanserumalbumin-Serums (Kaninchen, Verdünnung 1:1000,5% Magermilchpulver in PBS, 0,2%by means of an anti-human serum albumin serum (rabbit, dilution 1: 1000.5% skim milk powder in PBS, 0.2%
(1 μΙ/100μΙ 5%igo Magermilchpulvor-Emulsion in PBS) eine Stunde bei Zimmertemperatur inkubiert. Danach wird erneutfünfmal 5 Minuton mit PBS gewaschen. Dio Enzymreaktion erfolgt in einem Volumen von 5μΙ Enzympuffer im Roaktionsgefäß1 Stunde bei 37*C.(1 μΙ / 100μΙ 5% igo skimmed milk powder emulsion in PBS) for one hour at room temperature. Thereafter, it is washed 5 more times with PBS for 5 min. Dio Enzyme reaction is carried out in a volume of 5μΙ enzyme buffer in the crude vessel for 1 hour at 37 * C.
ATP/ml.ATP / ml.
gewaschen und autoradiographiert. Es können 0,1 pg Humanserumalbumin zweifelsfrei nachgewiesen wordon.washed and autoradiographed. 0.1 μg of human serum albumin can be proven beyond doubt.
Beisptol 7Beisptol 7
In ein Polystyren-Röhrchen von 11 mm Innendurchmesser und 17 mm Höhe werden in den Beden vier Vertiefungen von 4 mm Durchmesserund 1,8 mm Tiefe gofräst, so daß sie 10μΙ aufnehmen können (siehe Abbildung 2B). Ineiner der Vertiefungen worden 10μΙ PBS mit 100pg HSA, in dio zweite 10μΙ PBS mit 1 pg HSA, in dio dritte 10μΙ PBS mit 100pg Myoglobin und in dio vierte 10μΙ PBS mit 5% Magermilchpulver gegeben. Danach wird über Nacht bei 4"C fixiert und anschließend wie in Beispiel 1 weiter verfahren.Into a polystyrene tube of 11 mm internal diameter and 17 mm high, four wells of 4 mm diameter and 1.8 mm depth are placed in the bed, so that they can accommodate 10μΙ (see Figure 2B). In one of the wells 10μΙ PBS with 100pg HSA, in the second 10μΙ PBS with 1pg HSA, in the third 10μΙ PBS with 100pg myoglobin and in the fourth 10μΙ PBS with 5% skimmed milk powder. Thereafter, it is fixed overnight at 4 "C and then proceeded as in Example 1 on.
Von jeder Reaktionskammor werden anschließend Aliquots auf Phosphorcellulose-Papier getüpfelt, eintrocknen gelassen, gewaschen und danach 30 Minuten boi Zimmertemperatur autoradiographiort. Nur dio beiden Probon mit HSA können deutlich nachgewiesen werden.From each reaction chamber, aliquots are then spotted on phosphor cellulose paper, allowed to dry, washed and then autoradiographed for 30 minutes at room temperature. Only two probes with HSA can be clearly detected.
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD33016989A DD286671A5 (en) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | GEFAESSKOMBINATION FOR DETECTION OF BIOMOLECULES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD33016989A DD286671A5 (en) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | GEFAESSKOMBINATION FOR DETECTION OF BIOMOLECULES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD286671A5 true DD286671A5 (en) | 1991-01-31 |
Family
ID=5610377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD33016989A DD286671A5 (en) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | GEFAESSKOMBINATION FOR DETECTION OF BIOMOLECULES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD286671A5 (en) |
-
1989
- 1989-06-29 DD DD33016989A patent/DD286671A5/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60120067T2 (en) | Detection of multiple analytes in a single sample using a multi-vessel, multi-analyte, flow-through diagnostic test element | |
DE69938170T2 (en) | MIXING PROCESS | |
DE60215771T2 (en) | LATERAL FLOW TESTER WITH CHEMICAL RESOURCE ONBOARD | |
DE4229591C1 (en) | Immunoassay using test strip with immobilised antibody - based on displacement of tracer from antibody by analyte, esp. for determn. of pollutants | |
CH637219A5 (en) | Photo metric analysis method for determining the immune response and enzyme. | |
DE10009503A1 (en) | Procedure for immobilizing conjugates in diagnostic tests | |
DE3922960A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING AN ANALYTE | |
EP0703452A2 (en) | Method for qualitative and/or quantitative determination of a compound | |
DE10250368A1 (en) | Means and methods for diagnosing treponema infection | |
DE19540098A1 (en) | Method and multi-channel bio-sensor for multi-component analysis of mixtures | |
EP1718970B1 (en) | Method and device for the determination of several analytes with simultaneous internal verification in a graphical combination | |
EP0571939B1 (en) | Means for the determination of an analyte | |
DE69818706T2 (en) | ANALYTICAL PROCEDURE WITH PARTICLES AND TESTKIT TO CARRY OUT THE PROCEDURE | |
DD286671A5 (en) | GEFAESSKOMBINATION FOR DETECTION OF BIOMOLECULES | |
DE2907228A1 (en) | IMMUNOCHEMICAL DETERMINATION | |
DE19541033C1 (en) | Electrochemical method for the quantitative determination of binding proteins | |
EP1327886B1 (en) | Method for detecting analytes with analytical elements | |
DE102005056639A1 (en) | Method, device and kit for the study of macromolecules in a sample | |
DE3016391C2 (en) | Enzyme immunoassay and apparatus for performing the same | |
DE19828837A1 (en) | Small ring substrates with coatings immobilizing substances in enzymatic, immunological and molecular biological analyses | |
EP3904497B1 (en) | Testing system for determining the enzymatic activity of bacteria on ammonia | |
DE4442460C1 (en) | Enzyme assay for e.g. bone-specific alkaline phosphatase | |
DE19950785C2 (en) | Method for performing an electrochemical enzyme immunoassay | |
DE102005001362A1 (en) | Method and device for quantifying proteins | |
DE19857936C1 (en) | In vitro diagnosis of allergy, useful e.g. for early detection of food allergy in babies, by applying whole blood to support carrying allergens and anticoagulant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RPI | Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act) | ||
ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |