DE10006188A1 - Chemische Testverfahren - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren angegeben zur Herstellung eines Arrays diskreter Volumina (in-situ-wells) zur parallelen Durchführung chemischer Tests. Dabei werden an einzelnen Testorten diskrete Matrixbildner unter Volumenvergrößerung in Matrizes überführt, die jeweils ein diskretes Volumen definieren. Ferner werden ein Verfahren zur parallelen Durchführung chemischer Tests unter Verwendung von in-situ-wells sowie Artikel zur Durchführung des Verfahrens angegeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft:

• a) ein Verfahren zur Herstellung eines Arrays diskreter Volumina zur parallelen Durchführung chemischer Tests,
• b) ein Verfahren zur parallelen Durchführung chemischer Tests mit Hilfe von Arrays diskreter Volumina sowie
• c) Artikel (Träger; Testsätze) zum Durchführen der Verfahren gemäß (a) und (b).

Im Rahmen des vorliegenden Textes ist der Begriff "chemische Tests" breit zu verstehen, er umfaßt insbesondere auch biologische und biochemi­ sche Tests oder Assays wie beispielsweise ELISA, Nucleinsäure-Hybridi­ sierungsassays, Bestimmung von Enzymkinetiken und Stoffkonzentrationen etc.

Im Bereich der Pharmazie und Molekularbiologie wird täglich eine hohe Zahl verschiedener Substanzen auf ihre biologische Wirksamkeit, z. B. auf ihre Eignung als Arzneimittel, untersucht. Auf dem Gebiet der (insbesondere kombinatorischen) Chemie werden aus großen Substanz-Bibliotheken Stoffe auf ihre Wirksamkeit in bestimmten Reaktionen untersucht.

Solche Untersuchungen werden, insbesondere in dar Molekularbiologie und Pharmazie, häufig mithilfe von HTS-Techniken (high throughput scree­ ning, Probenuntersuchung mit hohem (Proben-)Durchsatz) durchgeführt. Dabei werden üblicherweise Mikrotiterplatten mit 96 diskreten Probenvolumina (Wells, Probengefäße, Kavitäten) verwendet, um jeweils 96 in Wasser oder einem anderen Lösungsmittel ablaufende Einzelreaktionen auf einem Träger parallel durchzuführen. Die Wells werden üblicherweise mit Flüssigkeits- Volumina im Bereich von 20-500 µl beschickt. Um einen möglichst hohen Probendurchsatz mit geringen Stoffmengen zu erzielen, werden die Wells der Mikrotiterplatten laufend weiter miniaturisiert. Es wurden bereits gitter­ förmige Anordnungen von 384, 864, 1536, 3456, 6144 und sogar 9600 Wells hergestellt. Dazu werden die Abmessungen der Wells immer weiter verklei­ nert. Parallel dazu verringern sich die eingesetzten Flüssigkeitsmengen auf Tropfen mit einem Volumen bis in den Bereich weniger Nanoliter.

Mit zunehmender Miniaturisierung der Mikrotiterplatten treten jedoch eine Reihe von Problemen auf:

Erstens müssen die immer kleiner werdenden Probengefäße mit hoher Präzision gefertigt werden.

Zweitens müssen zum Befüllen der Probengefäße Dispensoren, üblicher­ weise Mehrkanal-Pipetten, entwickelt werden, die sehr genau auf die Mikrotiterplatten-Wells ausgerichtet werden können. Dabei ist zu berück­ sichtigen, daß sich Ungenauigkeiten in der räumlichen Gestaltung der Wells zu Ungenauigkeiten bei der Ausrichtung der Dispensor-Spitzen addieren können, so daß es mit fortschreitender Miniaturisierung schwieriger wird, die zu dispensierenden Flüssigkeiten in die Wells "einzufädeln". Bei einer minimalen Fehlausrichtung kann es dazu kommen, daß die Dispensor-Spitzen in Kontakt mit den Wänden der Wells geraten und dabei verbogen oder anderwei­ tig beschädigt werden.

Drittens treten Probleme mit der Handhabung der Flüssigkeiten in den Wells auf. Insbesondere ist es wegen der (besonders bei wässrigen Lösungen häufig auftretenden) Adsorption der Flüssigkeiten an den Well-Seitenwänden schwierig, die Flüssigkeitströpfchen bis auf den Boden der Wells zu dispensieren. Ferner ist das Mischen von Flüssigkeiten in Mikro-Wells schwierig, und schließlich verdunsten kleine Probenvolumina wegen des ungünstigeren Oberfläche-Volumen-Verhältnisses schneller als große Proben- Volumina.

Aus der WO 99/39829, deren Inhalt im Wege der Verweisung Bestandteil dieses Textes ist, sind mikrotiterplattenartige Träger mit sogenannten "virtuellen Wells" (virtual wells) bekannt. Bei den virtuellen Wells handelt es sich um Beschichtungen einer im wesentlichen flachen Träger- Oberfläche, die eine Flüssigkeit durch Adsorptionskräfte und unter Aus­ nutzen der Oberflächenspannung der Flüssigkeit örtlich begrenzen. Als virtuelle Wells werden insbesondere hydrophile Beschichtungen auf einer diese umgebenden hydrophoben (Träger-)Oberfläche verwendet. Testsubstanzen, die in einem polaren Lösungsmittel gelöst sind, werden durch die hydropho­ ben Bereiche auf die hydrophilen Felder der virtuellen Wells begrenzt.

Der Vorteil der virtuellen Wells ist, daß durch den Verzicht auf ausgeprägte dreidimensionale Strukturen ein Anhaften der Flüssigkeiten an Well-Seitenwänden vermieden wird, wie es bei herkömmlichen Mikrotiter­ platten auftreten kann. Ferner müssen Träger und Dispensor nicht so exakt aufeinander ausgerichtet sein, wie es bei Verwendung entsprechend ver­ kleinerter herkömmlicher Mikrotiterplatten notwendig wäre, um ein sicheres "Einfädeln" der Flüssigkeiten in die Wells zu gewährleisten.

Träger mit virtuellen Wells haben jedoch den Nachteil, daß bereits bei vergleichsweise kleinen Erschütterungen des Trägers darauf angeordnete Flüssigkeitströpfchen ihre vorgewählte Position verlassen und ineinander­ laufen können, da es keine ausgeprägten dreidimensionalen Strukturen (mehr) gibt, die sie voneinander separieren. Es kommt deshalb leicht zu Kreuz­ kontaminationen zwischen benachbarten Testvolumina, und eine Auswertung kreuzkontaminierter Testreaktionen ist im Regelfall - gerade bei der Analyse großer Substanz-Bibliotheken - nicht mehr möglich.

Nicht nur durch eine unbeabsichtigte Bewegung der Tropfen selbst kann es zu Kreuzkontaminationen der Testreaktions-Flüssigkeiten kommen. Auch kleine Flüssigkeitsspritzer, wie sie im Labor-Arbeitsalltag gelegentlich auftreten, reichen aus, um mehrere Testvolumina miteinander zu verschmel­ zen, da es zwischen diesen ja keine räumlich greifbaren Barrieren (mehr) gibt.

Im übrigen gibt es eine Vielzahl von Testverfahren, in deren Verlauf ein Austausch des Lösungsmittels oder ein Auswaschen eines gelösten Stoffes notwendig ist (sogenannte heterogene Assays, z. B. beim Nachweis digoxyge­ ninmarkierter Nucleinsäuren mit Enzym-Immunoassays). Die Abwesenheit physikalischer Barrieren führt in diesen Fällen besonders leicht zu einer Kreukontamination zwischen den einzelnen, beim Waschen notwendigerweise volumenmäßig stark vergrößerten Testreaktions-Tröpfchen.

Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren und Artikel der eingangs genannten Art anzugeben, die insbesondere im Vergleich mit den aus der WO 99/39829 bekannten Verfahren und Artikeln eine geringe Gefahr von Kreuzkontaminationen aufweisen.

Es war eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren und Artikel der eingangs genannten Art anzugeben, die eine dauerhafte Dokumen­ tation von Testresultaten gestatten.

Mit Blick auf die eingangs genannten Verfahren war es im Vergleich mit der Verwendung üblicher Mikrotiterplatten eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das ohne größeren Aufwand die bedarfsabhängige Erzeugung diskreter, örtlich im wesentlichen fixierter (festgelegter) Testvolumina durch den Testenden unmittelbar vor Durch­ führung eines Tests ermöglicht.

Hinsichtlich des eingangs genannten Verfahrens zur Herstellung eines Arrays diskreter Volumina zur parallelen Durchführung chemischer Tests werden die vorstehend geschilderten Aufgaben durch Vorsehen folgender Verfahrensschritte gelöst:

• a) Anordnen jeweils vorbestimmter Mengen eines Matrixbildners, der unter Volumenvergrößerung in eine Matrix überführt werden kann, auf einer Träger-Grundfläche (Träger-Arbeitsfläche), so daß diskrete Testorte definiert werden, und
• b) Behandeln der Matrixbildner ausgewählter Testorte, so daß aus diesen Matrixbildnern unter jeweiliger Volumenvergrößerung zumindest im wesentlichen ortsfeste Matrizes, in-situ-wells, gebildet werden, die jeweils ein diskretes Volumen definieren.

Im Rahmen dieses Textes wird unter einer Matrix sowohl verstanden:

• 1. eine Matrix im engeren Sinne, d. h. eine Menge eines festen oder zähflüssigen Stoffs (inklusive Stoffgemischen), der eine Menge eines anderen Stoffes bzw. Stoffgemischs (gewöhnlich ein Lösungsmittel mit niedrigerer Viskosität, z. B. Wasser) festhalten (z. B. umschließen, in einem Polymergerüst oder in Poren aufnehmen) kann, als auch
• 2. eine Matrix im weiteren Sinne, d. h. ein Gesamtsystem aus einer Matrix im engeren Sinne und dem von ihr festgehaltenen Stoff oder Stoffgemisch (z. B. einem Lösungs­ mittel wie Wasser).

Ein Matrixbildner wird immer dann unter Volumenvergrößerung in eine korrespondierende Matrix (ein in-situ-well) überführt, wenn das von der gebildeten Matrix (im engeren Sinne) umschlossene oder durchdrungene Volumen größer ist als das des ursprünglich vorgelegten Matrixbildners. Bevorzugt ist hierbei eine Volumenvergrößerung um zumindest den Faktor 5, vorzugsweise zumindest den Faktor 10.

Wie eigene Versuche gezeigt haben, können insbesondere auch Gele, wie sie beispielsweise von Gelelektrophorese-Techniken oder von Bioimmobilisie­ rungs-Techniken her bekannt sind, als Matrizes im Sinne dieser Erfindung eingesetzt werden. Beispiele für Matrixbildner, aus denen solche Gele in situ hergestellt werden können, sind insbesondere: Alginat, Carrageenan, Agar, Agarose, Sepharose, Ionenaustauscherharze, Photo-crosslinkbare Harze, Polyacrylamid-Gelbildner wie Acrylamid, N,N'-Methylen-Bisacrylamid, Ammoni­ umpersulfat und Riboflavin.

Auch Polyurethan- und andere Schäume können als in-situ-wells (Matrizes) im Sinne dieser Erfindung eingesetzt werden; als Matrixbildner finden dann z. B. entsprechende Präpolymere (wie z. B. das Polyurethan- Präpolymer PU 2 der Grace-Rexolin GmbH, Heidelberg) Verwendung. Hierbei ist häufig eine besonders starke Volumenvergrößerung zu beobachten.

Besonders bevorzugt sind solche Matrizes im engeren Sinne und solche wasserhaltigen Matrizes im weiteren Sinne (insbesondere Gele), die bei 20 °C und 1013 hPa eine Viskosität von zumindest 10 mPa.s aufweisen, vorzugsweise eine Viskosität von zumindest 10³ mPa.s und besonders bevorzugt eine Viskosität von zumindest 10⁵ mPa.s.

Ein Träger zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren kann beispielsweise die Form einer flachen Scheibe mit starrer oder flexibler Grundfläche (beispielsweise mit den Abmessungen herkömmlicher Mikrotiter­ platten) besitzen, er kann aber auch als Folie oder als Membran ausgebildet sein. Als Material für die Träger-Grundfläche oder den gesamten Träger können im Einzelfall geeignet sein: Glas, Silizium (auch dotiert), Polysty­ rol, Polypropylen und sonstige Kunststoffe (insbesondere Nylon-Membranen), Metalle (z. B. Platin, Gold, Silber, Kupfer) oder Legierungen (wie z. B. Stahl), Keramiken und bestimmte poröse Materialien (insbesondere Filterpa­ pier).

Die Träger-Grundfläche kann vor, während oder nach dem Aufbringen des Matrixbildners modifiziert werden, beispielsweise indem sie mit einem Überzug versehen (z. B. aminomodifiziert wie beim Silanisieren von Glas, mit Proteinen beschichtet wie beim Absättigen potentieller unspezifischer Bindungsstellen in ELISA-Assays) oder strukturell verändert (z. B. ag­ glomeriert, kompaktiert, verdichtet, gesintert, angeätzt) wird.

Im Rahmen des vorliegenden Textes umfaßt der Ausdruck "ausgewählte Testorte" insbesondere die Möglichkeit, daß alle Testorte gleichzeitig ausgewählt sind, er umfaßt aber auch den Fall, daß nur ein einziger, zwei oder mehrere (aber nicht alle) Testorte ausgewählt sind.

Die Matrizes an den diskreten, ausgewählten Testorten definieren, z. B. wegen ihrer mechanischen Formstabilität, ihrer Porosität und ihrer Haftung auf dem Träger am jeweiligen Testort, auf einfache Weise ein diskretes Test-Volumen und fixieren dieses im wesentlichen ortsfest, z. B. indem sie es umschließen oder durchsetzen. Die Matrizes (im engeren Sinne) können dabei jeweils das gesamte Volumen durchdringen, wie dies beispiels­ weise bei Gelen der Fall ist (die Matrizes im weiteren Sinne darstellen). Alternativ können sie eine z. B. semipermeable Schicht auf oder an der Oberfläche des so begrenzten Volumens bilden, wie dies beispielsweise bei Schäumen der Fall ist.

Der Fachmann versteht dabei, daß Matrizes, insbesondere Gel-Matrizes, nicht völlig starr und daher nicht im strengen Wortsinne völlig unbeweglich oder auf dem Träger örtlich fixiert sind. Er kann jedoch, beispielsweise durch Variation der Matrixbildner-Konzentrationen, leicht Matrizes solcher Steifigkeit oder Viskosität herstellen, daß sie seinen Anforderungen hinsichtlich Formstabilität und Ortstreue genügen.

Bei der Bildung der Matrizes können, bei entsprechender Verfahrens­ gestaltung und Abstimmung der eingesetzten Substanzen, definierte Lösungs­ mittel-Volumina mit gegebenenfalls darin gelösten oder dispergierten Sub­ stanzen im Zuge der Volumenvergrößerung in der (beispielsweise zellulären oder porösen) Matrix-Struktur eingeschlossen werden. Wegen der vergleichs­ weise hohen Viskosität oder Steifigkeit der Matrizes können die einge­ schlossenen Volumina dann nicht mehr ohne weiteres vom Testort abfließen oder anderweitig entweichen, so daß die Gefahr von Kreuzkontaminationen der an verschiedenen Testorten vorliegenden Substanzen gering oder sogar völlig unterdrückt ist.

Form, Anordnung und Abmessungen der Testorte können in weiten Grenzen variieren. Die Testorte werden zweckmäßigerweise so gestaltet und angeord­ net, daß die an den Testorten gebildeten Matrizes jeweils ein für die Bedürfnisse des Einzelfalls ausreichendes Volumen fixieren, ohne daß dabei (z. B. wegen zu enger Anordnung der Matrizes) die Gefahr von Kreuzkontamina­ tionen besteht. Ferner wird typischerweise berücksichtigt, daß bestimmte Testort-Anordnungen besonders zweckmäßig sind, beispielsweise weil der Matrixbildner mit üblichen Dispensiereinrichtungen einfach auf den Träger appliziert werden kann.

Das Anordnen (Applizieren) jeweils vorbestimmter Mengen eines Matrixbildners auf der Träger-Grundfläche zur Bildung diskreter Testorte wird üblicherweise dadurch geschehen, daß der Matrixbildner auf den Träger aufgetropft, aufpipettiert oder aufgestrichen wird. Gegebenenfalls wird anschließend noch eine Behandlung vorgenommen, um das applizierte Volumen zu reduzieren. Wenn der Matrixbildner beispielsweise zur Applikation in einem Lösungsmittel gelöst (oder dispergiert) eingesetzt wird (wie z. B. bei der Herstellung von Agarose-Gelen), kann das Lösungsmittel (z. B. durch Verdampfen) nach der Applikation entfernt werden.

Der Matrixbildner kann als Beschichtung in flachen, auf dem Träger vorgefertigten Ausnehmungen (z. B. Mulden, Einsenkungen etc.) angeordnet werden, so daß die vom Träger abgewandte Oberseite der Beschichtung jeweils mit der entsprechenden Oberkante der Träger-Ausnehmung abschließt und eine einheitlich flache Träger-Oberfläche entsteht. Die Testorte können auch von Seitenwänden umgeben sein, die die Beschichtung nach oben hin, also quer zur Träger-Grundfläche, überragen. Dabei wird gegebenenfalls auf einzelne Vorteile, die die Verwendung Well-freier Träger bietet (insbesondere leichte Herstellbarkeit, niedrige Anforderungen beim Ausrichten der Dispensoren, keine Probleme mit Flüssigkeitsadsorption an Probengefäß- Wänden) verzichtet.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung eines Arrays wird häufig an allen Testorten die gleiche Matrixbildner-Substanz eingesetzt. Das Ver­ fahren ist hierauf aber nicht festgelegt, stattdessen können an ausgewähl­ ten Testorten auch jeweils unterschiedliche Matrixbildner angeordnet werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn parallel zueinander verschiedene chemische Tests durchgeführt werden sollen, für die nicht alle Matrixbildner gleich geeignet sind. In Abhängigkeit von den durchzuführen­ den Tests können entsprechende geeignete Matrixbildner anhand einfacher Vorversuche bestimmt werden.

Im Anschluß an Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Arrays diskreter Volumina zur parallelen Durchführung chemischer Tests werden die Matrixbildner ausgewählter Testorte in Schritt b) ihrer jeweiligen Natur gemäß behandelt, um an den jeweiligen Testorten zumindest im wesentlichen ortsfeste Matrizes zu bilden. Diese Behandlung kann beispielsweise in der Zugabe weiterer Reaktanten und/oder Katalysato­ ren zur Matrixbildung bestehen.

Beispielsweise können Agarose-Matrizes hergestellt werden, indem eine lokal applizierte (Matrixbildner-)Menge an Agarose (oder auch low-melting- Agarose) mit Wasser versehen (z. B. durch lokales Aufpipettieren) und in diesem aufgekocht wird. Die Herstellung einer Matrix aus Polyurethanschaum kann analog durch Zugabe von Wasser zu einem Polyurethan-Präpolymer (als Matrixbildner) erfolgen. Andere Matrixbildner, z. B. Acrylamid, benötigen eine Behandlung mit mehreren Reaktanten und Katalysatoren (s. oben) zur Bildung eines Polyacrylamid-Gels, wobei die Konzentrations-Verhältnisse die Matrix-Eigenschaften (insbesondere die mittlere Maschen- oder Porenweite) bestimmen. Wieder andere Matrixbildner können durch thermische Behandlung (z. B. Erhitzen) oder Behandlung mit elektromagnetischer Strahlung (z. B. UV- Behandlung) in entsprechende Matrizes überführt werden.

Die Verwendung von Gel-Matrizes als solchen zur parallelen Durch­ führung chemischer Tests (HTS-Testreaktionen) ist bereits bekannt.

So beschreibt die WO 99/30154, deren Inhalt im Wege der Verweisung Bestandteil dieses Textes ist, ein Testverfahren, bei dem eine Gel-Matrix (z. B. aus 1% w/v Agarose in Wasser) hergestellt wird, in die bei ihrer Her­ stellung eine Testsubstanz (z. B. ein Enzym) eingebettet wird. An ausgewähl­ ten Orten wird die Matrix in Kontakt mit jeweils ortspezifischen weiteren Testsubstanzen (z. B. Enzymsubstraten) gebracht. Diese diffundieren in die Matrix hinein, so daß schließlich in der Matrix ein ortsabhängiges Gemisch der Testsubstanzen vorliegt. Dabei sind die verschiedenen, z. T. ortsspezi­ fisch nebeneinander vorliegenden Testsubstanzen lediglich durch ihre begrenzte Diffusionsgeschwindigkeit daran gehindert, sich schnell und vollständig zu durchmischen. Die Gefahr von Kreuzkontaminationen, die durch diese Möglichkeit der Vermischung gegeben ist, wird dabei bewußt in Kauf genommen.

Zur Verhinderung von Kreuzkontaminationen wird ebenfalls in der WO 99/30154 vorgeschlagen, ein großvolumiges, als Block gebildetes (gegosse­ nes) Matrix-Gel, in das eine Testsubstanz homogen eingebettet ist, mit einer Form zu zerschneiden, um einzelne Abschnitte des Gels räumlich­ körperlich von anderen Abschnitten zu trennen. Hierdurch wird aber le­ diglich eine Anzahl von Gel-Matrix-Stücken gebildet, die jeweils die gleiche Testsubstanz umfassen; diskrete Matrizes mit von Testort zu Testort unterschiedlichen Testsubstanzen (d. h. Testsubstanz-Bibliotheken) lassen sich mit dem in der WO 99/30154 vorgeschlagenen Verfahren nicht erzeugen. Zur Erzeugung der Gel-Matrix-Stücke ist überdies ein erheblicher techni­ scher Aufwand zu betreiben, denn das als Block gebildete (gegossene) Matrix-Gel, insbesondere ein Gel aus Agar oder Agarose, zerbricht leicht beim Zerteilen oder es kommt zur ungewollten Ablösung kleiner Matrix- "Splitter" an den Schnittkanten. Dementsprechend ist das Herstellen exakter Teil-Volumina zwischen 1 nl und 250 µl, wie sie für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt sind, auf diesem Wege nicht möglich. Im übrigen können bei dem aus der WO 99/30154 bekannten Matrixbildungs- und Zerteil-Verfahren nur solche Matrixbildner eingesetzt werden, die zu einer das gesamte Volumen durchdringenden Matrix umgesetzt werden; Matrizes, die ein niedri­ gerviskoses Flüssigkeitsvolumen umhüllen, sind hingegen ungeeignet, da z. B. an den Schnittkanten die Flüssigkeiten ausfließen und gegebenenfalls zusammenfließen können.

Die WO 99/30154 liefert im übrigen keinen Hinweis darauf, die Gel- Matrix von vornherein ortsaufgelöst herzustellen, also statt eines großen Gels, das gegebenenfalls zerteilt werden muß, mehrere räumlich stets voneinander getrennte Einzel-Matrizes lokal zu synthetisieren.

Wie eingangs erwähnt betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Ver­ fahren zur parallelen Durchführung chemischer Tests mit Hilfe von Arrays diskreter Volumina; das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt dabei die Schritte:

• a) Herstellen eines Arrays diskreter Testorte auf einer Träger- Grundfläche, wobei an den Testorten jeweils vorbestimmte Mengen
  • - zumindest einer Testsubstanz sowie
  • - eines Matrixbildners, der unter Volumenvergrößerung in eine Matrix überführt werden kann,
  angeordnet sind,
• b) Behandeln der Matrixbildner ausgewählter Testorte, so daß aus diesen Matrixbildnern unter jeweiliger Volumenvergrößerung zu­ mindest im wesentlichen ortsfeste Matrizes gebildet werden, die jeweils ein diskretes Volumen definieren sowie
• c) Initiieren chemischer Tests an ausgewählten Testorten, gleich­ zeitig mit oder nach Schritt b).

Dieses Verfahren übernimmt die oben genannten Vorteile, die die Verwendung von in-situ-wells (Matrizes) mit sich bringt. Es erlaubt die parallele Durchführung chemischer Tests, insbesondere in unter Testbedin­ gungen flüssigen Lösungs- und Dispersionsmitteln, wobei die einzelnen Testansätze durch die Matrizes lokal diskret fixiert sind, so daß die Gefahr von Kreuzkontaminationen gering ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Durchführung von Tests geeignet, wie sie beispielsweise in den vorstehend genannten WO- Schriften aufgezählt werden. Bei entsprechender Anpassung an die Erforder­ nisse des Einzelfalls ist das erfindungsgemäße Verfahren darüberhinaus aber ganz allgemein zur Durchführung der gängigen Assay-Reaktionen geeignet; zur Auswertung der (parallel) durchgeführten Test werden dabei die zugehörigen chemischen, biologischen und/oder biochemischen Ergebnis-Variablen bestimmt oder detektiert. Dazu können insbesondere gehören: Farbentwicklungen, Fluoreszenz, Chemolumineszenz, elektromagnetische Strahlung (z. B. in Autoradiographie-Verfahren), elektrische Signale, Wärme- und/oder Gas­ entwicklung und pH-Wert-Änderungen.

Ferner kann das Verfahren eingesetzt werden zur Untersuchung von Rezeptor-Ligand-Wechselwirkungen, Enzym-Kinetiken, Transcriptions- und/oder Translationsregulation, in Antikörper-Bindungsuntersuchungen, in Zellwachs­ tums- und/oder Wachstumsinhibitions-Studien, in Apoptose-Studien, in Studien zur Translokation von Proteinen, Sacchariden und anderen Metaboli­ ten in und aus Zellorganellen, usw.

Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst ein Array diskreter Testorte gemäß Schritt a) hergestellt. Dazu wird der Träger an ausgewählten Testorten mit bestimmten Mengen an Matrixbildner versehen, wozu die oben erläuterten (Applikations-)Verfahren verwendet und die jeweils mit ihnen verbunden Vorteile genutzt werden können.

Die Testorte werden bei ihrer Herstellung zusätzlich mit Testsub­ stanzen versehen. Testsubstanzen im Sinne dieses Textes sind Stoffe, die zur Durchführung der jeweiligen chemischen, biochemischen oder biologischen Tests benötigt werden. Beispiele für Testsubstanzen, die mit dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind in den zitierten WO- Schriften angegeben (vgl. insoweit insbesondere deren Beispiele). Als Testsubstanzen können insbesondere verwendet werden: Eukaryontische Zellen (z. B. HeLa-Zellen, CHO-Zellen, Hybridoma-Zellen, Stammzellen, Callus-Zellen und andere Zellen tierischen bzw. pflanzlichen Ursprungs), prokaryontische Zellen (z. B. E. coli-Zellen, insbesondere von E. coli K12 abgeleitete Stämme, Salmonella-Stämme, Pseudomonas-Stämme, Sacillus-Stämme usw.) und archäbakterielle Zellen, Zellextrakte, isolierte Zellorganellen, Enzymkom­ plexe und einzelne Enzyme, Enzym-Substrate und -Hemmstoffe, Cofaktoren, Immunglobuline und andere Proteine und Peptide, Nucleinsäuren, Lipide, Signaltransduktions-Stoffe, Hormone, Metabolite und Ionen (z. B. ATP, cAMP, cGMP, Phospholipide, Calcium, Kalium etc.).

Besonders vorteilhaft ist es, wenn an jedem Testort nach Durchführung des Schrittes a) Matrixbildner und Testsubstanz innig durchmischt vor­ liegen, so daß jeder Testort eine homogene Test-Umgebung zur Durchführung der Testreaktion darstellt.

Die Matrixbildner und ihre jeweiligen Matrix-Bildungsreaktionen sollten auf die Testsubstanzen und die entsprechenden Testreaktionen abgestimmt sein. Anhand einfacher Vorversuche kann bestimmt werden, ob Matrixbildner und Testsubstanzen bzw. Matrix und Testreaktion miteinander kompatibel sind. Auf gleichem Wege kann ebenfalls festgestellt werden, wie Matrixbildner und Testsubstanz mengenmäßig aufeinander abzustimmen sind.

An den Testorten des Arrays kann jeweils überall die gleiche erste Testsubstanz (in jeweils gleicher oder unterschiedlicher Konzentration) angeordnet werden. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn die Testsubstanz gut lagerbar ist, während korrespondierende Testpartner- Substanzen eine geringere Lagerbeständigkeit besitzen. Der Fachmann kann so NTS-Teststreifen schaffen, die er (insoweit in der Handhabung ähnlich den klassischen Lackmuspapier-Streifen) erst kurz vor der oder zur Durchführung der Testreaktionen mit den (z. B. kurzlebigen) weiteren Testreaktions­ partnern (z. B. Naturstoffen, Enzymkomplexen, Nucleinsäuren, lebenden Zellen etc.) in Kontakt bringt. Geeignete Bedingungen zur Lagerung der mit Testsubstanz versehenen Träger kann der Fachmann anhand einfacher Vorver­ suche und gegebenenfalls auch anhand seines Fachwissens ermitteln.

An ausgewählten Testorten können aber auch jeweils verschiedene Testsubstanzen angeordnet werden, insbesondere zur Vorbereitung eines high throughput screening von Testsubstanz-Bibliotheken:

In manchen Fällen werden dabei auf allen Testarten eines Arrays jeweils verschiedene Testsubstanzen angeordnet, beispielsweise wenn die zu erwartende statistische Variation der Testergebnisse ausreichend klein ist, um die Testergebnisse auch ohne Parallel-Proben auswerten zu können. In anderen Fällen ist es sinnvoll, eine Anzahl von Testort-Gruppen zu bilden und an allen Testorten einer vorbestimmten Testort-Gruppe jeweils die gleiche Testsubstanz vorzusehen, um so über Parallel-Testreaktionen eine statistische Absicherung der Testergebnisse zu erhalten; die Testsubstanzen sind dann nur von Gruppe zu Gruppe unterschiedlich.

Die erste Testsubstanz (oder die ersten Testsubstanzen) kann (können) vor, während oder nach der Applikation des jeweiligen Matrixbildners auf den Träger aufgebracht werden.

In Abhängigkeit von der Natur der Testsubstanz(en) und der Matrix­ bildner kann der Fachmann das jeweils geeignete Auftragungs-Verfahren aus­ wählen. Beispielsweise kann der Matrixbildner Agarose umfassen, die in geschmolzenem Zustand auf dem Träger appliziert wird. Manche Testsub­ stanzen, beispielsweise Protein-DNA-Komplexe, Enzyme und dergleichen verändern andererseits beim Erhitzen ihre Struktur (sie können zerfallen oder denaturieren), so daß sie erst nach der Applikation der (dann abge­ kühlten) Agarose auf den Träger aufgebracht werden sollten.

Für das Aufbringen der Testsubstanzen gibt es jeweils individuell geeignete Verfahren, die der Fachmann im Bedarfsfall anhand einfacher Vorversuche ermitteln kann. Beispielsweise können Testsubstanzen in einem Lösungsmittel oder Dispersionsmittel gelöst bzw. dispergiert werden, um in diesem (vor oder nach dem Anordnen der Matrixbildner) auf den Träger dispensiert zu werden.

Wenn an allen Testorten die gleiche Testsubstanz angeordnet werden soll, kann der Träger auch als Ganzes mit der Testsubstanz (bzw. einer Lösung/Dispersion der Testsubstanz) überschichtet werden. Dabei wird ein inniger Kontakt zwischen (a) dem Matrixbildner bzw. den in Bildung begrif­ fenen Matrizes und (b) der Testsubstanz erzeugt. Wird die Matrixbildung erst nach Anordnung der Testsubstanz eingeleitet, so wird letztere regelmäßig von den sich unter Volumenvergrößerung bildenden Matrizes an den Testorten eingeschlossen.

Um mit dem Matrixbildner am jeweiligen ausgewählten Testort die jeweilige Matrix zu bilden, können die zuvor beschriebenen Verfahren angewendet werden, die erforderlichenfalls an die jeweilige Testsubstanz bzw. an die jeweilige Testreaktion anzupassen sind. Wird der Matrixbildner zur Matrixbildung mit einer chemischen Substanz behandelt (dazu unten mehr), so kann diese insbesondere auch die Testsubstanz selbst oder das Lösungs- oder Dispersionsmittel einer Testsubstanz sein. Insbesondere in solchen Fällen finden die Schritte a) und b) des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens zur parallelen Durchführung chemischer Tests gleichzeitig statt.

Gleichzeitig mit oder nach der Bildung der Matrizes an ausgewählten Testorten werden die jeweiligen chemischen Tests initiiert.

Die Matrixbildung und die chemischen Tests (Verfahrensschritte b und c) können z. B. gleichzeitig durch eine thermische Behandlung oder durch eine Behandlung mit elektromagnetischer Strahlung (z. B. Beleuchtung mit sichtbarem oder UV-Licht) initiiert werden.

Die Initiierung der chemischen Tests (Schritt c) kann aber auch, wie oben beschrieben, nach Bildung der Matrix (Schritt b) vorgenommen werden. Damit sind bestimmte Vorteile verbunden, auf die weiter unten noch im Detail eingegangen wird.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Abfolge der Schritte b) und c) so gewählt ist, daß die gemäß Schritt c) initiierten Tests zumindest im wesentlichen in den diskreten Volumina der gemäß Schritt b) gebildeten Matrizes stattfinden. In diesem Falle sind die verschiedenen diskreten Testorte durch den Einschluß der Testsubstanzen in separate Matrizes vor Kreuzkontaminationen besonders gut geschützt.

Wenn die Matrizes bei Initiierung der chemischen Tests schon voll­ ständig ausgebildet sind, können die Testreaktionen in den Matrizes und/oder an den freien Matrix-Grenzflächen stattfinden. Besonders vor­ teilhaft ist es dabei, wenn ausgewählte Testsubstanzen im wesentlichen in oder an den Matrizes festgehalten werden, so daß sie nicht oder nur sehr schwer aus den Testorten entweichen können. Dies kann z. B. durch sterische, kovalente, ionische oder van-der-Waals-Wechselwirkungen der Testsubstanzen mit den jeweiligen Matrizes bewirkt werden. Beispielsweise kann die Porenweite der Matrizes so gewählt sein, daß als Testsubstanz dienende Enzyme nicht aus den Matrizes austreten können (sterische Wechselwirkung). Auf diese Weise lassen sich die jeweiligen parallel ablaufenden Testreak­ tionen sehr einfach auf das Gebiet der jeweiligen Testorte begrenzen.

Durch geeignete Wahl der Matrizes (z. B. deren Porenweite) kann übrigens auch erreicht werden, daß bei einer Überschichtung aller Testorte mit einer einheitlichen Testsubstanz(-lösung bzw. -dispersion) diese Testsubstanz nur in ausgewählte Matrizes hinein diffundiert bzw. sich dort anlagert.

Ein weiterer Vorteil, den die Ausführung der chemischen Tests in Matrizes bietet, ist, daß die an den Testorten vorliegenden Testreaktions- Volumina verhältnismäßig leicht gewaschen werden können (z. B. in heteroge­ nen Assays), da die Matrizes die Testsubstanzen und gegebenenfalls deren Test-Produkte zurückhalten. Auf diese Weise ist z. B. leicht ein Puffer­ austausch zu bewerkstelligen.

Besonders bevorzugt ist eine Verfahrensgestaltung, bei der jeweils an einem ausgewählten Testort die zumindest eine Testsubstanz mit einem erwarteten Testprodukt korrespondiert, das im Falle seiner Bildung in der Matrix fixiert wird. In diesem Fall braucht die Matrix (wie oben beschrie­ ben) bei der Test-Initiierung noch nicht fertig ausgebildet vorzuliegen. Nach ihrer Fertigstellung erfüllt sie dann aber die Funktion, die Test­ ergebnisse zur Dokumentation zu fixieren. Indem die Matrizes jeweils zumindest ein Testprodukt (z. B. einen farbigen Niederschlag) fixieren, erlauben sie es beispielsweise, die Träger aus einem Reaktionsraum in ein Test-Auslesegerät zu überführen, ohne daß dabei ein Ineinanderlaufen der an den Testorten vorliegenden Testprodukte zu befürchten ist.

Insbesondere dann, wenn die Matrizes bei Initiieren der chemischen Tests noch nicht fertig ausgebildet vorliegen, ist es vorteilhaft, wenn an jeden Testort ein Bereich angrenzt, an dem ein gegebenenfalls bei der Matrixbildung oder bei der Testreaktion verwendetes Lösungsmittel oder Dispersionsmittel schlechter anhaftet als an den Testorten (bei Verwendung polarer Lösungs- oder Dispersionsmittel beispielsweise indem der angrenzen­ de Bereich hydrophob ausgerüstet ist). Auf diese Weise lassen sich die in der WO 99/39829 genannten Vorteile nutzen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Testreaktionen im HTS- Maßstab durchgeführt werden (vgl. auch die nachfolgenden Beispiele), insbesondere können die in den Testreaktionen eingesetzten Flüssigkeits- Volumina (Reaktions-Volumina) im Bereich zwischen 1 und 500 nl liegen. Es können jedoch auch größer dimensionierte Assays durchgeführt werden, beispielsweise mit einem Reaktionsvolumen von 0,5-250 µl. Insbesondere können Reaktionen in den in herkömmlichen Assays benötigten Volumina (z. B. im Bereich von 5-50 µl) durchgeführt werden. Der Fachmann erkennt, daß er das Verfahren an größere bzw. kleinere Volumina leicht durch entsprechende Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Testorte und Matrizes anpassen kann.

In bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Initiieren der Tests an ausgewählten Testorten jeweils zumindest eine weitere Testsubstanz appliziert. Beispielsweise kann die weitere Testsub­ stanz ein Enzym, ein Substrat oder dergleichen sein, das zu den vorgelegten Testsubstanzen hinzugegeben wird.

In manchen Tests ist es sinnvoll, die weitere Testsubstanz an allen Testorten gleichzeitig zu applizieren. Bei bereits fertig ausgebildeten Matrizes ist dies besonders einfach dadurch zu erreichen, daß die gesamte Träger-Grundfläche mit den darauf angeordneten Matrizes mit einer Lösung oder Dispersion der weiteren Testsubstanz überschichtet wird. Die weitere Testsubstanz gelangt dann gleichzeitig an allen Testorten in Kontakt mit den jeweiligen Matrizes und diffundiert bei entsprechender Matrix-Beschaf­ fenheit auch in die Matrizes hinein, so daß die Testreaktionen an der Matrix-Oberfläche und/oder im Matrix-Volumen der einzelnen Testorte ablaufen können.

Alternativ kann beispielsweise auf die Matrizes einzelner Testorte jeweils eine Lösung der jeweiligen weiteren Testsubstanz aufpipettiert werden. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Falle, wenn die an den Testorten vorliegenden Matrizes eine ebene oder sogar konkave Oberfläche haben, so daß Flüssigkeitstropfen nicht ohne weiteres von den Matrizes abgleiten. Es kann aber auch ausreichend sein, wenn die Matrizes die aufpipettierten Flüssigkeiten lediglich z. B. durch Adhäsionskräfte im Bereich des jeweiligen Testorts festhalten.

Besonders vorteilhaft ist eine Verfahrensgestaltung, bei der (wie oben beschrieben) die Matrixbildner ausgewählter Testorte zur Bildung der Matrizes mit einem jeweiligen chemischen Reaktanten umgesetzt werden, wobei der jeweilige Reaktant natürlich für jeden ausgewählten Testort spezifisch sein kann. Hier wirkt sich insbesondere vorteilhaft aus, daß die Techniken zur ortsaufgelösten Stoffapplikation (z. B. Mikrodispensoren) sehr weit fortgeschritten sind und ständig verbessert werden. Dementsprechend ist es verhältnismäßig einfach (beispielsweise bei Verwendung von Lösungen oder Dispersionen des Reaktanten), chemische Reaktanten mit hoher Präzision an ausgewählte Orte auf einem Träger zu applizieren. Die Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren wird also durch die bereits vorhandenen technischen Mittel vorteilhaft vereinfacht.

Bei den chemischen Reaktanten zur Umsetzung mit den Matrixbildnern ausgewählter Testorte und zur Bildung der Matrizes kann es sich vorteilhaf­ terweise gleichzeitig um zur Initiierung eines chemischen Tests dienende Substanzen handeln. In diesem Fall beginnen die Schritte b) und c) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur parallelen Durchführung chemischer Tests gleichzeitig, so daß für beide Reaktionen (Test und Matrixbildung) der gleiche definierte Anfangszeitpunkt feststeht. Das Fehlen einer fertigen Matrixstruktur zu Testbeginn kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn eine der Testsubstanzen in einer fertigen Matrixstruktur nur langsam (oder gar nicht) diffundieren kann.

Es wurde oben bereits erwähnt, daß es vorteilhaft sein kann, die Matrixbildner ausgewählter Testorte zur Bildung der Matrizes mit elektro­ magnetischer Strahlung und/oder thermisch zu behandeln.

Neben den bereits aufgeführten Vorteilen hat die Behandlung mit elek­ tromagnetischer Strahlung den Vorteil, daß es etablierte Verfahren und Geräte zur hochaufgelösten Belichtung unterschiedlicher Träger (Silizium- Waver, Leiterplatinen etc.) gibt, auf die für die erfindungsgemäßen Verfahren zurückgegriffen werden kann.

Thermische Behandlungen haben den ähnlichen Vorteil, daß es bereits sehr genau arbeitende Temperier-Einrichtungen, insbesondere für Mikrotiter­ platten-Formate gibt, auf die bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren zurückgegriffen werden kann. Darüber hinaus sind sie gewöhnlich technisch eher unaufwendig zu realisieren.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung liegt zwischen nächstbenachbarten Testorten zumindest im wesentlichen keine Testsubstanz und/oder kein Matrixbildner vor. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn bereits bei der Herstellung des Testort-Arrays der Bereich zwischen den Testorten frei von Testsubstanz und/oder Matrixbildner bleibt. Auf diese Weise kann von vornherein eine Kontamination der Testorte (z. B. durch Matrixbildner- oder Matrix-Brücken) vermieden werden. Von besonderem Wert ist dieser Vorteil, wenn an verschiedenen Testorten jeweils unterschiedli­ che Testsubstanzen und/oder Matrixbildner angeordnet werden sollen.

Es gibt andererseits Fälle, bei denen es unerheblich ist, ob zwischen nächstbenachbarten Testorten noch Matrixbildner vorliegt. Zur Herstellung der Matrizes kann eine ortsaufgelöste Behandlung der Matrixbildner bei­ spielsweise mit chemischen Substanzen (z. B. durch Aufpipettieren weiterer Matrixbildner jeweils nur an den ausgewählten Testorten), mit thermischen Mitteln (z. B. lokales Erhitzen der Matrixbildner an den Testorten, bei­ spielsweise über "Heizfinger"-Anordnungen) oder mit elektromagnetischer Strahlung (z. B. durch Belichten mit einer Lochmaske, so daß nur die Testorte belichtet werden oder unbelichtet bleiben) erfolgen, so daß sich die Matrizes nur an den ausgewählten Testorten bilden. Zwischen den Testorten vorliegende (nicht behandelte) Mengen an Matrixbildner können dann in späteren Verfahrensschritten abgewaschen werden. Auf diese Weise wird ebenfalls die Bildung von Matrix-Brücken zwischen mehreren Testorten verhindert.

Genauso gibt es Fälle, bei denen es unerheblich ist, ob zwischen nächstbenachbarten Testorten noch Testsubstanz vorliegt. Beispielsweise kann zunächst der gesamte Träger mit einer Testsubstanz versehen (z. B. überschichtet) sein, während nur an ausgewählten Testorten eine Matrixbil­ dung erfolgt. Dann wird die Testsubstanz an den ausgewählten Testorten in die sich bildenden Matrizes eingeschlossen, während sie an den nicht ausge­ wählten Testorten (oder im Raum zwischen nächstbenachbarten Testorten) noch immer ungebunden vorliegt und in weiteren Verfahrensschritten abgetrennt (z. B. ausgewaschen) werden kann. Auch auf diese Weise lassen sich Kreuzkon­ taminationen der verschiedenen Testorte vorbeugen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Träger zur Verwendung in einem der genannten Verfahren, umfassend ein Array diskreter Testorte auf einer Träger-Grundfläche, wobei an den Testorten jeweils vorbestimmte Mengen eines Matrixbildners angeordnet sind, der unter Volumenvergrößerung in eine Matrix überführt werden kann.

Ein solcher Träger entspricht damit im wesentlichen dem Zustand, der nach Durchführung von Schritt a) des zuvor beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Array diskreter Volumina zur Durchführung paralleler Tests vorliegt.

Die erfindungsgemäßen Träger können und sollten in großen Stückzahlen vorgefertigt werden, insbesondere wenn Standard-Matrixbildner wie Agarose, Präpolymere oder Polyacrylamid-Gelbildner verwendet werden. Es ergeben sich dann nämlich besondere Vorteile hinsichtlich der Träger- und Verfahrens­ kosten. Ferner ist es im bei großtechnischer Massenfertigung leichter, eine gleichbleibende Trägerqualität sicherzustellen, als wenn die Träger jeweils individuell bei Gebrauch mit den Matrixbildnern versehen werden müßten. Außerdem wird durch solche Träger die Arbeitszeit desjenigen eingespart, der in einem erfindungsgemäßen Verfahren parallele chemische Tests durch­ führen will, da dieser Tester die Testort-Arrays nicht mehr selbst her­ stellen muß. Dies führt außerdem dazu, daß er auf die Anschaffung gegebe­ nenfalls teurer Apparate zur Herstellung von Testort-Arrays verzichten kann.

Besonders bevorzugt ist es, wenn ein Träger zur Verwendung in einem der oben genannten Verfahren bereits einen Array diskreter Testorte auf einer Träger-Grundfläche umfaßt, wobei an den Testorten jeweils vorbestimm­ te Mengen

• - zumindest einer Testsubstanz sowie
• - eines Matrixbildners, der unter Volumenvergrößerung in eine Matrix überführt werden kann,

angeordnet sind. Auf diese Weise wird weitere Arbeitszeit desjenigen eingespart, der ein erfindungsgemäßes Verfahren anwenden will, denn er kann bereits mit Testsubstanz versehene Träger einsetzen, ohne daß er solche erst mühselig selbst herstellen müßte.

Ein solcher Träger entspricht dem Zustand, der nach (alleiniger) Durchführung von Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur parallelen Durchführung chemischer Tests vorliegt. Solche Träger sind insbesondere dann von Vorteil, wenn als Testsubstanz an ausgewählten Testorten Farb­ stoffe oder Farbstoff-Precursoren (z. B. 5-Chlor-4-Brom-3-indolyl-β-D- galactosid "X-Gal", 4-Methylumbellifery-β-D-galactosid, Tetrazolium- Farbstoffe, Nucleinsäurefarbstoffe wie Ethidiumbromid, 4',6-diamino-2- phenylindol "DAPI", Fluorophore wie Fluorescein-Isothiocyanat "FITC" usw.) oder Enzyme verwendet werden sollen. Diese sind beispielsweise für das high-throughput-screening von Enzyminhibitor-Bibliotheken gut verwendbar. Beispielsweise kann an allen Testorten auf einem Träger eine Menge eines Enzyms (z. B. alkalische Phosphatase) jeweils gemeinsam mit einem kom­ patiblen Matrixbildner vorgelegt werden. Nach der Bildung der entsprechen­ den Matrizes kann dann an den ausgewählten Testorten jeweils ein leicht nachweisbares Phosphatase-Substrat (im angegebenen Beispielfall etwa farb­ loses Fluorescein-Diphosphat "FDP", Molecular Probes, F-2999) zusammen mit einer Menge eines zu testenden Phosphatase-Inhibitors zupipettiert werden. Je nach Art und Stärke der Inhibition verlangsamt sich die Bildung des nachzuweisenden Reaktionsprodukts (im Beispielfall die Bildung des durch seine Fluoreszenz nachweisbaren Fluoresceins).

In bevorzugten Ausführungsformen erfindungsgemäßer Träger sind die an den Testorten vorliegenden Testsubstanzen und gegebenenfalls Matrixbildner im wesentlichen lösungsmittelfrei (insbesondere weitgehend wasserfrei). Solcherart gegebenenfalls getrocknete Träger sind besonders einfach zu lagern, da von ihnen keine Flüssigkeiten und damit gegebenenfalls Testsub­ stanzen unbeabsichtigt verschüttet werden können. Ferner sind bestimmte Substanzen im angetrockneten Zustand besser haltbar als z. B. in wässrigen Lösungsmitteln. Dem Fachmann stehen geeignete Trocknungsverfahren für eine Vielzahl von Substanzen und Substanzklassen zur Verfügung, bei Bedarf wird er sie auf übliche Weise an die Erfordernisse der Testreaktion anpassen.

Vorteilhafterweise entspricht die Anordnung der Testorte auf der Grundfläche eines erfindungsgemäßen Trägers der Anordnung der Probengefäße herkömmlicher Mikrotiterplatten. Wegen der großen Verbreitung des 96-well- Mikrotiterplattenformats (8 × 12 Probengefäße; solche Mikrotiterplatten können beispielsweise von den Firmen Greiner Labortechnik, Frickenhausen, Deutschland, Best.-Nr. 655201, und Labsystems OY, Helsinki, Finnland, Best.-Nr. 9502227, bezogen werden) und der damit einhergehenden weitgehen­ den Standardisierung von Dispensiereinrichtungen (z. B. Mehrkanalpipetten), Träger-Tischen etc. ist es besonders vorteilhaft, die Testorte in einem entsprechenden Format anzuordnen, so daß sie einfach mit den bekannten Hilfsgeräten bearbeitet werden können.

Mit zunehmender Verbreitung anderer Mikrotiterplattenformate (z. B. 384-well- bis 9600-wehl-Mikrotiterplatten) wird es aber zweckmäßig sein, entsprechend stärker miniaturisierte Testort-Anordnungen zu wählen, um die damit verbundenen Vorteile (insbesondere der geringere Materialverbrauch und der höhere mögliche Probendurchsatz) auszunutzen. Neue Dispensiertech­ niken und -formate, wie sie beispielsweise in der Mikrosystemtechnik, im Bereich der DNA-Chip- und Bio-Chip-Fertigung entwickelt werden oder dort schon zum Einsatz kommen, ermöglichen es, Testort-Anordnungen zu wählen, die von Mikrotiterplatten-Formaten weitgehend unabhängig sind. Auf den genannten Gebieten besteht ein besonders hohes, für die Gestaltung der erfindungsgemäßen Träger nutzbares Miniaturisierungspotential.

In bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Träger sind die Mengen an Matrixbildner an nächstbenachbarten Testorten so aufeinander abgestimmt, daß sich die aus diesen Matrixbildnern hergestellten Matrizes nicht berühren (können). So wird auf vorteilhaft einfache Weise die Gefahr von Reaktanten-Verschleppungen von einem Testort in einen anderen (d. h. die Gefahr von Kreukontaminationen) vermieden. Dies ist insbesondere dann von besonderem Vorteil, wenn das Testsystem so eingestellt ist, daß die Testreaktionen (auch) an oder nahe den Matrix-Oberflächen stattfinden.

Vorzugsweise hat die mit dem Matrixbildner an den Testorten gebildete Beschichtung eine Dicke von nicht mehr als 5 mm. Dicke Beschichtungen benötigen erfahrungsgemäß eine größere Grundfläche auf dem Träger, um noch sicher anhaften zu können. Je dicker also die Beschichtung wird, um so mehr Platz benötigen üblicherweise die einzelnen Testorte auf dem Träger, so daß bei gegebener Träger-Oberfläche weniger Testorte gleichzeitig angeordnet sein können.

Besonders bevorzugt sind daher Ausführungsformen, bei denen die Dicke der Beschichtung nicht mehr als 2 mm, oder, noch mehr bevorzugt, nicht mehr als 1 mm beträgt. Der Fachmann erkennt, daß er gegebenenfalls nur eine sehr geringe Stoffmenge des Matrixbildners auf der Träger-Oberfläche anordnen muß, um eine geeignete Ausgangsbasis für die Bildung einer ausreichend großen Matrix zu erreichen.

Für viele Testsysteme besonders bevorzugt ist es, wenn ausgewählte Testorte auf der Träger-Grundfläche jeweils von einem hydrophoben Bereich umgeben sind. Dies ist insbesondere dann besonders bevorzugt, wenn die Matrizes bei Initiieren der chemischen Tests noch nicht fertig ausgebildet vorliegen. Aus der Mikroskopietechnik sind bereits Objektträger bekannt, die hydrophobe Bereiche aus Teflon oder Epoxiden umfassen, welche in sich abgeschlossene hydrophile Glasoberflächen-Bereiche (lokale Testorte) begrenzen. Diese Anordnungen dienen als Positionierhilfen für Flüssigkeits­ tropfen; vgl. z. B. die von der Fa. Menzel, Braunschweig, erhältlichen Objektträger des Typs XER-302 W. In gleicher Weise lassen sich auch Testorte auf Grundflächen erfindungsgemäßer Träger ausrüsten. So können die in der WO 99/39829 genannten spezifischen Vorteile weiter genutzt werden. In dieser WO-Schrift und der US-Patentschrift 4,798,706 sind auch einige Ausführungsformen hydrophober Ringe (z. B. aus Teflon) mit entsprechenden Beispielen beschrieben; diese Beschreibungen sind im Wege der Verweisung Bestandteil des vorliegenden Textes.

Der Träger kann in vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung flexibel sein, insbesondere kann es sich bei ihm um eine biegsame Kunst­ stoffbahn, eine Folie, einen (Filter-)Papierstreifen oder dergleichen mit einer entsprechenden Grundfläche handeln, auf der die Testorte angeordnet sind. Solche Träger lassen sich platzsparend auf eine Trommel aufwickeln oder in Zick-Zack-Bahnen gefaltet ablegen. Aufgetrommelte Träger-Bahnen können in einer quasi kontinuierlichen Arbeitsweise von der jeweiligen Trommel abgewickelt werden und einem erfindungsgemäßen Verfahren zugeführt werden, wodurch die Automatisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens erleichtert wird. Der Fachmann wird dabei Kombinationen aus Trägermaterial und Matrixbildner auswählen, die ein Biegen oder Auftrommeln des Trägers (der Träger-Bahn) gestatten, ohne daß der Matrixbildner dabei von der Träger-Grundfläche abplatzt oder der Träger aus anderen Gründen unbrauchbar wird.

Schließlich ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch ein Kit (Testsatz, Testsystem) zur parallelen Durchführung chemischer Tests, umfassend einen erfindungsgemäßen Träger sowie

• - eine Menge eines chemischen Reaktanten, um die Matrixbildner ausgewählter Testorte zur Bildung der Matrizes mit einem jeweiligen chemischen Reaktanten umzusetzen, und/oder
• - einen Testinitiator.

Durch Bereitstellen des erfindungsgemäßen Kits wird der Benutzer der erfindungsgemäßen Verfahren sowohl mit entsprechenden Trägern als auch mit den erforderlichen Matrixbildner-Partnerreaktanten und gegebenenfalls Initiator-Substanzen (den weiteren Testsubstanzen) ausgerüstet. Wenn zur Initiierung des chemischen Tests eine thermische Behandlung oder eine Behandlung mit elektromagnetischer Strahlung notwendig ist, kann der Testinitiator auch ein entsprechendes Gerät (z. B. Wärmequelle, UV-Lampe) sein.

Bevorzugte Ausführungs- und Verfahrensbeispiele zur vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1a, b Schema eines Testort-Arrays auf einem Träger

Fig. 2 Schema der Applikation von Matrixbildner und einer Test­ substanz an einem Testort gemäß Fig. 1

Fig. 3 Schema der Matrixbildung an einem Testort gemäß Fig. 1, 2

Fig. 4 Schema der weiteren Applikation von Lösungen an einem Testort gemäß Fig. 3

In Fig. 1a ist eine schematische Draufsicht auf einen erfindungs­ gemäßen Träger 1 dargestellt. Der Träger 1 umfaßt eine Träger-Grundplatte 2, auf der in einer regelmäßigen 8 × 12-Anordnung 96 kreisförmige Testorte 10 von im wesentlichen gleichem Durchmesser angeordnet sind.

In Fig. 1b ist schematisch eine perspektivische Teilansicht auf eine Schmalkante und die Grundfläche (Arbeitsfläche) des Trägers 1 gemäß Fig. 1a dargestellt. Die Testorte 10 bilden zusammen mit der Trägerplatte 2 eine ebene Oberfläche.

In Fig. 2 ist schematisch das Auftragen von Flüssigkeiten zur Vorbereitung chemischer Tests an zwei benachbarten Testorten 10, 10' in der Seitenansicht dargestellt. Zunächst wird ein Flüssigkeitsvolumen 20 an einem Testort 10 auf der Trägerplatte 2 des Trägers 1 als Flüssigkeits­ tropfen aufpipettiert. Das Flüssigkeitsvolumen umfaßt einen Matrixbildner, kann aber auch statt des Matrixbildners eine Testsubstanz oder sowohl Testsubstanz als auch Matrixbildner umfassen; die nachfolgenden Erläuterun­ gen gelten dann mit entsprechenden Anpassungen. Das Auftragen der Flüssig­ keit erfolgt typischerweise durch Aufpipettieren.

Nach dem Auftragen des Flüssigkeitsvolumens 20 kann, wie im Testort 10' dargestellt, der Matrixbildner aufkonzentriert (eingedampft, einge­ trocknet) werden, indem das Lösungsmittel (bzw. Dispersionsmittel) entzogen (z. B. verdampft) wird. Am Testort 10' bleibt eine Matrixbildner-Beschich­ tung 22 zurück. Diese Beschichtung 22 kann noch Reste des Lösungsmittels umfassen, sie kann außerdem weitere Substanzen, z. B. eine oder mehrere Testsubstanzen, umfassen. In aufkonzentrierter, eingetrockneter Form können die an den Testorten 10, 10' vorliegenden Substanzen besonders platzsparend und einfach gelagert werden. Der Aufkonzentrierungsschritt ist jedoch nicht immer notwendig, insbesondere dann nicht, wenn nach dem Auftragen der Substanzen in kurzem zeitlichen Abstand die chemischen Tests beginnen sollen.

Das Auftragen von Flüssigkeitsvolumina an die Testorte 10, 10', gegebenenfalls verbunden mit einem Aufkonzentrierungsschritt wie soeben beschrieben, kann beliebig wiederholt werden, bis an den Testorten 10, 10' alle vom Testenden gewünschten Substanzen vorliegen. Dabei wird regelmäßig Sorge dafür getragen, daß sich an unterschiedlichen Testorten aufzutragende oder bereits aufgetragene Flüssigkeitsvolumina nicht mischen.

In Fig. 3 ist schematisch die Matrixbildung an den Testorten 10, 10' gemäß Fig. 2 in der Seitenansicht dargestellt.

Am Beispiel des Testortes 10 sind zwei Möglichkeiten der Matrixbil­ dung dargestellt:

Zum einen kann der gemäß Fig. 2 aufgetragene Matrixbildner zu einer Matrix 26 (schraffiert, linke Hälfte des Flüssigkeitstropfens) umgesetzt werden, die das Flüssigkeitsvolumen zu den Seiten und nach oben hin abschließt (umhüllt) und zusammen mit dem Träger das Flüssigkeitsvolumen allseitig begrenzt.

Zum anderen kann aus dem Matrixbildner eine Matrix 24 (schraffiert, rechte Hälfte des Flüssigkeitstropfens) gebildet werden, die das Flüssig­ keitsvolumen insgesamt durchdringt.

Beide Typen von Matrizes 24, 26 definieren ein diskretes Volumen, indem sie (a) ein Volumen an der Oberfläche umgeben wie bei Matrix 26 oder (b) ein Volumen gänzlich durchsetzen wie bei Matrix 24.

Am Beispiel des Testortes 10' ist in Fig. 3 schematisch eine Möglich­ keit aufgezeigt, die Form des von den Matrizes definierten Volumens zu beeinflussen. Dabei wird der am Testort 10' gemäß Fig. 2 aufgetragene Matrixbildner zu einer Matrix 24' umgesetzt. Diese durchdringt im darge­ stellten Beispiel das gesamte Volumen (schraffiert dargestellt, vgl. Matrix 24), kann jedoch auch nach Art der Matrix 26 ausgebildet sein. Bei der Matrixbildung wird das Flüssigkeitsvolumen auf der von der Träger-Grund­ platte 2 abgewandten Seite mit einer flachen Scheibe 40 (z. B. einem Mikroskopie-Deckgläschen) bedeckt, wobei die Scheibe 40 von Abstandhaltern (nicht dargestellt) auf einen definierten Abstand von der Träger-Grund­ platte 2 gehalten werden kann. Auf diese Weise wird erreicht, daß die zur Scheibe 40 weisende Seite der Matrix im wesentlichen eben ist. Durch die Wahl anders geformter Scheiben 40 lassen sich leicht andere Geometrien, z. B. solche mit konkaven Einwölbungen in die Matrix 24', herstellen. Die übrigen Eigenschaften der Matrix 24' entsprechen denen der Matrix 24 von Testort 10.

In Fig. 4 ist schematisch die Initiierung chemischer Tests an den Testorten 10, 10' gemäß Fig. 2 und 3 in der Seitenansicht dargestellt.

Dazu wird die an Testort 10 vorliegende Matrix 24 (alternativ kann eine Matrix 26 vorliegen) mit einer Flüssigkeit 30 beschichtet. Die Flüssigkeit 30 bedeckt die zuvor freie Oberfläche der Matrix 24. Die Flüssigkeit 30 umfaßt weitere, zur Initiierung des chemischen Tests am Testort 10 notwendige Substanzen. Diese diffundieren in die Matrix 24 hinein oder werden an der Oberfläche der Matrix 24 umgesetzt.

Die Ausbreitung der Flüssigkeit 30 auf der Träger-Grundplatte 2 wird durch eine ringförmige (hier durchgeschnitten dargestellte) Barriere 19 begrenzt. Bei der Barriere 19 kann es sich beispielsweise um eine hydropho­ be Beschichtung wie in der WO 99/39829 beschrieben handeln. Die Barriere 19 kann auch fehlen; dies ist insbesonders dann möglich, wenn der Träger als Ganzes mit der Flüssigkeit 30 überschichtet werden soll.

Am Beispiel des Testortes 10' ist dargestellt, daß eine am Testort applizierte Flüssigkeit 30' nicht die gesamte Oberfläche der dort vor­ liegenden Matrix 24' bedecken muß. Im dargestellten Fall weist die Matrix 24' eine gemäß Fig. 3 abgeflachte Oberseite auf. Auf diese Seite ist eine Flüssigkeit 30' aufpipettiert. Im übrigen verläuft die Initiierung der Testreaktion analog zu den anhand des Testortes 10 beschriebenen Vorgängen.

Verfahrensbeispiel 1 Ermittlung geeigneter Farbstoffe zur photometri­ schen Bestimmung von Wasserstoffperoxid in der Peroxidase-Reaktion Wissenschaftlicher Hintergrund

Das Enzym Peroxidase (POD, EC 1.11.17) setzt Wasserstoffperoxid bei Raumtemperatur (18-35°C) zu Wasser um. Für diese Reaktion benötigt das Enzym ein Reduktionsmittel, das die notwendigen Elektronen für die Redoxreaktion bereitstellt. In photometrischen Tests wird dafür 2,2-Azino-di[3- ethyl-benzthiazolinsulfonat (6)]-diammoniumsalz (ABTS) verwendet, das sich bei der Reaktion von farblos zu grün verfärbt. Im Test dient dieser Farbstoff als Referenzfarbstoff.

Alternative Farbstoffe (bzw. Farbstoffbildner) sollen mit ABTS ver­ glichen und auf ihre Eignung zur Verwendung in photometrischen Tests überprüft werden.

Versuchsdurchführung 1. Herstellen eines Arrays von Testorten

Es werden jeweils 11 mg der zu testenden Farbstoffe und 11 mg ABTS in je 10 ml Kaliumphosphatpuffer (100 mM, pH 7,5) gelöst. Jeweils 1 µl der erhaltenen Testlösungen bzw. der ABTS-Referenzlösung werden an vorbestimm­ ten Orten auf einen Mikroskopie-Objektträger (Fa. Menzel, XER-302 W) aufpipettiert. Anschließend werden die Lösungen bei Raumtemperatur (ca. 18-35°C) eingetrocknet.

25 mg eines Matrixbildners (Polyurethan-Präpolymer auf der Basis von Toluoldiisocyanat, z. B. Polyurethan-Präpolymer PU 2 der Grace-Rexolin GmbH, Heidelberg) werden in 275 mg 1,4-Dioxan gelöst. Anschließend werden in zwei Durchgängen jeweils 500 nl der erhaltenen Lösung präzise an den Orten auf den Träger (Mikroskopie-Objektträger) aufpipettiert, an denen zuvor die Farbstofflösungen eingetrocknet wurden; insgesamt werden also an diesen Orten 1000 nl der Matrixbildner-Lösung aufpipettiert. Nach jedem Durchgang des Aufpipettierens von 500 nl Matrixbildner-Lösung wird das Abdampfen des Lösungsmittels abgewartet, so daß der Matrixbildner nach dem Aufbringen auf dem Träger im wesentlichen frei von Lösungsmitteln ist (vgl. Fig. 2).

Es liegt nun ein Array diskreter Testorte auf der Arbeitsfläche des Objektträgers vor, wobei an jedem Testort eine vorbestimmte Menge an Testsubstanz (zu bewertender Farbstoff/Farbstoffbildner bzw. Referenzfarb­ stoff ABTS) und Matrixbildner (Polyurethan-Präpalymer) angeordnet ist.

2. Bildung von Polyurethan-Matrizes an den Testorten unter Einschluß von POD

Es werden 2,0 mg POD (Sigma P-4794) in 10 ml Kaliumphosphatpuffer (100 mM, pH 7,5) gelöst. Anschließend wird je 1 µl der POD-Lösung präzise auf jeden der Testorte des Testort-Arrays aufpipettiert. Dabei bildet sich jeweils lokal aus dem vorgelegten Matrixbildner eine im wesentlichen ortsfeste gelartige Matrix, die durch ihr Aufquellen jeweils ein diskretes Testvolumen definiert (vgl. Fig. 3) und POD umfaßt (als zweite Testsubstanz neben dem jeweiligen vorgelegten Farbstoff). Zur vollständigen Aushärtung der Matrizes wird nach 10 min jeweils 1 µl Wasser präzise auf jeden Testort aufpipettiert.

Es liegt nun ein Array diskreter, ortsfester Matrizes vor, die jeweils ein diskretes Volumen definieren und neben einem Farbstoff (bzw. Farbstoffbildner) auch POD umfassen.

3. Initiieren des Farbreaktions-Tests und Auswertung

20,4 ml einer 30%igen Wasserstoffperoxidlösung werden in 100 ml Kaliumphosphatpuffer (100 mM, pH 7,5) aufgenommen. Jeweils 1 µl der erhaltenen Lösung werden präzise auf die ortsfeste Matrix an den Testorten pipettiert, um die Testreaktionen zu initiieren (vgl. Fig. 4).

Ca. 30 s nach dem Aufpipettieren kommt es zu einer grünen Verfärbung am ABTS-Referenztestort. Eine jeweilige Farbänderung an den übrigen Testorten zeigt an, ob die dort eingebrachten Farbstoffe (Farbstoffbildner) als Indikatorsubstanzen verwendet werden können.

Verfahrensbeispiel 2 Polyurethan-Polymerisation in Anwesenheit von Lac­ tat-Oxidase (LOD) und parallele Bestimmung von Lactat-Konzentrationen 1. Herstellen eines Arrays von Testorten

Auf einer Keramikscheibe als Träger werden an ausgewählten, diskreten Orten Ableit-Elektroden mit jeweils einer offenliegenden Platin-Oberfläche angeordnet.

25 mg eines Matrixbildners (Polyurethan-Präpolymer PU 2 der Grace- Rexolin GmbH, Heidelberg) werden in 275 mg 1,4-Dioxan gelöst. Anschließend werden in zwei Durchgängen jeweils 500 nl der erhaltenen Lösung auf den Keramikträger präzise an ausgewählten Orten aufpipettiert, an denen die Platin-Oberfläche einer jeweiligen Ableit-Elektrode offenliegt. Nach jedem Aufpipettier-Durchgang wird das Verdunsten des Lösungsmittels 1,4-Dioxan bei Raumtemperatur (ca. 18-35°C) abgewartet. Verbliebene Reste an 1,4- Dioxan werden anschließend entfernt, indem der Träger unter Feuchtigkeits­ ausschluß (im Exsikkator) zumindest für 1 h bei Raumtemperatur gelagert wird.

Es liegt nun auf einer Träger-Grundfläche (der Arbeits-Oberfläche der Keramikscheibe) eine Anordnung vorbestimmter Mengen eines Matrixbildners (des Präpolymers) vor, der unter Volumenvergrößerung in eine (Polyure­ than)Matrix überführt werden kann, so daß die Anordnung diskrete Testorte definiert (vgl. Fig. 2).

2. Bildung von Polyurethan-Matrizes an den Testorten unter Einschluß von LOD

Es werden 100 U LOD (Sigma) in 250 µl Kaliumphosphatpuffer (100 mM, pH 7,5) aufgenommen. 1 µl dieser LOD-Suspension werden präzise auf den jeweiligen Matrixbildner (das Präpolymer) an jedem Testort des Testort- Arrays aufpipettiert. Durch die mit dieser Behandlung verbundene Zugabe von Wasser kommt es an den Testorten unter Volumenvergrößerung (Aufquellen) jeweils zur Bildung einer im wesentlichen ortsfesten Matrix, die ein diskretes Volumen definiert (vgl. Fig. 3) und LOD (als Testsubstanz) umfaßt.

Zum vollständigen Aushärten der Matrizes wird der Keramikträger mit den an den Testorten gebildeten Matrizes 30 min lang an der Luft gelagert. Anschließend werden in zwei Durchgängen jeweils 1 µl Wasser präzise auf jeden Testort aufpipettiert. Der Keramikträger wird weitere 20 min lang an der Luft gelagert. Nach diesem Schritt kann der Keramikträger in Kalium­ phosphatpuffer (s. o.) bei 4°C gelagert werden, um ein Austrocknen der Matrix zu verhindern.

3. Initiieren der parallelen Testreaktionen und Durchführung der Tests

Es werden zu testende Lactat-Lösungen bereitsgestellt, die Lactat in einem Konzentrationsbereich von 0 bis 1 mM umfassen, wobei als Lösungmittel Kaliumphosphatpuffer (s. o.) dient.

Vor dem eigentlichen Initiieren der Testreaktionen wird der Träger zunächst mit frischem Kaliumphosphatpuffer (s. o.) gewaschen. Anschließend wird jeweils 1 µ1 einer zu testenden Lactat-Lösung bei Raumtemperatur präzise auf die Matrix eines ausgewählten Testortes aufpipettiert, um die Testreaktion dort zu initiieren (vgl. Fig. 4).

Durch die Lactat-Oxidation der Lactat-Oxidase kommt es zu einer Ableitung von Strom über die Ableit-Elektroden. Der abgeleitete Strom (ca. 50-1000 nA) ist ein Maß für die Lactat-Konzentration der auf den jeweili­ gen Testort aufpipettierten zu testenden Lactat-Lösung.

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung eines Arrays diskreter Volumina zur paral­ lelen Durchführung chemischer Tests, umfassend die Schritte:

• a) Anordnen jeweils vorbestimmter Mengen eines Matrixbildners, der unter Volumenvergrößerung in eine Matrix überführt werden kann, auf einer Träger-Grundfläche (2), so daß diskrete Testorte (10, 10') definiert werden, und
• b) Behandeln der Matrixbildner ausgewählter Testorte (10, 10'), so daß aus diesen Matrixbildnern unter jeweiliger Volumenver­ größerung zumindest im wesentlichen ortsfeste Matrizes (24, 24', 26) gebildet werden, die jeweils ein diskretes Volumen definieren.

2. Verfahren zur parallelen Durchführung chemischer Tests, umfassend die Schritte:

• a) Herstellen eines Arrays diskreter Testorte (10, 10') auf einer Träger-Grundfläche (2), wobei an den Testorten (10, 10') jeweils vorbestimmte Mengen

• - zumindest einer Testsubstanz sowie
• - eines Matrixbildners, der unter Volumenvergrößerung in eine Matrix überführt werden kann, angeordnet sind,
  • a) Behandeln der Matrixbildner ausgewählter Testorte (10, 10'), so daß aus diesen Matrixbildnern unter jeweiliger Volumenver­ größerung zumindest im wesentlichen ortsfeste Matrizes (24, 24', 26) gebildet werden, die jeweils ein diskretes Volumen definieren sowie
  • b) Initiieren chemischer Tests an ausgewählten Testorten (10, 10'), gleichzeitig mit oder nach Schritt b).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfolge der Schritte b) und c) so gewählt ist, daß die gemäß Schritt c) initiierten Tests zumindest im wesentlichen in den diskreten Volumina der gemäß Schritt b) gebildeten Matrizes (24, 24', 26) stattfinden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils an einem ausgewählten Testort (10, 10') die zumindest eine Testsubstanz mit einem erwarteten Testprodukt korrespondiert, das im Falle seiner Bildung in der Matrix (24, 24', 26) fixiert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Initiieren der Tests an ausgewählten Testorten (10, 10') jeweils zumindest eine weitere Testsubstanz (30, 30') appliziert wird.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen nächstbenachbarten Testorten (10, 10') zumindest im wesentlichen keine Testsubstanz und/oder kein Matrixbildner vorliegt.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Matrixbildner ausgewählter Testorte (10, 10') zur Bildung der Matrizes (24, 24', 26) mit einem jeweiligen chemischen Reaktanten umgesetzt werden.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Matrixbildner ausgewählter Testorte (10, 10') zur Bildung der Matrizes mit elektromagnetischer Strahlung behandelt und/oder thermisch behandelt werden.

9. Träger (1) zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, umfassend einen Array diskreter Testorte (10, 10') auf einer Träger-Grundfläche (2), wobei an den Testorten (10, 10') jeweils vorbestimmte Mengen eines Matrixbildners angeordnet sind, der unter Volumenvergrößerung in eine Matrix überführt werden kann.

10. Träger (1) zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 2-8, umfassend einen Array diskreter Testorte (10, 10') auf einer Träger-Grundfläche (2), wobei an den Testorten (10, 10') jeweils vor­ bestimmte Mengen

• - zumindest einer Testsubstanz sowie
• - eines Matrixbildners, der unter Volumenvergrößerung in eine Matrix überführt werden kann,

angeordnet sind.

11. Träger (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die an den ausgewählten Testorten (10, 10') vorliegenden Testsubstanzen und Matrixbildner im wesentlichen lösungsmittelfrei sind.

12. Träger (1) nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Testorte (10, 10') der Anordnung der Probenge­ fäße herkömmlicher Mikrotiterplatten entspricht.

13. Träger (1) nach einem der Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengen an Matrixbildner an nächstbenachbarten Testorten (10, 10') und der Abstand zwischen diesen Testorten (10, 10') so aufein­ ander abgestimmt sind, daß sich nach Überführung dieser Matrixbildner in Matrizes (24, 24', 26) diese nicht berühren.

14. Träger (1) nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, daß an den Testorten (10, 10') der jeweilige Matrixbildner eine Träger-Beschichtung (22) bildet, die nicht dicker als 5 mm, vorzugs­ weise nicht dicker als 3 mm, besonders bevorzugt nicht dicker als 1 mm ist.

15. Träger (1) nach einem der Ansprüche 9-14, dadurch gekennzeichnet, daß an ausgewählte Testorte (10) jeweils ein hydrophober Bereich (19) angrenzt.

16. Träger (1) nach einem der Ansprüche 9-15, dadurch gekennzeichnet, daß er flexibel ist.

17. Kit zur parallelen Durchführung chemischer Tests, umfassend einen Träger (1) nach einem der Ansprüche 9-16 sowie

• - eine Menge eines chemischen Reaktanten, um die Matrixbildner ausgewählter Testorte (10, 10') zur Bildung der Matrizes mit einem jeweiligen chemischen Reaktanten umzusetzen, und/oder
• - einen Testinitiator.