DE10027607C2 - Verfahren zur Bestückung eines Trägers bzw. magnetischen Trägers zur Anlagerung von mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen - Google Patents

Verfahren zur Bestückung eines Trägers bzw. magnetischen Trägers zur Anlagerung von mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen

Info

Publication number
DE10027607C2
DE10027607C2 DE10027607A DE10027607A DE10027607C2 DE 10027607 C2 DE10027607 C2 DE 10027607C2 DE 10027607 A DE10027607 A DE 10027607A DE 10027607 A DE10027607 A DE 10027607A DE 10027607 C2 DE10027607 C2 DE 10027607C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carrier
micro
particles
magnetic field
nanoparticulate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10027607A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10027607A1 (de
Inventor
Hans-Peter Walter
Hubert Welter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
W3hm S A
Original Assignee
W3hm S A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by W3hm S A filed Critical W3hm S A
Priority to DE10027607A priority Critical patent/DE10027607C2/de
Publication of DE10027607A1 publication Critical patent/DE10027607A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10027607C2 publication Critical patent/DE10027607C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046—Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6834—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54326—Magnetic particles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/551—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being inorganic
    • G01N33/553—Metal or metal coated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/0036—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties showing low dimensional magnetism, i.e. spin rearrangements due to a restriction of dimensions, e.g. showing giant magnetoresistivity
    • H01F1/0045—Zero dimensional, e.g. nanoparticles, soft nanoparticles for medical/biological use
    • H01F1/0063—Zero dimensional, e.g. nanoparticles, soft nanoparticles for medical/biological use in a non-magnetic matrix, e.g. granular solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00279—Features relating to reactor vessels
    • B01J2219/00306—Reactor vessels in a multiple arrangement
    • B01J2219/00313—Reactor vessels in a multiple arrangement the reactor vessels being formed by arrays of wells in blocks
    • B01J2219/00315—Microtiter plates
    • B01J2219/00317—Microwell devices, i.e. having large numbers of wells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00457—Dispensing or evacuation of the solid phase support
    • B01J2219/00459—Beads
    • B01J2219/00461—Beads and reaction vessel together
    • B01J2219/00463—Directed sorting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00457—Dispensing or evacuation of the solid phase support
    • B01J2219/00459—Beads
    • B01J2219/00468—Beads by manipulation of individual beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00497—Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/005—Beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00585—Parallel processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00596—Solid-phase processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00646—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being bound to beads immobilised on the solid supports
    • B01J2219/00648—Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being bound to beads immobilised on the solid supports by the use of solid beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00659—Two-dimensional arrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718—Type of compounds synthesised
    • B01J2219/0072—Organic compounds
    • B01J2219/00722—Nucleotides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718—Type of compounds synthesised
    • B01J2219/0072—Organic compounds
    • B01J2219/00725—Peptides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B40/00—Libraries per se, e.g. arrays, mixtures
    • C40B40/04—Libraries containing only organic compounds
    • C40B40/06—Libraries containing nucleotides or polynucleotides, or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B40/00—Libraries per se, e.g. arrays, mixtures
    • C40B40/04—Libraries containing only organic compounds
    • C40B40/10—Libraries containing peptides or polypeptides, or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B60/00—Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries
    • C40B60/14—Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries for creating libraries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestückung eines Träger bzw. magnetischen Trägers zur Anlagerung von mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen gemäß den Patentansprüchen 1 oder 3.
Unter Mikrochips im Sinne dieser Patentanmeldung versteht man Träger aus Glas oder anderen Materialien, die einen bis wenige Quadratzentimeter groß sind und auf denen bis über 10.000 verschiedene Substanzen, wie beispielsweise DNA-Fragmente, aufgebracht sein können zur Durchführung von Analysen, chemischen oder biochemischen Versuchen sowie zur medizinischen Diagnostik und Analytik. Es ist bisher bekannt, diese Träger, die beispielsweise aus Glas bestehen können, ein Mal zu bestücken und anschließend zu entsorgen. Mit einer Bestückung eines solchen Trägers sind eine oder - je nach der durchzuführenden Untersuchung - auch mehrere Untersuchungen durchführbar.
Aus der WO 99/61881 A2 ist es bekannt, magnetische Teilchen in einer Suspension vorzusehen, an denen sich andere Teilchen anlagern können. Durch ein von außen anlegbares Magnetfeld können diese Teilchen in der Suspension in bestimmten räumlichen Bereichen konzentriert werden. Weiterhin ist es möglich, die Teilchen durch ein in der Stärke veränderbares Magnetfeld in Bewegung zu versetzen. Dadurch kann der Wirkungsquerschnitt für eine Ablösung der angelagerten Teilchen durch die vorbei strömende Flüssigkeit vergrößert werden. Es ist also möglich, die Konzentration der ursprünglich an den magnetischen Teilchen angelagerten Teilchen in der Flüssigkeit durch das Magnetfeld zu verändern. Die Flüssigkeit wird dabei durch ein piezoelektrisches Stellelement ausgegeben. Durch dieses wird eine Stoßwelle in der Suspension erzeugt, durch die die Flüssigkeit entsprechend in Bewegung versetzt wird.
Aus der US-PS 5,925,573 ist es bekannt, unter Verwendung einer bestimmten Teilchensorte, die in der EP-A-339 623 beschrieben ist, eine Trennung der Teilchen einer Suspension, die bereits reagiert haben, von den anderen Teilchen vorzunehmen, indem sich die magnetischen Eigenschaften des Trägermaterials dahin gehend ändern, dass bei einer Reaktion dieses Material ferromagnetisch wird. Durch Anlegen eines äußeren Magnetfeldes können diese Teilchen dann separiert werden.
Aus der DE 34 07 253 C2 ist es bekannt, Materialien auf eine insbesondere kreisförmige Scheibe aufzubringen. Die Materialien werden dabei auf die Scheibe aufgebracht, wobei die Scheibe gleichzeitig gedreht wird. Durch die wirkenden Zentrifugalkräfte werden überflüssige Teilchen, die nicht genügend Haltekraft aufweisen, von der Scheibe abgeschleudert. Es wird dabei beschrieben, wie die Drehzahl der Scheibe bei der Beschichtung variiert wird. In d esem Zusammenhang ist beschrieben, dass ein äußeres Magnetfeld anlegbar ist, wobei bei Anlegen des äußeren Magnetfeldes die Drehzahl der Scheibe verringert wird.
Aus der DE 30 18 586 A1 ist es bekannt, eine Schreibflüssigkeit auszugeben, wobei die Viskosität der Schreibflüssigkeit verändert werden kann, indem im Bereich der Austrittsdüse ein Magnetfeld anlegbar ist. Durch das Magnetfeld kann die Viskosität eingestellt werden. Durch die Veränderung der Viskosität kann die Austrittsmenge der Flüssigkeit eingestellt werden.
Mit der vorliegenden Erfindung soll ein Verfahren zur Bestückung eines Trägers vorgeschlagen werden, das für die beschriebenen Anwendungsgebiete kostengünstiger und effizienter ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, wonach eine Bestückung eines magnetischen Trägers mit mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen erfolgt, die mit Nukleinsäuren, Proteinen, biochemischen Substanzen, Substanzen zur Anwendung in der medizinischen Diagnostik und/oder Substanzen zur Anwendung in der diagnostischen Analytik beladen sind, wobei die Oberfläche des magnetischen Trägers zumindest teilweise wenigstens eine Ausnehmung aufweist, die zur Aufnahme von mikro- oder nanopartikulären Teilchen ausgebildet ist, indem mikro- oder nanopartikuläre Teilchen durch ein externes Magnetfeld in Richtung der Oberfläche des magnetischen Trägers beschleunigt werden derart, dass diese in die wenigstens eine Ausnehmung auftreffen.
Dadurch vereinfacht sich in vorteilhafter Weise die Bestückung des Trägers erheblich, weil durch die Ausnehmungen in Kombination mit der magnetischen Wechselwirkung der Teilchen diese auf dem magnetischen Träger ziel- und zumindest nahezu punktgenau positionierbar sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn mehrere Ausnehmungen vorhanden sind, die als Löcher ausgebildet sind, in denen jeweils eines oder mehrere dieser Teilchen angebracht wird bzw. werden.
Nachdem eine oder mehrere Untersuchungen durchgeführt wurden, und die Substanzen, mit denen die magnetisch wechselwirkenden Teilchen beladen waren, verbraucht sind, können gemäß Anspruch 2 die magnetisch wechselwirkenden Teilchen entfernt werden, indem ein stärkerer Magnet in die Nähe gebracht wird.
Der magnetische Träger kann dann vorteilhaft wieder neu bestückt und weiterverwendet werden.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 3 erfolgt eine Bestückung eines Trägers, an dessen Oberfläche ein Magnetfeld erzeugbar ist, mit mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen, die mit Nukleinsäuren, Proteinen, biochemischen Substanzen, Substanzen zur Anwendung in der medizinischen Diagnostik und/oder Substanzen zur Anwendung in der diagnostischen Analytik beladen sind, wobei die Oberfläche des Trägers zumindest teilweise wenigstens eine Ausnehmung aufweist, die zur Aufnahme von mikro- oder nanopartikulären Teilchen ausgebildet ist, indem das Magnetfeld aktiviert ist und mikro- oder nanopartikuläre Teilchen durch ein externes Magnetfeld in Richtung der Oberfläche des Trägers beschleunigt werden derart, dass diese in die wenigstens eine Ausnehmung auftreffen.
Es ergeben sich dabei bei der Bestückung des Trägers dieselben Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit Anspruch 1 beschrieben wurden.
Nachdem eine oder mehrere Untersuchungen durchgeführt wurden, und die Substanzen, mit denen die magnetisch wechselwirkenden Teilchen beladen waren, verbraucht sind, können gemäß Anspruch 4 die magnetisch wechselwirkenden Teilchen entfernt werden, indem das Magnetfeld deaktiviert wird.
Bei einer Neubestückung gestaltet sich hier das Entfernen der magnetisch wechselwirkenden Teilchen noch einfacher, weil deren Anbindung an den Träger in einfacher Weise dadurch gelöst werden kann, dass das Magnetfeld deaktiviert wird.
Bei der Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 5 wird zur Aktivierung des Magnetfelds an der Unterseite des Trägers ein Permanentmagnet angekoppelt, der zur Deaktivierung des Magnetfelds entfernt wird.
Soweit also eine bestehende Bestückung des Trägers entfernt werden muss, kann also der Permanentmagnet zunächst entfernt werden, wodurch die mikro- oder nanopartikulären Teilchen einfach entfernbar sind. Anschließend kann der Permanentmagnet wieder angebracht werden, so dass die Neubestückung des Trägers dann einfach durchgeführt werden kann.
Bei der Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 6 weist der Träger elektrische Bauteile auf, die derart ansteuerbar sind, dass das Magnetfeld steuerbar ist, so dass dies zumindest aktivierbar und deaktivierbar ist.
Durch eine entsprechende Ansteuerung der elektrischen Bauteile kann also das Magnetfeld vergleichsweise einfach abgeschaltet werden, so dass dann vor einer Neubestückung des Trägers die alten mikro- oder nanopartikulären Teilchen entfernt werden können. Die Neubestückung wird dann durchgeführt, indem die elektrischen Bauteile so angesteuert werden, dass das Magnetfeld wieder anliegt.
Die wenigstens eine Ausnehmung des Trägers bzw. des magnetischen Trägers kann so realisiert sein, dass sich diese linienförmig über den Träger bzw. magnetischen Träger erstreckt. Ebenso können auch mehrere Ausnehmungen vorhanden sein, die dann im wesentlichen punktförmig ausgebildet sind. Die Ausnehmung kann beispielsweise so aussehen, dass sie sich schlangenlinienförmig als Schlitz über die Oberfläche des Trägers erstreckt. Ebenso können mehrere Ausnehmungen vorhanden sein, die als Löcher vorhanden sind, die an dem Ort angebracht sind, wo jeweils ein Teilchen angelagert werden soll. Die Größe dieser Löcher entspricht dann in etwa der Größe der Teilchen. Der Bereich der Oberfläche des Trägers, in dem sich die wenigstens eine Ausnehmung befindet, kann sich über die vollständige Oberfläche oder nur über einen Teil der Oberfläche erstrecken. Der Träger kann auch eine Beschichtung aufweisen, in die die wenigstens eine Ausnehmung eingebracht ist. Eine derartige Beschichtung kann beispielsweise ein µ-Metall sein. Dieses Metall ist nicht magnetisch und auch nicht magnetisierbar. Die Ausnehmung geht dann so weit, dass dieses Metall in der Ausnehmung vollständig abgetragen wird. Dadurch entsteht lokal ein sehr gut definiertes Magnetfeld, wodurch die Teilchen entsprechend gut positioniert werden können.
Es ist also möglich, einen mehrfach bestückbaren Träger zu realisieren, bei dem dennoch eine große Dichte der mikro- oder nanopartikulären Teilchen erreichbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt dabei im einzelnen:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Bestückung eines magnetischen Trägers,
Fig. 2 ein Einzelelement der Vorrichtung,
Fig. 3 einen magnetischen Träger und
Fig. 4 und 5 einen Träger.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Bestückung eines magnetischen Trägers 1 mit mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen 2.
Diese mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen 2 befinden sich in einem Vorratsbehälter 3. Weiterhin sind Elektromagnete 4 entlang einer Bahn 5 angeordnet. Durch eine Ansteuerung der Elektromagnete 4 können die mikro- oder nanopartikulären Teilchen 2 aus dem Vorratsbehälter 3 heraus beschleunigt werden. Durch diese Beschleunigung entlang der Bahn 5 verringert sich die Dichte der mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen zum Ende der Bahn 5 hin. Der magnetische Träger ist so positioniert, dass die Ausnehmung 6, die das entsprechende mikro- oder nanopartikuläre Teilchen 2 aufnehmen soll, sich in Geradeausrichtung er Bewegungsrichtung des mikro- oder nanopartikulären Teilchens 2 beim Verlassen der Bahn 5 befindet. Indem der Träger 1 magnetisch ist, wird das Teilchen 2 entsprechend angezogen und in der dafür vorgesehenen Ausnehmung 6 in der Oberfläche des magnetischen Trägers 1 angelagert.
Indem die mikro- oder nanopartikulären Teilchen 2 am Ende der Bahn 5 eine hinreichend große Geschwindigkeit haben, kann der Luftspalt zum magnetischen Träger 1 hin überbrückt werden.
Eine geeignete Vorrichtung kann gemäß der Darstellung der Fig. 2 so ausgeführt werden, dass durch eine Aneinanderreihung vieler Bestückungslinien auf einer Bestückungsbrücke mehrere mikro- oder nanopartikuläre Teilchen 2 gleichzeitig auf den magnetischen Träger 1 gebracht werden können.
Um eine entsprechende Vielzahl der mikro- oder nanopartikulären Teilchen 2 auf dem magnetischen Träger 1 anordnen zu können, wird dieser während der Bestückung entsprechend fortbewegt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist dies durch die Pfeilrichtung 201 dargestellt.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind verschiedene Vorratsbehälter 202 zu sehen, die jeweils Versorgungskanäle 203 aufweisen, entlang derer die mikro- oder nanopartikulären Teilchen 2 bahnförmig beschleunigbar sind. Diese Versorgungskanäle 203 münden in eine Ausgabelinie 204, die durch mehrere Düsen gebildet wird, durch die die Teilchen ausgegeben werden. Von diesen Düsen aus werden die mikro- oder nanopartikulären Teilchen 2 auf den magnetischen Träger 1 aufgebracht.
Bei entsprechender Auslegung einer solchen in Fig. 2 dargestellten Einheit ist es möglich, mit einem einzigen Typ diesen als Standard einzusetzen und die einzelnen Plätze für die mikro- oder nanopartikulären Teilchen 2 nacheinander zu belegen.
Es ist auch möglich, die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung so auszugestalten, dass diese an ihrer Unterseite anstelle einer Ausgabelinie 204 einen Vielfachdruckkopf aufweist. Damit wird es möglich, in effizienter Weise in einem Arbeitstakt eine hohe Anzahl von verschiedenen mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen, die mit Nukleinsäuren, Proteinen, biochemischen Substanzen, Substanzen zur Anwendung in der medizinischen Diagnostik und/oder Substanzen zur Anwendung in der diagnostischen Analytik beladen sind, auf die Oberfläche eines magnetischen Trägers aufzubringen.
Mit der Vorrichtung werden mit einem Druckimpuls vorzugsweise mehrere tausend Plätze auf dem magnetischen Träger belegt. Dazu weist die Vorrichtung miniaturisierte Piezodruckdüsen auf. Diese Düsen sind sehr dicht nebeneinander und mehrreihig angeordnet. Um bei der hohen Packungsdichte einen ausreichend großen Vorratsbehälter 202 für jede Düse zu erhalten, müssen die Versorgungskanäle 203 von der Düse zum Vorratsbehälter 202 räumlich auseinander laufen. Dies kann beispielsweise erreicht werden durch viele übereinandergeschichtete dünne Lochplatten, deren Lochabstände von der Druckdüsenplatte zur Platte der Vorratsbehälter 202 ständig zweidimensional zunehmen oder auch durch Glaskapillare mit einer ähnlichen Anordnung.
Dabei ist zu beachten, dass die beladenen magnetischen Teilchen nach Möglichkeit beim Druckvorgang keine Magnetbrücke zwischen dem Träger und dem Versorgungskanal 203 und damit auch dem Vorratsbehälter 202 bilden dürfen. Zur Abschirmung der magnetischen Wirkung des Träger muss deshalb zumindest die Unterseite des Druckkopfes mit einer magnetwirkungsaufhebenden Beschichtung versehen sein, die beispielsweise aus einem µ- Metall bestehen kann.
Wenn mehrere gleichartige Druckköpfe verwendet werden, die jedoch zum Druckbild des ersten bzw. vorhergehenden Druckbildes versetzt angeordnet sind, kann eine sehr hohe Punktdichte auf dem Träger erreicht werden. Es ist möglich, ca. 100.000 Punkte mit verschiedenen Substanzen auf einer Fläche von etwa 30 mm × 30 mm zu bestücken.
Durch die Magnetkraft werden die aufgebrachten Mikro- oder Nanopartikel sofort auf dem Träger fixiert.
Fig. 3 zeigt einen magnetischen Träger 1, der aus einem Permanentmagneten 301 besteht. Auf diesen Permanentmagneten 301 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Beschichtung 302 aufgebracht, in die beispielsweise mittels eines Lasers Linien als Ausnehmungen 303 eingebracht sind. Diese Ausnehmungen 303 sind vorteilhafter Weise so dimensioniert, dass diese zur Aufnahme der mikro- oder nanopartikulären Teilchen 2 geeignet sind. Anstelle dieser Linien können auch punktförmige Löcher vorgesehen werden, in die bei der Bestückung die Teilchen eingebracht werden. Ebenso kann auch ein magnetischer Träger bestückt werden, der keine Beschichtung aufweist, sondern bei dem die wenigstens eine Ausnehmung unmittelbar in das Material des Trägers selbst eingebracht ist.
Nachdem eine Untersuchung bzw. ein Versuch durchgeführt wurde, können die alten mikro- oder nanopartikulären Teilchen von diesem magnetischen Träger entfernt werden, indem ein stärkerer Magnet in die Nähe dieses Trägers gehalten wird. Die Teilchen werden dadurch von dem magnetischen Träger gelöst, so dass dieser dann neu bestückt werden kann.
Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 4 kann der Träger 401 auch so ausgebildet sein, dass in die Oberfläche dieses Trägers 401 die Ausnehmungen 403 eingebracht sind. Weiterhin kann dieser Träger 401 so ausgebildet sein, dass ein Permanentmagnet 402 so an diesen Träger 401 ankoppelbar ist, so dass an der Oberfläche des Trägers 401 ein Magnetfeld entsteht, das bewirkt, dass die mikro- oder nanopartikulären Teilchen 2 auf der Oberfläche gehalten werden.
Die mikro- oder nanopartikulären Teilchen lassen sich dann einfach entfernen, indem der Permanentmagnet 402 vom Träger 401 entfernt wird. Vor einer erneuten Bestückung wird der Permanentmagnet 402 wieder angekoppelt.
Alternativ zur Ausführungsform nach Fig. 4 kann der Träger gemäß Fig. 5 auch so ausgebildet sein, dass die Ausnehmungen 502 in die Oberfläche des Trägers 501 eingebracht sind. Weiterhin sind in einer Schicht 503 elektrische Bauteile 504 vorhanden, die insbesondere als Miniaturspulen ausgebildet sein können, mit denen ein Magnetfeld erzeugbar ist. Das Magnetfeld kann dann zu einer Entfernung der mikro- oder nanopartikulären Teilchen 2 deaktiviert werden, indem der Stromfluss abgeschaltet wird. Vor einer erneuten Bestückung kann das Magnetfeld dann durch ein Wiedereinschalten des Stroms vorteilhaft wieder aktiviert werden.
Anstelle eines magnetischen Trägers kann mit der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 also auch ein Träger entsprechend den Prinzipien der Darstellungen der Fig. 4 oder 5 bestückt werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Bestückung eines magnetischen Trägers (1, 301) mit mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen (2), die mit Nukleinsäuren, Proteinen, biochemischen Substanzen, Substanzen zur Anwendung in der medizinischen Diagnostik und/oder Substanzen zur Anwendung in der diagnostischen Analytik beladen sind, wobei die Oberfläche des magnetischen Trägers (1, 302) zumindest teilweise wenigstens eine Ausnehmung (6, 303) aufweist, die zur Aufnahme von mikro- oder nanopartikulären Teilchen (2) ausgebildet ist, wobei mikro- oder nanopartikuläre Teilchen durch ein externes Magnetfeld in Richtung der Oberfläche des magnetischen Trägers (1, 301) beschleunigt werden derart, dass diese in die wenigstens eine Ausnehmung (6, 303) auftreffen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestehende Bestückung des magnetischen Trägers (1, 301) mit mikro- oder nanopartikulären Teilchen (2), die in einer oder mehreren vorhergehenden Untersuchungen verbraucht worden sind, entfernt wird, indem ein externes Magnetfeld angelegt wird.
3. Verfahren zur Bestückung eines Trägers (401, 501), an dessen Oberfläche ein Magnetfeld erzeugbar ist, mit mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen (2), die mit Nukleinsäuren, Proteinen, biochemischen Substanzen, Substanzen zur Anwendung in der medizinischen Diagnostik und/oder Substanzen zur Anwendung in der diagnostischen Analytik beladen sind, wobei die Oberfläche des Trägers (401, 501) zumindest teilweise wenigstens eine Ausnehmung (403, 502) aufweist, die zur Aufnahme von mikro- oder nanopartikulären Teilchen (2) ausgebildet ist, wobei das Magnetfeld aktiviert ist und mikro- oder nanopartikuläre Teilchen durch ein externes Magnetfeld in Richtung der Oberfläche des Trägers (401, 501) beschleunigt werden derart, dass diese in die wenigstens eine Ausnehmung (403, 502) auftreffen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entfernung einer bestehenden Bestückung des Trägers mit mikro- oder nanopartikulären Teilchen, die in einer oder mehreren vorhergehenden Untersuchungen verbraucht worden sind, das Magnetfeld deaktiviert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aktivierung des Magnetfelds an der Unterseite des Trägers (401) ein Permanentmagnet (402) angekoppelt wird, der zur Deaktivierung des Magnetfelds entfernt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (501) elektrische Bauteile (504) aufweist, die derart ansteuerbar sind, dass das Magnetfeld steuerbar ist, so dass das Magnetfeld zumindest aktivierbar und deaktivierbar ist.
DE10027607A 2000-06-06 2000-06-06 Verfahren zur Bestückung eines Trägers bzw. magnetischen Trägers zur Anlagerung von mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen Expired - Fee Related DE10027607C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10027607A DE10027607C2 (de) 2000-06-06 2000-06-06 Verfahren zur Bestückung eines Trägers bzw. magnetischen Trägers zur Anlagerung von mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10027607A DE10027607C2 (de) 2000-06-06 2000-06-06 Verfahren zur Bestückung eines Trägers bzw. magnetischen Trägers zur Anlagerung von mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10027607A1 DE10027607A1 (de) 2001-12-20
DE10027607C2 true DE10027607C2 (de) 2003-04-03

Family

ID=7644623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10027607A Expired - Fee Related DE10027607C2 (de) 2000-06-06 2000-06-06 Verfahren zur Bestückung eines Trägers bzw. magnetischen Trägers zur Anlagerung von mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10027607C2 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7754444B2 (en) 2004-06-24 2010-07-13 The Hong Kong University Of Science And Technology Biofunctional magnetic nanoparticles for pathogen detection

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3018586A1 (de) * 1980-05-14 1981-11-19 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Anordnung zur steuerbaren dosierung von fluessigkeitstroepfchen in fluessigkeitsschreibeinrichtungen
DE3407253C2 (de) * 1983-06-15 1993-01-21 Seagate Technology International, Georgetown, Grand Cayman Island, British West Indies, Ky
US5925573A (en) * 1995-03-21 1999-07-20 Bio Merieux Method and device for the determination of an analyte using super paramagnetic reactive particles
WO1999061881A2 (de) * 1998-05-27 1999-12-02 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Verfahren und vorrichtung zum prozessieren von kleinstsubstanzmengen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3018586A1 (de) * 1980-05-14 1981-11-19 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Anordnung zur steuerbaren dosierung von fluessigkeitstroepfchen in fluessigkeitsschreibeinrichtungen
DE3407253C2 (de) * 1983-06-15 1993-01-21 Seagate Technology International, Georgetown, Grand Cayman Island, British West Indies, Ky
US5925573A (en) * 1995-03-21 1999-07-20 Bio Merieux Method and device for the determination of an analyte using super paramagnetic reactive particles
WO1999061881A2 (de) * 1998-05-27 1999-12-02 MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Verfahren und vorrichtung zum prozessieren von kleinstsubstanzmengen

Also Published As

Publication number Publication date
DE10027607A1 (de) 2001-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19823719B4 (de) Verfahren zum Aufkonzentrieren von Substanzen
EP1171232B1 (de) Fluidhandhabungsvorrichtung mit formatumwandlung
DE2648079B2 (de) Druckkopf für Farbstrahldrucker
EP2162235A1 (de) Ventileinrichtung einer auftragungseinrichtung zum auftragen von fluid auf ein substrat und auftragungsvorrichtung
CH639897A5 (de) Tintenstrahl-druckvorrichtung.
DE2221698A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Beeinflussen einer Fluessigkeitsstroemung
DE2428460B2 (de) Tintenstrahl-Drucker mit mindestens einer während Druckpausen abdeckbaren Düse
DE3111994C2 (de)
EP1919625A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum abtrennen von magnetischen partikeln aus einer flüssigkeit
EP2002982A1 (de) Verfahren und System zur Dosierung und zum Aufbringen einer Reagenzflüssigkeit
DE3003755C2 (de)
DE19735026C1 (de) Vorrichtung zur Beschichtung einer Materialbahn mit einer Paste
DE10027607C2 (de) Verfahren zur Bestückung eines Trägers bzw. magnetischen Trägers zur Anlagerung von mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen
DE10027608C2 (de) Vorrichtung zur Bestückung eines Trägers bzw. magnetischen Trägers zur Anlagerung von mikro- oder nanopartikulären, magnetisch wechselwirkenden Teilchen
WO2010076337A1 (de) Elektromagnetisches mikrosystem zur manipulation magnetischer mikro- oder nanoperlen
DE3140215C2 (de) Vorrichtung zur Erzeugung von einzelnen Farbtröpfchen für einen Farbstrahldrucker
DE60025320T2 (de) Tintenstrahldrucker und Druckverfahren
DE2628153A1 (de) Tintenstrahldruckkopf
DE2453036A1 (de) Tintenstrahl-drucker
DE3018586C2 (de) Anordnung zur steuerbaren Dosierung der Schreibflüsigkeit in Flüssigkeitsschreibeinrichtungen
DE102005051012B3 (de) Vorrichtung zur Handhabung von biologischen Zellen bzw. Proben
DE10129243C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Dosierung fluider Medien
DE2615581A1 (de) Vorrichtung zum trennen magnetisierbarer teilchen von einem stroemungsfaehigen medium
DE102007031659A1 (de) Erzeugung und Ablenkung von Tintentropfen variabler Größe
DE2161867C3 (de) Ablenkelektrodenanordnung für Tintenstrahldruckgeräte

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140101