DE10053473A1

DE10053473A1 - Component for interaction analysis with sample molecule species that form cooperation effects

Info

Publication number: DE10053473A1
Application number: DE10053473A
Authority: DE
Inventors: Derya Oezkan
Original assignee: ORIGEN BIOTECHNOLOGY AG
Current assignee: ORIGEN BIOTECHNOLOGY AG
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2001-09-27
Also published as: DE10053393A1; DE10053394C2; DE10053394A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit einem Träger und mit auf dem Träger in definierter Anordnung angeordneten Probenmolekülfeldern, wobei jedes Probenmolekülfeld Probenmoleküle zumindest einer Probenmolekülspezies trägt, und wobei eine Zuordnung zwischen den geometrischen Positionen der Probenmolekülfelder innerhalb des Bauteils und den Probenmolekülspezies der Probenmolekülfelder getroffen ist. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes Probenmolekülfeld Probenmoleküle einer jeweils selektierten, unterschiedlichen Probenmolekülspeziesgruppe trägt, wobei Gruppenelemente jeder Probenmolekülspeziesgruppe gemeinsam unter Ausbildung von kooperativen Effekten an ein defindiertes Targetmolekül binden.The invention relates to a component with a carrier and with sample molecule fields arranged on the carrier in a defined arrangement, each sample molecule field carrying sample molecules of at least one sample molecule species, and an assignment being made between the geometric positions of the sample molecule fields within the component and the sample molecule species of the sample molecule fields. It is characterized in that each sample molecule field carries sample molecules of a respectively selected, different sample molecule species group, whereby group elements of each sample molecule species group bind together to a defined target molecule with the formation of cooperative effects.

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit einem Träger und mit zumindest einem auf dem Träger in definierter Anordnung angeordneten Probenmolekülfeld, wobei das Probenmolekülfeld Probenmoleküle zumindest einer Pro benmolekülspezies trägt, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils sowie die Verwendung eines sol chen Bauteils.The invention relates to a component with a carrier and with at least one defined on the carrier Arrangement arranged sample molecule field, the Sample molecule field Sample molecules of at least one Pro benmolekülspies carries, a process for its preparation of such a component and the use of a sol chen component.

Background of the Invention and Prior Art

Bauteile des eingangs genanntes Aufbaus, beispiel sweise Biochips, dienen u. a. der schnellen Analyse von Proben auf die Anwesenheit oder Abwesenheit von Tar getmolekülen. Es handelt sich im Kern um ein paral leles Verfahren, da eine Probe gleichzeitig mit mehreren oder allen Elementen des Bauteils kontaktiert wird und Targetmoleküle mit jenen Elementen reagieren, welche für das Targetmolekül spezifische Proben moleküle tragen.Components of the structure mentioned at the beginning, for example some biochips, serve u. a. the quick analysis of Samples for the presence or absence of tar get molecules. It is essentially a paral leles method, since a sample with contacted several or all elements of the component and target molecules will react with those elements which samples are specific to the target molecule carry molecules.

Biochips sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise die Literaturstelle OS-A-5,744,305 beschreibt einen Biochip mit einer pla naren Struktur, auf deren Oberfläche in definierten Bereichen, den sogenannten Spots, jeweils selektierte und zugeordnete Probenmoleküle aufgebracht sind. Sol che Biochips können hinsichtlich der Spezifität der Bindung nicht hinreichend genau sein. Insbesondere besteht beispielsweise im Falle von Nukleinsäuren als Proben- und Targetmolekülen die Gefahr, daß ein sin gulärer Mismatch in der Sequenz dennoch zu einer Bindung und folglich zu einem (fehlerhaften) Signal führt. Dies stört beispielsweise in besonderem Maße in Fällen, in welchen auf Punktmutationen zu untersuchen ist.Biochips are in a wide variety of forms known. For example the reference OS-A-5,744,305 describes a biochip with a pla naren structure, on the surface of which in defined Areas, the so-called spots, each selected and assigned sample molecules are applied. Sol che biochips can with regard to the specificity of the Binding is not accurate enough. In particular exists, for example, in the case of nucleic acids Sample and target molecules the risk that a sin gular mismatch in the sequence to one nonetheless Binding and consequently to a (faulty) signal leads. This is particularly disturbing in Cases in which to examine for point mutations is.

Ein Biochip anderen Aufbaus ist aus der Litera turstelle US-A-6,037,186 bekannt. Demgemäß werden eine Mehrzahl von porösen Stäben hergestellt, welche jeweils mit einer Lösung, enthaltend eine selektierte Probenmolekülspezies, gleichsam getränkt werden. Nach Bündelung der getränkten Stäbe werden von dem Bündel in einer Ebene orthogonal zur Längserstreckung des Bündels Scheiben abgeschnitten, welche den Biochip bilden. Die Schnittflächen bilden dabei die Spots. Ein Biochip wiederum anderen Aufbaus ist aus der Litera turstelle US-A-5,837,196 bekannt. Bei dem insofern bekannten Biochip ist dieser aus einem Bündel von op tischen Fiberelementen gebildet, deren in einer Ebene angeordneten Stirnflächen die Probenmoleküle tragen. Eine Auslesung erfolgt durch Abnahme von optischen Signalen an dem die Probenmoleküle tragenden ent gegengesetzten Ende der Fiberelemente. Auch bei diesen Biochips stellt sich das Problem falscher Signale, wie vorstehend beschrieben.A biochip of a different structure is from the litera US-A-6,037,186 known. Accordingly, one Manufactured plurality of porous rods, which each with a solution containing a selected one Specimen molecule species, as it were soaked. To Bundling the soaked rods are made from the bundle in a plane orthogonal to the longitudinal extension of the Bunch of slices cut off, which the biochip form. The cut surfaces form the spots. On Biochip yet another structure is from the litera US-A-5,837,196 known. In so far known biochip is this from a bundle of op table fiber elements formed, in one plane arranged end faces carry the sample molecules. A reading takes place by acceptance of optical ones Signals at the ent carrying the sample molecules opposite end of the fiber elements. Even with these Biochips faces the problem of wrong signals, such as described above.

Aus der Literaturstelle US-A-5,770,365 ist es bekannt, eine Hybridisierung von Nukleinsäuren unter Ausbildung eines Stacking Effektes durchzuführen. Bei den Proben molekülen handelt es sich jeweils um ein einziges Element einer Probenmolekülspeziesgruppe, und zwar um ein teilweise doppelsträngiges Hairpin Oligonukleotid. Der Stacking Effekt tritt dabei zwischen dem (sin gulären) Probenmolekül und dem Targetmolekül ein.From US-A-5,770,365 it is known a hybridization of nucleic acids under formation a stacking effect. At the rehearsals Molecules are single Element of a sample molecule species group, namely around a partially double-stranded hairpin oligonucleotide. The stacking effect occurs between the (sin gular) sample molecule and the target molecule.

Technical problem of the invention

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Bauteil anzugeben, welches auf einfache Weise mit erhöhter Selektivität und folglich erhöhter Zuverläs sigkeit arbeitet sowie mit einer geringeren Anzahl von Probenmolekülspezies den Nachweis einer vergleich sweise hohen Vielzahl an Targetmolekülen erlaubt.The invention is based on the technical problem specify a component that is easy to use increased selectivity and consequently increased reliability liquid works as well as with a smaller number of Sample molecule species provide evidence of a comparison High variety of target molecules allowed.

Basics of the invention

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Er findung, daß das Probenmolekülfeld zumindest zwei Pro benmolekülspezies einer Probenmolekülspeziesgruppe trägt, wobei Gruppenelemente der Probenmolekülspezies gruppe gemeinsam unter Ausbildung von kooperativen Effekten an ein definiertes Targetmolekül binden. Es können mehrere Probenmolekülfelder vorgesehen sein, wobei dann eine Zuordnung zwischen den geometrischen Positionen der Probenmolekülfelder innerhalb des Bau teils und den Probenmolekülspezies (bzw. der jeweils unterschiedlichen Probenmolekülspeziesgruppe) der Pro benmolekülfelder getroffen ist. Der kooperative Effekt tritt dabei bei Bindung eines Targetmoleküls vorzug sweise zwischen den Gruppenelementen der Proben molekülspeziesgruppe eines Probenmolekülfeldes ein. He teaches how to solve this technical problem find that the sample molecule field at least two Pro benmolecule species of a sample molecule species group carries, with group elements of the sample molecule species group together with the formation of cooperative Binding effects to a defined target molecule. It several sample molecule fields can be provided, then an assignment between the geometric Positions of the sample molecule fields within the burrow partly and the sample molecule species (or the respective different sample molecule species group) the Pro benmolecular fields is hit. The cooperative effect is preferred when binding a target molecule way between the group elements of the samples molecular species group of a sample molecule field.

Mit dem kooperativen Effekt wird im Bindungsfalle ein zusätzlicher energetischer Gewinn erhalten, mit der Folge erhöhter Spezifität der Bindungsereignisse. Bindungsereignisse, welche nicht den kooperativen Ef fekt auslösen sind demgegenüber energetisch destabilisiert.With the cooperative effect, in the event of a bond get additional energetic gain with the As a result of increased specificity of the binding events. Binding events that do not affect the cooperative Ef In contrast, triggering is energetic destabilized.

Weiterhin lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Her stellung eines erfindungsgemäßen Bauteils, mit den folgenden Verfahrensstufen: a) es wird ein Träger, vor zugsweise ein planarer Träger, hergestellt, b) auf dem Träger werden in definierter Anordnung Proben molekülfelder eingerichtet, c) auf jedem Proben molekülfeld werden Probenmoleküle einer jeweils selektierten, unterschiedlichen Probenmolekülspezies gruppe immobilisiert, wobei Gruppenelemente jeder Pro benmolekülspeziesgruppe gemeinsam unter Ausbildung von kooperativen Effekten an ein definiertes Targetmolekül binden, d) optional wird das Produkt aus Stufe c) einer Waschverfahrensstufe zugeführt, e) jedem Proben molekülfeld wird die in Stufe c) immobilisierte Pro benmolekülspeziesgruppe zugeordnet, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bau teils, mit den folgenden Verfahrensstufen: a) es wird zumindest eine Endlosfiber hergestellt, b) die Endlos fiber wird durch ein Fluid enthaltend als Proben moleküle zumindest zwei Elemente einer selektierten Probenmolekülspeziesgruppe geleitet, c) die Proben moleküle der Probenmolekülspeziesgruppe werden an der Endlosfiber immobilisiert, d) optional wird die End losfiber zumindest einer Waschverfahrensstufe zuge führt, e) der Endlosfiber wird die in Stufe c) an der Fiber immobilisierte Probenmolekülspeziesgruppe zugeordnet, f) von verschiedenen Endlosfibern oder von verschiedenen Abschnitten einer Endlosfiber wird jeweils ein Fiberelement abgeschnitten und die Fiberelemente verschiedener Endlosfibern oder Ab schnitte werden gebündelt und fixiert.Furthermore, the invention teaches a method for the manufacture position of a component according to the invention, with the following process steps: a) it becomes a carrier, before preferably a planar carrier, produced, b) on the Carriers become samples in a defined arrangement Molecular fields set up, c) on each sample Molecule field are sample molecules one at a time selected, different sample molecule species group immobilized, with group elements each Pro benmolecule species group together with the formation of cooperative effects on a defined target molecule bind, d) optionally the product from stage c) a washing stage, e) each sample Molecule field is the Pro benmolecule species group assigned, as well as a Process for producing a construction according to the invention partly with the following process steps: a) it will produced at least one endless fiber, b) the endless fiber is contained by a fluid as samples Molecules at least two elements of a selected one Sample molecule species group directed, c) the samples molecules of the sample molecule species group are at the Endless fiber immobilized, d) the end becomes optional losfiber at least one washing process stage leads, e) the continuous fiber is in step c) at the Fiber immobilized sample molecule species group assigned, f) from various continuous fibers or from different sections of an endless fiber one fiber element each and the Fiber elements of various continuous fibers or Ab cuts are bundled and fixed.

Schließlich lehrt die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Bauteils in einem Verfahren zur De tektion von Targetmolekülen, mit folgenden Verfahren stufen: a) dem Bauteil wird eine Lösung mit prospektiven Targetmolekülen zugeführt unter Bedingun gen, bei welchen Targetmoleküle an Probenmoleküle bin den, b) gleichzeitig mit Stufe a) oder hieran anschließend wird das Bauteil einer Nachweisver fahrensstufe zugeführt, in welcher Bindungsereignisse aus Stufe a) detektierbar sind, wobei eine Detektion mit lateraler Ortsauflösung erfolgt, und wobei die Ortsauflösung zumindest so hoch ist, wie der Abstand zweier benachbarter Probenmolekülfelder, c) gleichzeitig mit Stufe b) oder hieran anschließend erfolgt eine Zuordnung detektierter Signale zu den Probenmolekülfeldern, von welchen die Signale erhalten werden, sowie die Verwendung eines erfindungsgemäßen Bauteils in einem Verfahren zur Detektion von Target molekülen, wobei optisch kontaktierbare Stirnflächen der Fiberelemente optisch beispielsweise mit einem CCD Array oder über ein Mikrospiegelsystem mit einem Pho tomultiplier verbunden sind, welche sensitiv für op tische Strahlung einer Nachweiswellenlänge sind, und wobei Sensorelemente des CCD Arrays bzw. Mikrospiegel oder Mikrospiegelstellungen jeweils den Fiberelementen zugeordnet sind, mit folgenden Verfahrenstufen: a) dem Bauteil wird eine Lösung mit prospektiven Targetmolekülen zugeführt unter Bedingungen, bei welchen Targetmoleküle an Probenmoleküle binden, b) gleichzeitig mit Stufe a) oder hieran anschließend wird das Bauteil mit einer eine Nachweiswellenlänge anregende Primärstrahlung bestrahlt, c) gleichzeitig mit Stufe b) oder hieran anschließend erfolgt eine Auslesung der Signale der Sensorelemente des CCD Ar rays oder des Photomultipliers und Aufbereitung sowie Abspeicherung der Signale. Alternativ oder zusätzlich können die Fiberelemente beispielsweise elektrisch kontaktierbar und/oder kontaktiert sein, zum Zwecke der Auswertung durch Messung der Impedanz bzw. der Impedanzänderungen. Auch Auswertungen durch Detektion von Oberflächenplasmonenresonanzen oder Streuprozessen sind möglich. Vor allem ist auch Lumineszenzdetektion möglich. Im Rahmen der Erfindung umfaßt der Ausdruck des Bindens auch Interaktionen im weitesten Sinne.Finally, the invention teaches the use of a Component according to the invention in a process for De tection of target molecules using the following methods stages: a) the component is a solution with prospective target molecules supplied under conditions gene for which target molecules are attached to sample molecules den, b) simultaneously with stage a) or thereafter then the component is a verification ver level, in which binding events from stage a) are detectable, with one detection with lateral spatial resolution, and the Spatial resolution is at least as high as the distance two adjacent sample molecule fields, c) simultaneously with step b) or afterwards detected signals are assigned to the Sample molecule fields from which the signals are received be, as well as the use of an inventive Component in a method for the detection of target molecules, with optically contactable end faces of the fiber elements optically, for example with a CCD Array or via a micromirror system with a pho tomultiplier, which are sensitive to op are radiation of a detection wavelength, and where sensor elements of the CCD array or micromirror or micromirror positions each of the fiber elements are assigned, with the following process stages: a) the Component will be a prospective solution Target molecules fed under conditions at which target molecules bind to sample molecules, b) simultaneously with stage a) or afterwards the component with a detection wavelength stimulating primary radiation irradiated, c) simultaneously with stage b) or afterwards there is a Reading the signals from the sensor elements of the CCD Ar rays or the photomultiplier and processing as well Storage of the signals. Alternatively or additionally For example, the fiber elements can be electrical be contactable and / or contacted, for the purpose the evaluation by measuring the impedance or the Changes in impedance. Also evaluations through detection of surface plasmon resonances or scattering processes are possible. Above all, is luminescence detection possible. Within the scope of the invention, the expression includes of binding also interactions in the broadest sense.

definitions

Als Bauteil bzw. Biochip ist eine Anordnung bezeich net, welche in diskreten und definierten Flächen bereichen, den Probenmolekülfeldern, Probenmoleküle einer Probenmolekülspezies oder Probenmolekülspezies gruppe trägt. In der Regel wird jedes Probenmolekül feld eines Bauteils eine andere Probenmolekülspezies-/-gruppe tragen. Die Probenmolekülfelder sind adress ierbar in dem Sinne, daß eine Zuordnung getroffen ist/wird zwischen jedem Probenmolekülfeld bzw. seiner geometrischen Lage im Rahmen des Bauteils und der von dem Probenmolekülfeld getragenen Probenmolekülspezies gruppe. Dabei kann die Zuordnung direkt oder indirekt sein. In letzterem Falle findet zunächst, beispiel sweise in Zuge der Herstellung, eine Zuordnung zwischen Probenmolekülen oder Probenmolekülgruppen und (unterschiedlichen) Markierungen der Felder statt. Im Kern wird also zunächst eine Markierung den Proben molekülen bzw. Probenmolekülgruppen zugeordnet. Nach Fertigstellung des Bauelements wird dann eine Detek tion der Markierungen und Zuordnung der Markierungen und folglich der Probenmolekülspezies bzw. Proben molekülspeziesgruppen zu der räumlichen Anordnung der Felder in dem Bauteil durchgeführt. Eine Markierung kann beispielsweise durch Ein- oder Aufbringung von Quantenspots an bzw. in einem Feld erfolgen. Beliebige andere Markierungsarten, beispielsweise Farbpig mentcodierung, sind ebenfalls möglich. Die endgültige Zuordnung zwischen Probenmolekülspezies-/-gruppe zu deren räumlichen Anordnung kann dabei herstellerseitig oder auch erst anwenderseitig erfolgen. Im Ergebnis braucht nicht im eigentlichen Herstellungsprozeß eine exakte räumliche Anordnung eingehalten zu werden, vielmehr findet nach Zusammenfügung des Bauteils gleichsam eine Kalibrierung durch ortsaufgelöste De tektion der Markierungen statt.An arrangement is referred to as a component or biochip net, which in discrete and defined areas areas, the sample molecule fields, sample molecules a sample molecule species or sample molecule species group carries. As a rule, each sample molecule field of a component another sample molecule species / group wear. The sample molecule fields are address ible in the sense that an assignment is made is / is between each sample molecule field or its geometric position in the context of the component and of the sample molecule species carried in the sample molecule field group. The assignment can be direct or indirect his. In the latter case, first find, for example way in the course of manufacturing, an assignment between sample molecules or groups of sample molecules and (different) markings of the fields instead. in the The first step is to mark the samples assigned to molecules or sample molecule groups. To Completion of the component is then a Detek tion of the markings and assignment of the markings and consequently the sample molecule species or samples Molecular species groups on the spatial arrangement of the Fields carried out in the component. A mark can, for example, by introducing or applying Quantum spots occur on or in a field. Any other types of marking, for example colored pig ment coding, are also possible. The final Assignment between sample molecule species / group to their spatial arrangement can be made by the manufacturer or only done by the user. As a result does not need one in the actual manufacturing process exact spatial arrangement to be observed, rather takes place after the component has been assembled as it were a calibration by spatially resolved De detection of the markings instead.

Der Ausdruck des Bauteils umfaßt auch die Begriffe des Biochips sowie des "zusammengesetzten Analysesystems aus einer Vielzahl unabhängiger Einzelelemente.The expression of the component also includes the terms of Biochips and the "composite analysis system from a multitude of independent individual elements.

Probenmoleküle sind Moleküle, welche mit Target molekülen eine spezifische Wechselwirkung eingehen können. Beispiele für solche Wechselwirkungen sind:
Antikörper-Antigen, Lectin-Kohlenhydrat, Protein- Aptamer, Nukleinsäure-Nukleinsäure, Nukleinsäure- Ribozym, Biotin-Avidin, usw.Sample molecules are molecules that can interact specifically with target molecules. Examples of such interactions are:
Antibody antigen, lectin carbohydrate, protein aptamer, nucleic acid nucleic acid, nucleic acid ribozyme, biotin avidin, etc.

Targetmoleküle sind Moleküle, auf welche eine zu analysierende Probe, welche dem Bauteil aufgegeben wird, untersucht wird. Targetmoleküle können aber auch Moleküle sein, die gezielt aus einer (z. B. mit anderen Methoden oder auch mit der gleichen Methode zu analysierenden) Probe entfernt werden sollen.Target molecules are molecules to which one is directed analyzing sample, which is given to the component is being examined. But target molecules can also Be molecules that are made up of one (e.g. with another Methods or with the same method too analyzing) sample to be removed.

Eine Probenmolekülspezies enthält Probenmoleküle ausschließlich einer Struktur, beispielsweise einer Sequenz im Falle von Nukleinsäuren oder Proteinen oder Peptiden.A sample molecule species contains sample molecules only one structure, for example one Sequence in the case of nucleic acids or proteins or Peptides.

Eine Probenmolekülspeziesgruppe enthält als Grup penelemente zumindest zwei Probenmolekülspezies. Hier bei kann es bei den Probenmolekülspezies um gleichartige oder verschiedenartige Probenmolekültypen handeln. Als Probenmolekültypen werden beispielsweise Nukleinsäuren, DNA, RNA, PNA, Peptide, Proteine und Saccharide bezeichnet.A sample molecule species group contains as a group penelemente at least two sample molecule species. Here at can be the sample molecule species identical or different types of sample molecules act. As sample molecule types, for example Nucleic acids, DNA, RNA, PNA, peptides, proteins and Designated saccharides.

Kooperative Effekte zwischen Molekülen mehrerer Pro benmolekülspezies bzw. Elementen einer Probenmolekül speziesgruppe und einer Targetmolekülspezies sind dadurch gekennzeichnet, daß der energetische Gewinn durch simultane Wechselwirkung zwischen jeweils den Molekülen der verschiedenen Probenmolekülspezies ein erseits und den zwischen den verschiedenen Proben molekülspezies und dem Targetmolekül insgesamt anderseits größer ist als die Summe der energetischen Gewinne der Wechselwirkungen eines Moleküls jeweils einer Probenmolekülspezies mit einem Molekül der Tar getmolekülspezies. Der zusätzlich Energiegewinn rührt also von der Kooperation zwischen den Probenmolekülen verschiedener Probenmolekülspezies im Bindungsfalle der Probenmoleküle mit dem Targetmolekül. Im Falle der Nukleinsäuren als Probenmoleküle und Targetmoleküle sind beispielshaft Stacking Effekte zu nennen. Der Stacking Effekt ist ein Energiegewinn durch Wechsel wirkungen, nämlich Delokalisation der π-Elektronen der hydrophoben Ringstrukturen benachbarter Basen in dop pelsträngigen Nukleinsäuren. Der Stacking Effekt tritt dabei zwischen den Enden der Probennukleinsäuren ein, wenn eine Bindung an ein Targetmolekül derartig stattfindet, daß die Enden der Probennukleinsäuren benachbart zueinander gebunden werden. Im Falle der Proteine können kooperative Effekte aus speziellen Sekundärstrukturen miteinander wechselwirkender Prote ine resultieren. Generell wird mit kooperativen Effek ten eine höhere Spezifität und Bindungsenergie einer Bindung zwischen Probenmolekülen und einem Target molekül erreicht.Cooperative effects between molecules of several pro benmolekülspiesies or elements of a sample molecule species group and a target molecule species characterized in that the energetic gain through simultaneous interaction between the Molecules of the different sample molecule species and between the different samples molecular species and the target molecule as a whole on the other hand, is greater than the sum of the energetic Gains of the interactions of a molecule each a sample molecule species with a molecule of the Tar getmolecule species. The additional energy gain stirs that is, the cooperation between the sample molecules of different sample molecule species in the binding case of the sample molecules with the target molecule. In case of Nucleic acids as sample molecules and target molecules Examples include stacking effects. The Stacking effect is an energy gain through change effects, namely delocalization of the π electrons of the hydrophobic ring structures of neighboring bases in dop pelstring nucleic acids. The stacking effect occurs between the ends of the sample nucleic acids, when binding to a target molecule like this takes place that the ends of the sample nucleic acids be bound adjacent to each other. In case of Proteins can have cooperative effects from special Secondary structures of interacting proteins result ine. Generally with cooperative effects higher specificity and binding energy Binding between sample molecules and a target molecule reached.

Ein Hybridisierungbereich ist ein Sequenzbereich einer Probennukleinsäure, welche mit einer Targetnuklein säure hybridisieren kann. Ein Spacerbereich ist eine an einem Ende der Probennukleinsäure gebundene Gruppe, welche mit einer zweiten Bindungsstelle an dem Proben molekülfeld gebunden ist. Ein Spacerbereich ist zweck mäßigerweise so gestaltet, daß eine Bindung bzw. Hybridisierung mit einem Targetmolekül nicht stattfin den kann. Ein Spacerbereich kann beispielsweise aus einem nicht-hybridisierenden Oligonukleotid gebildet sein. Mit einem Spacerbereich wird erreicht, daß einerseits der Hybridisierungsbereich in ausreichendem Abstand zur Oberfläche des Probenmolekülfeldes angeordnet wird und andererseits der Hybridis ierungsbereich gleichsam flexibilisiert wird und fol glich ohne sterische bzw. konformationsbedingte Restriktionen an ein Targetmolekül binden kann.A hybridization area is a sequence area of a Sample nucleic acid containing a target nucleotide acid can hybridize. A spacer area is one group bound at one end of the sample nucleic acid, which with a second binding site on the sample molecular field is bound. A spacer area is useful moderately designed so that a bond or Hybridization with a target molecule does not take place that can. A spacer area can, for example, consist of a non-hybridizing oligonucleotide his. With a spacer area it is achieved that on the one hand, the hybridization area is sufficient Distance to the surface of the sample molecule field is arranged and on the other hand the Hybridis area is made more flexible and fol resembled without steric or conformational Can bind restrictions to a target molecule.

Als Fiberelemente sind von einer Endlosfiber ab geschnittene Stücke bezeichnet. In der Regel wird der Schnitt in einer Ebene orthogonal zur Längserstreckung der Endlosfiber ausgeführt sein, es ist jedoch selbstverständlich auch eine demgegenüber weniger als 90° abgewinkelte Schnittebene möglich.As fiber elements are from an endless fiber called cut pieces. As a rule, the Section in a plane orthogonal to the longitudinal extent the endless fiber can be run, however it is in contrast, of course, less than Cutting plane angled at 90 ° possible.

Eine Endlosfiber ist ein stabartiges oder fadenartiges Gebilde, mit gegenüber der Länge von Fiberelementen großer Längserstreckung, welches typischerweise mit tels Ziehtechnologien, Blastechnologien und/oder Ex trusionstechnologien hergestellt und auf Trommeln oder dergleichen aufgewickelt und bevorratet sein können.An endless fiber is a rod-like or thread-like Structures with compared to the length of fiber elements large longitudinal extension, which is typically with drawing technologies, blowing technologies and / or Ex Trusion technologies manufactured and on drums or the like can be wound up and stored.

Eine Endlosfiber und/oder ein Fiberelement kann in einer zur Längserstreckung orthogonalen Querschnittsebene die verschiedensten Querschnittsfor men aufweisen. Lediglich bevorzugt ist ein im wesen tlichen kreisförmiger Querschnitt. Insofern umfaßt der Begriff der Mantelfläche im Rahmen der Erfindung nicht nur Zylindermantelflächen, sondern auch Mantelflächen im Falle nicht-kreisförmiger Querschnitte. Insofern bezeichnet der Begriff der radialen Richtung im Rahmen der Erfindung alle Richtungen in einer Querschnittse bene. Insofern bezeichnet schließlich der Durchmesser im Rahmen der Erfindung d = 2.(F/2π)^0,5, wobei F die Querschnittsfläche (beliebiger Form) ist.An endless fiber and / or a fiber element can have a wide variety of cross-sectional shapes in a cross-sectional plane orthogonal to the longitudinal extent. An essentially circular cross section is only preferred. In this respect, the term “jacket surface” in the context of the invention includes not only cylinder jacket surfaces, but also jacket surfaces in the case of non-circular cross sections. In this respect, the term radial direction in the context of the invention denotes all directions in a cross-sectional plane. In this respect, the diameter in the context of the invention finally denotes d = 2. (F / 2π) ^0.5 , where F is the cross-sectional area (any shape).

Die Stirnfläche eines Fiberelementes ist durch einen Schnitt durch eine Endlosfiber gebildet.The end face of a fiber element is through a Section formed by a continuous fiber.

Beabstandung der Fiberelemente meint, daß die Man telflächen benachbarter Fiberelemente einander nicht berühren. Es ist dann eine Bündelung der Fiberelemente ohne Linienkontakt zwischen einzelnen Fiberelementen des Bündels geschaffen. Linienkontakt bedeutet, daß der (mechanische) Kontakt nicht in Bereichen zue inander paralleler Flächen benachbarter Fiberelemente besteht. Einer Beabstandung der Fiberelemente und/oder einem Linienkontakt zwischen benachbarten Fiberelemen ten gleichwertig ist die Einrichtung von sich in ra dialer Richtung erstreckenden Nasen im Bereich der Mantelfläche eines Fiberelements, wodurch benachbarte Fiberelemente bis auf den Punkt-, Linien-, oder Fläch enkontakt im Bereich der Nasen voneinander beabstandet gehalten werden.Spacing the fiber elements means that the man surfaces of neighboring fiber elements do not match each other touch. It is then a bundling of the fiber elements without line contact between individual fiber elements of the bundle created. Line contact means that the (mechanical) contact not in areas mutually parallel surfaces of adjacent fiber elements consists. A spacing of the fiber elements and / or a line contact between neighboring fiber elements Equivalent is the establishment of itself in ra dialer direction extending lugs in the area of Mantle surface of a fiber element, whereby neighboring Fiber elements down to the point, line, or area distance in the area of the lugs spaced from each other being held.

Ein Fiberelementebündel weist in der Regel zueinander coplanare Stirnflächen der gebündelten Fiberelemente auf. Es ist aber auch möglich, innerhalb eines Fiberelementebündels Gruppen von Fiberelementen mit jeweils coplanaren Stirnflächen auszubilden, wobei die Stirnflächen von Fiberelementen unterschiedlicher Gruppen zueinander nicht coplanar sind.A bundle of fiber elements usually points towards each other coplanar faces of the bundled fiber elements on. But it is also possible within one Groups of fiber elements with each form coplanar end faces, the End faces of different fiber elements Groups are not coplanar with each other.

Optische Fiberelemente sind optisch transparent für elektromagnetische Strahlung zumindest in einem Teil bereich der Bereich IR, sichtbares Licht und/oder UV. Optical fiber elements are optically transparent for electromagnetic radiation at least in part area the area IR, visible light and / or UV.

Optisch transparent meint, daß die Dämpfung der elek tromagnetischen Strahlung ausreichend gering ist, um eine Detektion an einem Ende eines Fiberelements erzeugter elektromagnetischen Strahlung an dem gegenüberliegenden Ende des Fiberelementes mittels üblicher Detektionstechnologien zu erlauben.Optically transparent means that the damping of the elec tromagnetic radiation is sufficiently low to detection at one end of a fiber element generated electromagnetic radiation on the opposite end of the fiber element by means of to allow common detection technologies.

Der Begriff der optischen Kontaktierbarkeit bezeichnet eine Aufbereitung einer Teilfläche eines Fiberelemen tes, welche die Emission von elektromagnetischer Strahlung aus dem Fiberelement heraus durch die Teilfläche erlaubt. Eine starke Streuung ist möglichst zu vermeiden. Ggf. können die Teilflächen auf geeignete Weise bearbeitet, beispielsweise geglättet oder poliert werden. Es ist auch das Anpolieren oder Aufbringen von Mikrolinsen zur Fokussierung autre tender Strahlung möglich.The term optical contactability refers to preparation of a partial surface of a fiber element tes which is the emission of electromagnetic Radiation out of the fiber element through the Partial area allowed. A strong spread is possible to avoid. Possibly. can the faces on processed in a suitable manner, for example smoothed or be polished. It is also the polishing or Application of microlenses for autre focusing radiation possible.

Als funktionelle Gruppen eines Polymerwerkstoffes sind solche chemische Gruppen des Polymergerüstes bezeich net, welche eine unspezifische Bindung zwischen Tar getmolekülen und dem Polymerwerkstoff ermöglichen. Im Falle von Nukleinsäuren und/oder Proteinen als Target molekülen wären funktionelle Gruppen beispielsweise Aminogruppen, Hydroxylgruppen, Thiolgruppen und Car boxylgruppen. Es versteht sich, daß das Gesagte auch auf dem Polymerwerkstoff ggf. zugegebene Hilfsstoffe zutrifft.Are as functional groups of a polymer material denotes such chemical groups of the polymer structure net, which is an unspecific binding between Tar enable molecules and the polymer material. in the Trap of nucleic acids and / or proteins as target For example, molecules would be functional groups Amino groups, hydroxyl groups, thiol groups and Car boxyl groups. It goes without saying that what has been said any additives added to the polymer material applies.

Preferred embodiments of the invention

Die Probenmoleküle der Probenmolekülspeziesgruppen können ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus "Nukleinsäuren, DNA, RNA, PNA, Aptamere, Proteine, Peptide, Saccharide sowie Mischungen dieser Proben moleküle". Wesentlich ist lediglich, daß die auf einem Probenmolekülfeld angeordneten Probenmoleküle ver schiedener Probenmolekülspezies mit einem Target molekül unter Ausbildung kooperativer Effekte binden können. Insofern ist es grundsätzlich auch nicht zwin gend notwendig, daß die Elemente einer Probenmolekül speziesgruppe einem gemeinsamen Probenmolekültypus angehören. Ebenso können grundsätzlich auch Proben moleküle und Targetmoleküle verschiedenen Molekültypen angehören.The sample molecules of the sample molecule species groups can be selected from the group consisting of "Nucleic acids, DNA, RNA, PNA, aptamers, proteins, Peptides, saccharides and mixtures of these samples Molecules ". It is only essential that the on a Sample molecule field arranged sample molecules ver different sample molecule species with one target bind molecule with the formation of cooperative effects can. In this respect, it is basically not inevitable enough that the elements of a sample molecule species group a common type of sample molecule belong to. In principle, samples can also be used Molecules and target molecules of different types of molecules belong to.

In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung sind die Probenmolekülspezies Nukleinsäuren, wobei die Kooperationseffekte Stacking Effekte der (Proben)- Nukleinsäuren bei Anlagerung eines Targetmoleküls, insbesondere einer Targetnukleinsäure, sind. Die Pro bennukleinsäuren können einen Hybridisierungsbereich und einen Spacerbereich aufweisen, wobei der Hybridis ierungsbereich über den Spacerbereich an einem Proben molekülfeld immobilisiert ist. Der Hybridisierungs bereich kann zwar grundsätzlich beliebig lang sein, es empfiehlt sich jedoch, diesen möglichst klein zu hal ten; er umfaßt bevorzugterweise 3 bis 25 Nuklein säurenbasen, insbesondere 3 bis 10 Nukleinsäurebasen. Der Spacerbereich ist bevorzugterweise aus Nuklein säurenbasen, insbesondere Thymidin, gebildet, wobei der Spacerbereich 5 bis 80, vorzugsweise 25 bis 40, Nukleinsäurebasen umfaßt. Es ist auch möglich, syn thethische organische Oligomere oder Polymere als Spacerbereiche einzusetzen, in deren Polymerkette beispielsweise Carbamatgruppen eingebaut sein können.In a special embodiment of the invention the sample molecule species nucleic acids, the Cooperation Effects Stacking Effects of (Samples) - Nucleic acids upon attachment of a target molecule, in particular a target nucleic acid. The pro bennucleic acids can have a hybridization range and have a spacer area, the hybridis area over the spacer area on a sample molecular field is immobilized. The hybridization The area can in principle be of any length, it however, it is recommended to keep it as small as possible ten; it preferably comprises 3 to 25 nucleotides acid bases, especially 3 to 10 nucleic acid bases. The spacer area is preferably made of nucleus acid bases, especially thymidine, formed, wherein the spacer region 5 to 80, preferably 25 to 40, Includes nucleic acid bases. It is also possible to syn ethical organic oligomers or polymers as Use spacer areas in their polymer chain for example carbamate groups can be incorporated.

Jedes Probenmolekülfeld kann Probenmoleküle zumindest zweier jeweils selektierter, unterschiedlicher Proben molekülspezies tragen. Mit anderen Worten ausgedrückt, jedes Probenmolekülfeld trägt Probenmoleküle zweier unterschiedlicher Strukturen. In Hinblick auf die genutzten kooperativen Effekte wird es sich empfehlen, die jeweiligen molaren Mengen der Probenmoleküle un terschiedlicher Strukturen auf einem Probenmolekülfeld innerhalb von Abweichungen bis zu ±50%, besser bis zu ±20%, gleich groß zu halten. Die Probenmoleküle un terschiedlicher Strukturen können auf einem Proben molekülfeld hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Bindungstellen an dem Probenmolekülfeld in Hinblick auf eine wirtschaftliche Herstellung vorteilhafter weise stochastisch verteilt sein.Each sample molecule field can at least contain sample molecules two selected, different samples carry molecular species. In other words each sample molecule field carries two sample molecules different structures. With regard to the used cooperative effects, it is recommended the respective molar amounts of the sample molecules un different structures on a sample molecule field within deviations up to ± 50%, better up to ± 20% to keep the same size. The sample molecules and Different structures can be on a sample molecular field with regard to the spatial arrangement of the Binding sites in view of the sample molecule field more economical to manufacture economically be distributed stochastically.

Die Erfindung ist grundsätzlich bei Bauteilen jeden Aufbaus einsetzbar, beispielsweise des Aufbaus, wie eingangs als Stand der Technik beschrieben. Bevorzugt ist es, wenn jedes Probenmolekülfeld jeweils auf einem Fiberelement einer Mehrzahl von Fiberelementen ge bildet ist, wobei die Probenmoleküle an Mantelflächen der Fiberelemente immobilisiert sind, und wobei die Fiberelemente mittels eines Tragelements in radialer Richtung, bezogen auf die Fiberelemente, gegeneinander beabstandet fixiert oder in Linienkontakt miteinander gebündelt sind. Ein Fiberelement kann auch mehrere Probenfelder tragen. The invention is basically in components Structure can be used, for example the structure, such as initially described as prior art. Prefers it is when each sample molecule field is on one Fiber element of a plurality of fiber elements is formed, the sample molecules on lateral surfaces of the fiber elements are immobilized, and the Fiber elements by means of a support element in radial Direction, based on the fiber elements, against each other fixed at a distance or in line contact with each other are bundled. A fiber element can also have several Wear sample fields.

Grundsätzlich können die Fiberelemente beliebige For men in Richtung der Längserstreckung aufweisen. In Hinblick auf eine sichere beabstandete Fixierung über die gesamte Längserstreckung der Fiberelemente kann es sich empfehlen, die Fiberelemente gerade verlaufend und parallel oder radial zueinander angeordnet auszu bildet. Es versteht sich, daß der Abstand der Fiberelemente so abgestimmt ist, daß unter Berücksi chtigung möglicher lateraler mechanischer Belas tungskräfte der Fiberelemente und des Elastizitätsmoduls des Werkstoffes der Fibern sowie deren Länge, die Zylindermantelflächen benachbarter Fiberelemente sich unter normalen Betriebsbedingungen des Bauteils nicht berühren können. Es gelten aber auch die bereits angesprochenen Alternativen.In principle, the fiber elements can be any shape Men in the direction of the longitudinal extent. In With regard to a secure spaced fixation over the entire length of the fiber elements can recommend that the fiber elements run straight and arranged parallel or radially to each other forms. It is understood that the distance of the Fiber elements is adjusted so that under Berücksi Allow for possible lateral mechanical loading forces of the fiber elements and the Modulus of elasticity of the material of the fibers as well their length, the cylinder jacket surfaces adjacent Fiber elements themselves under normal operating conditions cannot touch the component. But apply also the alternatives already mentioned.

Es ist bevorzugt, wenn die Fiberelemente optische Fiberelemente sind. Mit dieser Ausführungsform lassen sich Signale beispielsweise Floureszenzsignale aus entsprechenden Markergruppen von an den Fibern gebun denen Molekülen (optisch) anregen und zur Detektion mittels optischer Sensoren zu optisch kontaktierbaren Stellen der Fiberelemente leiten. Solche Stellen kön nen insbesondere die Stirnflächen der Fiberelemente sein. Optische Fibern können beispielsweise zumindest teilweise aus Glas bestehen. Bevorzugt ist es allerd ings, die Fiberelemente aus einem Polymerwerkstoff gebildet sind, welcher vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehen aus "Polyethylen (PE), Polycar bonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polytherephthalat(PETP), Polyethersulfon (PES), Poly etheretherketon (PEEK), Polyphenylenoxid (PPO), Polyphenylensulfid (PPS), Polybuthylenterephthalat (PBT, Polyoxymethylen (POM), Polysulfon (PSU), Poly etherimid (PEI), Polyamid(PA) und Mischungen sowie Copolymere der Monomere solcher Polymere", insbeson dere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus "Polycar bonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol und Mischungen sowie Copolymere der Monomere solcher Po lymere". Wesentlich bei der Werkstoffauswahl ist le diglich, daß der Werkstoff ausreichend (dauer)- temperaturbeständig gegen im Zuge einer Prozessierung oder eines Einsatzes der Bauteils auftretenden Tem peraturen ist. Als in diesem Sinne hochtemperatur beständig werden alle Polymerwerkstoffe bezeichnet, welche sich bei Exposition unter zumindest 90°C, vor zugsweise zumindest 120°C, insbesondere zumindest 140°C, über 1000 Stunden als beständig erweisen. Typ ischerweise ist dies erfüllt, wenn die Glastemperatur überhalb der genannten Temperaturgrenze liegt. Beson ders temperaturbeständig ist beispielsweise Polycar bonat mit einer Glastemperatur von 150°C. Es versteht sich, daß der Polymerwerkstoff in der Kunststofftech nologie übliche Hilfsstoffe enthalten kann, wie beispielsweise Weichmacher, Lichtstabilisatoren, ins besondere UV-Stabilisatoren, und dergleichen. Auch können die (wellenlängenabhängige) Dielektrizitätskon stante beeinflussende Zusätze eingebracht sein zum Zwecke der Optimierung der optischen Eigenschaften in einem interessierenden Wellenlängenbereich.It is preferred if the fiber elements are optical Are fiber elements. Let with this embodiment signals, for example, fluorescence signals corresponding marker groups of on the fibers stimulate those molecules (optically) and for detection to optically contactable by means of optical sensors Conduct places of the fiber elements. Such places can especially the end faces of the fiber elements his. Optical fibers can, for example, at least partially made of glass. However, it is preferred ings, the fiber elements made of a polymer material are formed, which is preferably selected from The group consist of "Polyethylene (PE), Polycar bonat (PC), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), Polytherephthalate (PETP), polyether sulfone (PES), poly etheretherketone (PEEK), polyphenylene oxide (PPO), Polyphenylene sulfide (PPS), polybutylene terephthalate (PBT, polyoxymethylene (POM), polysulfone (PSU), poly etherimide (PEI), polyamide (PA) and mixtures as well Copolymers of the monomers of such polymers ", in particular another selected from the group consisting of "Polycar bonat (PC), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene and Mixtures and copolymers of the monomers of such Po lymers ". Le only that the material is sufficient (permanent) - temperature resistant in the course of processing or use of the component occurring tem temperatures is. As high temperature in this sense all polymer materials are constantly referred to, which occurs at exposure below at least 90 ° C preferably at least 120 ° C, in particular at least 140 ° C, proven to be stable over 1000 hours. Type This is true if the glass temperature is above the specified temperature limit. Especially Polycar is also temperature-resistant bonat with a glass transition temperature of 150 ° C. It understands themselves that the polymer material in the plastics tech may contain conventional auxiliaries, such as for example plasticizers, light stabilizers, ins special UV stabilizers, and the like. Also can the (wavelength-dependent) dielectric con constant influencing additives to be introduced Purposes of optimizing the optical properties in a range of wavelengths of interest.

Ein Fiberelement kann auch aus mehreren Werkstoffen im Verbund hergestellt sein. Insbesondere können im Bereich der Zylindermantelfläche von dem Werkstoff des Cores verschiedene Werkstoffe eingesetzt sein, beispielsweise um die Reflektivität von in dem Fiberelement laufenden Lichts an der Grenzfläche festflüssig bzw. fest/gas ggf wellenlängenselektiv zu modifizieren. Auch kann beispielsweise das Core aus einem mechanisch starren Werkstoff bestehen, beispiel sweise Metall, Glas oder Polycarbonat, während der das Core umgebende optisch transparente Werkstoff dann weniger starr sein kann.A fiber element can also consist of several materials in the Be made composite. In particular, Area of the cylinder surface from the material of the Cores different materials can be used for example about the reflectivity of in the Fiber element running light at the interface solid liquid or solid / gas, if necessary, select wavelength modify. The core can also be made, for example a mechanically rigid material, for example metal, glass or polycarbonate, during which the Core surrounding optically transparent material then can be less rigid.

In geometrischer Hinsicht können die Fiberelemente wie folgt ausgebildet und angeordnet sein. Die Fiberele mente weisen vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 0,01 µm bis 1000 µm und eine Länge im Bereich von 0,1 µm bis 100 mm auf. Das Verhältnis Durchmesser zu Länge kann im Bereich 100 bis 10^-4 liegen. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Fiberelemente in einer Di chte von 1 bis 10⁷ Fibern/cm², bezogen auf eine ra diale Querschnittsebene der Fiberelemente, gepackt sind.Geometrically, the fiber elements can be designed and arranged as follows. The fiber elements preferably have a diameter in the range from 0.01 μm to 1000 μm and a length in the range from 0.1 μm to 100 mm. The ratio of diameter to length can range from 100 to 10 ^-4 . It is further preferred if the fiber elements are packed in a density of 1 to 10 ⁷ fibers / cm ² , based on a radial cross-sectional plane of the fiber elements.

Hinsichtlich des Tragelements sind verschiedene Aus führungsformen möglich. Das Tragelement kann an einem Ende der Fiberelemente angeordnet und die Enden der Fiberelemente umfassend ausgebildet sein, wobei die Stirnflächen der umfaßten Fiberelemente direkt oder indirekt optisch kontaktierbar sind. Im Falle der in direkten Kontaktierbarkeit muß das Tragelement zumind est im Bereich jedenfalls eines der Enden der Fiber optisch transparent sein. Ein solches Tragelement ist typischerweise Plattenförmig und seine Hauptflächen stehen orthogonal zu der Längserstreckung der Fiberelemente. Ein solches Bauteil kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß das als Lochplatte ausgebildete Tragelement durch Einführung der Fiberelemente oder der Endlosfiber in die Löcher der Lochplatte und subsequente Fixierung der Fiberelemente in den Löchern mit den Fiberelementen bestückt wird. Im Falle der Einführung von Endlosfibern muß selbstverständlich vor oder nach der Fixierung eine Schneideverfahrensstufe erfolgen. Ebenso ist es möglich, die Enden eines mittels einer Haltevorrich tung gehaltenen Bündels an Fiberelementen (oder Enden von Endlosfibern) in einen nicht ausgehärteten Werkstoff einzutauchen und dann die Aushärtung dur chzuführen. Auch kann das Tragelement aus den Fiberelementen herausgebildet werden, beispielsweise durch kontaktierende Fixierung in einem Bereich der Fiberelemente und Verschmelzen, Verschweißen, Verkle ben und dergleichen. Als Werkstoff für solche Trageelemente kommen grundsätzlich die gleichen Werkstoffe, wie vorstehend im Zusammenhang mit den Fiberelementen genannt in Frage. Es wird sich allerd ings in aller Regel empfehlen, das Tragelement optisch nicht transparent auszuführen, beispielsweise durch Zugabe von Pigmenten, und die Fiberelemente voll ständig durch das Tragelement hindurchgreifend auszu bilden. Hierdurch wird ein cross-talking optischer Signale reduziert.With regard to the support element are different management forms possible. The support element can on a End of the fiber elements arranged and the ends of the Fiber elements can be formed comprehensively, the End faces of the covered fiber elements directly or are indirectly optically contactable. In the case of the The support element must at least make direct contact at least in the area one of the ends of the fiber be optically transparent. Such a support element is typically plate-shaped and its main surfaces are orthogonal to the longitudinal extension of the Fiber elements. Such a component can, for example be produced in that as a perforated plate trained support element by introducing the Fiber elements or the endless fiber in the holes of the Perforated plate and subsequent fixation of the fiber elements in the holes with the fiber elements. In the case of the introduction of continuous fibers of course before or after the fixation Cutting process stage. It is the same possible the ends of one by means of a holding device held bundle of fiber elements (or ends of continuous fibers) into an uncured one Immerse material and then the hardening dur ch. The support element can also be made from Fiber elements are formed, for example by contacting fixation in an area of the Fiber elements and fusing, welding, gluing ben and the like. As a material for such Carrying elements come basically the same Materials as above in connection with the Called fiber elements in question. It will be all the same ings generally recommend the support element optically not transparent, for example by Adding pigments, and the fiber elements full constantly reaching out through the support element form. This makes a cross-talking optical Signals reduced.

Das Tragelement kann auch aus einem Wickeltragband ausgeführt sein. Hierbei handelt es sich um ein langes, bandförmiges elastisches Konstrukt, beispiel sweise aus einem thermoplastischen Elastomer, wie thermoplastisches Polyurethan (TPU), an oder in welchem ein Ende der Fiberelemente aufgebracht oder eingebettet wird. Dabei stehen die Fiberelemente or thogonal zur Längserstreckung des Wickeltragbandes. The support element can also consist of a winding support tape be executed. This is a long, band-shaped elastic construct, for example made of a thermoplastic elastomer, such as thermoplastic polyurethane (TPU), on or in which one end of the fiber elements is applied or is embedded. The fiber elements or thogonal to the longitudinal extent of the winding support tape.

Sodann wird das Wickeltragband beispielsweise spi ralförmig aufgerollt oder mäanderartig im Zig-Zag ge falten, wodurch die Fiberelemente zu einem 2-dimensionalen Raster angeordnet werden.Then the winding support tape is spi, for example rolled up like a rale or meandering in a zig-zag fold, making the fiber elements into one 2-dimensional grid can be arranged.

Ein Bauteil kann lediglich ein Tragelement aufweisen. Dieses Tragelement kann im Prinzip an jeder Stelle, bezogen auf die Längserstreckung der Fiberelemente, angeordnet werden, beispielsweise an einem Ende der oder mittig der Fiberelemente. Ebenso ist es aber auch möglich zwei oder mehr Tragelemente im Rahmen eines Bauteils einzurichten. Dies empfiehlt sich insbeson dere im Falle sehr langer und/oder flexibler Fiberele mente. Wenn mehrere Tragelemente vorgesehen sind, empfiehlt es sich weiterhin, jedenfalls 2 Tragelemente an den gegenüberliegenden Enden der Fiberelementen vorzusehen.A component can only have one support element. In principle, this support element can be placed anywhere, based on the longitudinal extension of the fiber elements, be arranged, for example at one end of the or in the middle of the fiber elements. But it is the same possible two or more supporting elements in the frame of one To set up the component. This is particularly recommended the case of very long and / or flexible fiberele ment. If several support elements are provided, it is still recommended to use 2 support elements at the opposite ends of the fiber elements to provide.

In Hinblick auf eine Reduktion unspezifischer Bindung von Targetmolekülen direkt an den Oberflächen der Pro benmolekülfelder ist es vorteilhaft, wenn der Po lymerwerkstoff keine funktionalen Gruppen an seiner Oberfläche trägt, und, wenn die Probenmoleküle Nuk leinsäuren, insbesondere Oligonukleotide mit weniger als 300 Basen, sind, daß die Nukleinsäuren aus einer wäßrigen Lösung unter Bestrahlung mit UV-Licht an die Oberfläche des Polymerwerkstoffes gebunden sind.With a view to reducing non-specific binding of target molecules directly on the surfaces of the Pro benmolekülfelder it is advantageous if the bottom no functional groups on its Surface carries, and when the sample molecules nuc linseic acids, especially oligonucleotides with less than 300 bases, are that the nucleic acids from one aqueous solution under irradiation with UV light to the Surface of the polymer material are bound.

Für Nukleinsäuren und andere Stoffgruppen ist eine kombinatorische Synthese auf den Fibern möglich. Selbstverständlich läßt sich ein erfindungsgemäßes Bauteil nicht nur analytisch sondern auch präparativ einsetzen, beispielsweise zur gezielten Abtrennung von Stoffen aus komplexen Gemischen, wie beispielsweise Blut. Ein erfindungsgemäßes Bauteil kann mittels beispielsweise Detergentien mit einer selbstbenet zenden Oberfläche im Bereich der Mantelflächen ausges tattet sein. Dann benetzen Lösungen mit Targetmole külen die Mantelflächen selbsttätig. Es ist auch möglich "integrated devices" zu bilden, mittels einer Kombination von Bauteilen beispielsweise zur Proben vorbereitung, zur Analyse, sowie zur Auslesung. Im Rahmen der Herstellung der Endlosfibern und/oder der Fiberelemente kann auch die Polymerisation bzw. Aus formung des Polymerwerkstoffes in Gegenwart bzw. unter Zumischung der Probenmoleküle durchgeführt werden, so daß die Probenmoleküle im Volumen eingebaut werden, allerdings nur an der Oberfläche eines Fiberelementes zugänglich sind. Weiterhin ist die Bildung von Pa tronen, enthaltend zumindest ein erfindungsgemäßes Bauteil, möglich, wobei solche Patronen beispielsweise hintereinander schaltbar sind. Auf der Oberfläche der Bauteile oder in einer Patrone können Hilfsstoffe, wie Enzyme für PCR oder Ligation, aber auch interaktions vermittelnde Moleküle angesiedelt sein.For nucleic acids and other groups of substances there is one combinatorial synthesis possible on the fibers. Of course, one according to the invention Component not only analytically but also preparatively use, for example for the targeted separation of Substances from complex mixtures, such as Blood. A component according to the invention can be by means of for example detergents with a self-wetting emitting surface in the area of the lateral surfaces act. Then wet solutions with target moles cool the outer surfaces automatically. It is also possible to form "integrated devices" by means of a Combination of components, for example for samples preparation, analysis and reading. in the Framework for the production of continuous fibers and / or Fiber elements can also be used for polymerization or out shaping of the polymer material in the presence or under Mixing of the sample molecules are carried out, so that the sample molecules are built into the volume, however only on the surface of a fiber element are accessible. Furthermore, the formation of Pa tronen containing at least one according to the invention Component, possible, such cartridges for example can be switched in series. On the surface of the Components or in a cartridge can contain auxiliary materials, such as Enzymes for PCR or ligation, but also interaction mediating molecules.

Ein erfindungsgemäßes Bauteil kann in ein fluidisches Bauteil, beispielsweise eine Pipettenspitze oder Düse eingebracht und fixiert sein. Mehrere erfindungsgemäße Bauteile können fluidisch in Serie oder parallel geschaltet sein. Ein Einbau in integrierte Analysen systeme ist möglich.A component according to the invention can be fluidized Component, for example a pipette tip or nozzle introduced and fixed. Several according to the invention Components can be fluid in series or in parallel be switched. Installation in integrated analyzes systems is possible.

Bei Bauteilen, welche kooperative Effekte, beispiel sweise Stacking Effekte, ausnutzen, kann Förster- Energie-Transfer (FRET) ausgenutzt werden, indem eines der beiden immobilisierten Probenmolekülgruppen mitglieder, beispielsweise Oligonukleotide, mit einem Donor-Fluoreszenzfarbstoff und der andere mit einem Acceptor-Farbstoff markiert ist. Bei raümlicher Nähe, beispielsweise Stacking, kommt es nun zu Förster- Transfer, entsprechend einer Modulation der Emission swellenlänge. Die Ausnutzung von FRET macht es möglich, daß Targetmoleküle nicht markiert zu sein brauchen. Es kann auch eine Änderung der elektrischen Leitfähigkeit beispielsweise im Wege der Impedanzmes sung durchgeführt werden.For components that have cooperative effects, for example stacking effects, can take advantage of Energy transfer (FRET) can be exploited by one of the two immobilized sample molecule groups members, for example oligonucleotides, with a Fluorescent donor dye and the other with one Acceptor dye is marked. With close proximity, stacking, for example, Transfer, according to a modulation of the emission wavelength. The exploitation of FRET does it possible that the target molecules are not labeled need. There may also be a change in electrical Conductivity, for example, by means of impedance measurements solution.

Weiterhin ist eine Detektion mittels festen und ggf. metallischen Partikeln, welche an Targetmoleküle ge bunden sind, möglich. Es erfolgt dann eine Messung beispielsweise mittels Scattering, evaneszenter Wel len, oder durch metallischen Niederschlag an einem Fiberelement (beispielsweise, wenn Nanokugeln aus Sil ber an den Targetmolekülen gebunden sind und foto graphische Emulsionen eingesetzt werden). Ggf. im Zusammenhang mit diesen Methoden kann SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) eingesetzt werden.Detection by means of fixed and possibly metallic particles, which ge on target molecules bound, possible. A measurement is then carried out for example by means of scattering, evanescent world len, or by metallic precipitation on one Fiber element (for example, if nanospheres made of Sil are bound to the target molecules and photo graphic emulsions are used). Possibly. in the In connection with these methods, SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) can be used.

Aufgrund der Tatsache, daß das Bauteil aus ver schiedenen Einzelelementen zusammengesetzt ist, kann auch jedes Einzelne angesprochen werden. Hierbei kön nen komplette Spektren gefahren werden und eine weitergehende Aussage zur Zusammensetzung der spezi fischen Bindungspartner oder auch frei in der Lösung weilender Moleküle getroffen werden. Hierzu sind beispielsweise einsetzbar: Raman, SERS, NIR. Due to the fact that the component from ver different individual elements can be composed each individual can also be addressed. Here, complete spectra are run and one further statement on the composition of the spec fish binding partner or freely in the solution because molecules are hit. For this are for example usable: Raman, SERS, NIR.

Bauteile können ausgelesen werden, indem das gesamte Bauteil belichtet wird oder einzelne Fiberelemente angesteuert werden (elektrisch, optomechanisch) über x-y-stage und z. B. Faseroptik oder optoelektrisch, indem fokussiertes Licht über ablenkbare Mikrospiegel eingekoppelt oder aufgenommen wird.Components can be read out by the whole Component is exposed or individual fiber elements can be controlled (electrical, optomechanical) via x-y-stage and z. B. fiber optics or optoelectric, by focusing light over deflectable micromirrors is coupled or recorded.

Fiberelemente können vor- und/oder nachbehandelt sein, indem Fiberenden coplanar geschliffen werden, Fiber enden zu Mikrolinsen verschliffen werden, Fibern zur Erzeugung von evaneszenten Wellen metallisch beschichtet werden, Fibern aufgerauht werden, Fibern einendig verspiegelt werden und so die Emission eingekoppelten Lichts wieder am gleichen (nicht ver spiegelten) Ende abgenommen und gemessen wird, op tional über die gleiche Optikvorrichtung. Die Signaleinkoppelung bzw. Modulation kann verstärkt wer den, indem ein modulierender bzw. reflektierender Stoff in Lösung in die Fiberzwischenräume eingebracht wird. Dieser Stoff kann aber dort auch als Festkörper vorliegen.Fiber elements can be pretreated and / or post-treated, by coplanar fiber ends, fiber ends to be ground to microlenses, fibers to Generation of evanescent waves metallic coated, fibers roughened, fibers be mirrored at one end and so the emission coupled light again at the same (not ver mirrored) end is removed and measured, op tionally via the same optical device. The Signal coupling or modulation can be amplified by adding a modulating or reflecting one Substance in solution introduced into the fiber spaces becomes. This substance can also be used as a solid available.

Alle vorstehenden Ausführungen gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungs gemäßen Verwendungen.All of the above statements apply accordingly to the inventive method and the fiction appropriate uses.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungsformen darstellenden Beispielen näher erläutert. In the following, the invention is based on only Examples illustrating embodiments explained.

example 1 Immobilization of two different ones Nucleic acid species on one Endless fiber

Die grundsätzliche Vorgehensweise der Immobilisierung ist wie folgt. Es wird ein Oligonukleotidpaar in eine Crosslink-Lösung enthaltend 1 M NaCl, 0,2 M MgCl₂ und 0,3 M Tris, pH 8, in einer (Gesamt-) Konzentration von 10 nM eingebracht. In einer Vorrichtung wird eine PS- Endlosfiber von 80 µm Durchmesser, welche auf übliche Weise extrudiert wurde, von einer Vorratsrolle durch ein Quarzglasrohr mit einem Innendurchmesser von 1 mm und einer Länge von 1 m durchgeleitet, dessen Enden offen und nach oben gebogen sind, wobei an einem Ende des Rohres ein zusätzlicher Ablaufstutzen und am anderen Ende ein zusätzlicher Zulaufstutzen angebracht sind. Der Zulaufstutzen wird mit einer Schlauchpumpe verbunden, die mit einem Vorratsbehälter in Verbindung steht, in welchem die Oligonukleotidlösung bevorratet wird. Die Endlosfiber wird am Austrittsende aus dem Quarzglasrohr auf eine Auffangrolle aufgespult, die mit einem Schrittschaltmotor angetrieben wird. In das Quarzglasrohr wird die Oligonukleotidlösung einge bracht und das Quarzglasrohr wird mit einer darüber angebrachten UV-Lampe mit einer Hauptemission bei 254 nm bestrahlt. Dabei wird die Drehzahl der Auf fangspule so eingestellt, daß eine Verweildauer jedes Bereiches der Endlosfiber in der Oligonukleotidlösung in dem Quarzglasrohr von ca. 5 min. eingerichtet ist. Gleichzeitig wird der Volumenstrom der Oligonukleo tidlösung durch das Quarzglasrohr so eingestellt, daß innerhalb von ca. 5 min. ein vollständiger Austausch der Oligonukleotidlösung in dem Quarzglasrohr stattfindet. Verschiedene Endlosfibern werden so in verschiedenen Quarzglasrohren bzw. Reaktoren mit ver schiedenen Oligonukleotidpaaren beschichtet. Alterna tiv können verschiedene Abschnitte einer einzigen Endlosfiber, beispielsweise jeweils auf 10 m Länge, dadurch mit verschiedenen Oligonukleotidpaaren beschichtet werden, daß die Oligonukleotidlösung in dem Quarzrohr entsprechend der gewünschten Abschnit tlänge und unter Berücksichtigung der Vorschubgesch windigkeit der Endlosfiber durch das Quarzglasrohr ausgetauscht wird. So können ggf. auf einer einzigen Endlosfiber sehr viele verschiedene Spezifitäten erzeugt werden.The basic procedure for immobilization is as follows. An oligonucleotide pair is introduced into a crosslink solution containing 1 M NaCl, 0.2 M MgCl ₂ and 0.3 M Tris, pH 8, in a (total) concentration of 10 nM. In a device, a PS continuous fiber of 80 microns in diameter, which was extruded in the usual way, is passed from a supply roll through a quartz glass tube with an inner diameter of 1 mm and a length of 1 m, the ends of which are open and bent upwards, whereby at one end of the pipe there is an additional drain socket and at the other end an additional inlet socket. The inlet connection is connected to a peristaltic pump which is connected to a storage container in which the oligonucleotide solution is stored. The continuous fiber is wound at the exit end of the quartz glass tube onto a collecting roller which is driven by a stepping motor. The oligonucleotide solution is introduced into the quartz glass tube and the quartz glass tube is irradiated with a UV lamp attached above with a main emission at 254 nm. The speed of the catch coil is set so that a dwell time of each area of the continuous fiber in the oligonucleotide solution in the quartz glass tube of about 5 min. is set up. At the same time the volume flow of the oligonucleotide solution through the quartz glass tube is adjusted so that within about 5 min. a complete exchange of the oligonucleotide solution takes place in the quartz glass tube. Different continuous fibers are coated in different quartz glass tubes or reactors with different pairs of oligonucleotides. Alternatively, different sections of a single continuous fiber, for example each 10 m long, can be coated with different pairs of oligonucleotides by exchanging the oligonucleotide solution in the quartz tube in accordance with the desired section length and taking into account the feed rate of the continuous fiber through the quartz glass tube. This means that many different specificities can be generated on a single continuous fiber.

Als Probenpaare werden beispielsweise eingesetzt:
Paar a) wt-Oligo (T)35-CTACCC (linker Arm) und wt- Oligo CTACAG-(T)35 (rechter Arm);
Paar b) mt-Oligo (T)35-CTACCA (linker Arm) und wt- Oligo CTACAG-(T)35 (rechter Arm).The following are used as sample pairs:
Pair a) wt-oligo (T) 35-CTACCC (left arm) and wt-oligo CTACAG- (T) 35 (right arm);
Pair b) mt-oligo (T) 35-CTACCA (left arm) and wt-oligo CTACAG- (T) 35 (right arm).

Angaben stets von 5' zu 3'. Generell wird vorteilhaf terweise so gearbeitet, daß ein Oligonukleotid eines Paares am 5' Ende und das andere am 3' Ende immobilis iert ist.Always from 5 'to 3'. Generally it is advantageous worked so that an oligonucleotide of a Pair at the 5 'end and the other at the 3' end immobilis is.

Ein Bauteil aufweisend die beiden vorstehenden Proben paare wurde getestet durch Inkubation des Bauteils mit einer Lösung enthaltend ein wt-Oligonukleotidtarget der Sequenz Biotin-CTGTAGGGGTAG. Nach Streptavidin- Peroxidase-Konjugatbildung wurde colorimetrisch analysiert. Dabei zeigte sich sich eine Hybridisierung nur an dem Fiberelement mit dem Probenpaar A. Ein mt- Oligonukleotidtarget der Sequenz Biotin-CTGTAGTGGTAG band dagegen nur an dem Fiberelement mit dem Probenpaar B. Kontrollversuche mit wt linker Arm, mt linker Arm oder wt rechter Arm alleine waren negativ, i. e. nur bei kooperativer Interaktion der beiden Oli gonukleotide eines Probenpaares mit dem Target ist eine Hybridisierung feststellbar. Weiterhin entsteht kein Signal, wenn bei Hybridisierung auf der Targetse quenz eine Lücke von 1 oder mehr Nukleotiden zwischen rechtem und linkem Arm vorliegt.One component comprising the two samples above was tested by incubating the component with a solution containing a wt oligonucleotide target the sequence biotin-CTGTAGGGGTAG. After streptavidin Peroxidase conjugate formation became colorimetric analyzed. This showed a hybridization only on the fiber element with the sample pair A. A mt- Oligonucleotide target of the sequence biotin-CTGTAGTGGTAG tied only to the fiber element with the Sample pair B. Control experiments with wt left arm, mt left arm or wt right arm alone were negative, i. e. only with cooperative interaction of the two oli gonucleotides of a pair of samples with the target a hybridization was found. Still arises no signal when hybridizing to the target sequence a gap of 1 or more nucleotides between right and left arm.

Example 2 Immobilization of nucleic acids a glass of continuous fiber

Eine Endlosfiber aus Glas wird zunächst durch eine Silanisierungslösung geführt, und dabei aminosilanis iert. Ansonsten wird wie in Beispiel 1 verfahren mit dem Unterschied, daß die Lösung in dem Reaktor einen aminospezifischen chemischen Crosslinker, beispiel sweise FDC, enthält und die Oligonukleotide aminomodi fiziert sind. Eine Bestrahlung ist nicht notwendig.An endless fiber made of glass is initially replaced by a Silanization solution performed, and aminosilanis iert. Otherwise the procedure is as in Example 1 with the difference is that the solution in the reactor is one amino-specific chemical crosslinkers, for example FDC, contains and the oligonucleotides amino modes are infected. Irradiation is not necessary.

Example 3 Merging fiber elements into one Component by meandering laying

Eine Endlosfiber mit 200 µm Durchmesser und 1000 m Länge, die an 1000 äquidistanten verschiedenen Längenabschnitten (von 1 m Länge) mit unterschiedli chen Oligonukleotidpaaren beschichtet ist, wird gegen läufig über zwei einander gegenüberliegenden Reihen mit je 100 Führungshaken gewunden, so daß die Über gangsstellen zwischen den verschiedenen Längenab schnitten bei den Führungshaken zu liegen kommen. Die Fiber ist dann letztendlich mäanderförmig verlegt, wobei die verschiedenen Längenabschnitte zueinander parallel angeordnet sind. Die verschiedenen Längenab schnitte werden dann ggf. in Richtung der Mäanderebene zum Anliegen aneinander gebracht und die so entste hende dichte Lage an Längenabschnitten wird dann mit einer Abdeckfolie belegt. Es entsteht eine Lage von 20 mm Breite und 1 m Länge. Dies wird mit weiteren Längenabschnitten der Endlosfiber oder einer anderen Endlosfiber 99mal wiederholt, wobei die entstehenden Lagen unter jeweiliger Zwischenschaltung einer Abdeck folie aufeinander gestapelt werden. Es entsteht ein 100 × 100 Raster, in einer Ebene orthogonal zur Läng serstreckung der Längenabschnitte betrachtet. Die Deckfolien werden in Längsrichtung herausgezogen, ohne Verschiebung von Längenabschnitte und ein ver dichtender Druck wird aufgebracht. Es entsteht ein im wesentlichen quadratisches 100 × 100 Raster in dichter Packung. Sodann wird zur mechanischen Stabilisierung der Positionen der Längenabschnitte zueinander eine Stützhülse, beispielsweise als Band, um das Raster angebracht und die Bereiche bei den Führungshaken durch zwei Schnitte in Ebenen orthogonal zu der Läng serstreckung der Längenabschnitte entfernt. Durch ort sselektive selektive Lichteinkoppelung an einem so entstandenen Längenabschnitte und Messung des erhal tenen Signals an dem anderen so erhaltenen Ende er folgt eine Bestimmung von Position eines Längenabschnittes und hierzu zugeordnetem Oligonukleo tidpaar. Schließlich werden in Richtung orthogonal zur Längserstreckung Blöcke einer Höhe von 1 mm ab geschnitten, wobei nicht ganz 1000 Biochips gleichen Aufbaus erhalten werden. An endless fiber with a diameter of 200 µm and 1000 m Length that at 1000 equidistant different Length sections (of 1 m length) with different Chen oligonucleotide pairs is coated, is against common over two opposite rows wound with 100 guide hooks each so that the over starting points between the different lengths cut at the guide hooks come to rest. The In the end, fiber is laid in a meandering shape, with the different length sections relative to each other are arranged in parallel. The different lengths If necessary, cuts are then made in the direction of the meandering plane brought to rest against each other and the result dense position at length sections is then with a cover film. A layer of 20 is created mm wide and 1 m long. This will work with others Longitudinal sections of the continuous fiber or another Endless fiber repeated 99 times, the resulting Layers with the respective interposition of a cover foil to be stacked on top of each other. It arises 100 × 100 grid, in a plane orthogonal to the length Extension of the length sections considered. The Cover foils are pulled out lengthways without Shift of lengths and a ver sealing pressure is applied. An im arises essential square 100 × 100 grid in dense Pack. Then it becomes mechanical stabilization the positions of the longitudinal sections relative to one another Support sleeve, for example as a band, around the grid attached and the areas at the guide hook by two cuts in planes orthogonal to the length Extension of the length sections removed. By location selective selective coupling of light to a sun resulting lengths and measurement of the received signal at the other end thus obtained a determination of the position of a follows Longitudinal section and associated oligonucleo tidpaar. Finally, be orthogonal to Longitudinal blocks from a height of 1 mm cut, whereby not quite 1000 biochips are the same Construction can be obtained.

Example 4 Joining fiber elements together Web technology

Endlosfibern, wie in Beispiel 3 eingesetzt, werden entsprechend einem Schußfaden zwischen Kettfäden mäanderförmig eingewebt. Als Kettfäden dienen nicht mit Nukleinsäuren beschichtete Fibern. Es entsteht gleichsam ein flächiges Textil mit zueinander parallel angeordneten Längenabschnitten. Eine Mehrzahl solcher flächigen Textile werden aufeinander gestapelt und gehalten, wobei dann die Kettfäden herausgezogen wer den. Dabei oder danach wird eine Verdichtung durchge führt und es entsteht ein Raster gemäß dem Beispiel 3. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung können auch mit Nukleinsäuren versehene Fibern als Kettfäden eingesetzt sein (dann wird es sich um Fibern von un terschiedlichen Endlosfibern mit jeweils nur einem Oligonukleotidpaar handeln) und die Schußfäden durch nicht mit Oligonukleotiden beschichtete Fiber gebildet sein.Endless fibers as used in Example 3 are used corresponding to a weft thread between warp threads woven in a meandering shape. Do not serve as warp threads fibers coated with nucleic acids. It arises as it were a flat textile with parallel to each other arranged lengths. Most of them flat textiles are stacked on top of each other and held, then pulling out the warp threads the. A compression is carried out during or after this leads and there is a grid according to Example 3. In this embodiment of the invention, too fibers provided with nucleic acids as warp threads used (then it will be fibers from un different continuous fibers with only one each Act oligonucleotide pair) and through the weft threads fiber not coated with oligonucleotides his.

Example 5 Joining fiber elements together Support element

Eine Endlosfiber entsprechend Beispiel 3 wird durch eine Mehrzahl von thermoplastischen Lochplatten hin- und hergefädelt, wobei die Übergangsstellen der verschiedenen Längenabschnitte bei den Umkehrpunk ten der ersten und der letzten Lochplatte zu liegen kommen. Zwischen der ersten und der letzten Lochplatte angeordnete Lochplatten sind in Richtung der Längser streckung der Längenabschnitte gegeneinander beispiel sweise mittels Abstandhaltern fixiert, wobei jeweils Paare von Lochplatten gebildet werden (zwischen den Paaren von Lochplatten können ebenfalls (kürzere) Ab standshalter angeordnet sein, die Lochplatten benach barter Paare können aber auch unmittelbar aneinander anstoßen). Durch Wärmeeinwirkung und/oder mechanische Druckkräfte auf die Lochplatten in Richtungen der Hauptebene der Lochplatten werden die Längenabschnitte in jeder Lochplatte gleichsam eingeschrupft so darin fixiert. Sodann werden Schnitte zwischen den Lochplat ten benachbarter Paare angebracht. Die Außenflächen der Lochplatten der so erhaltenen Konstrukte werden poliert, so dann die Enden der Fiberelemente coplanar mit den Außenflächen der Lochplatten sind. Die Loch platten können aus einem lichtundurchlässigen Werkstoff bestehen. Das erhaltene Konstrukt kann mit einer lichtundurchlässigen Hülse ausgestattet werden. Die Lochplatten können Zu- und/oder Ablauföffnungen für Fluide, beispielsweise Analysate, aufweisen.An endless fiber according to Example 3 is through a plurality of thermoplastic perforated plates and threaded here, the transition points of the different lengths at the reversal point ten of the first and last perforated plate come. Between the first and the last perforated plate arranged perforated plates are in the direction of the longitudinal stretching the length sections against each other example sometimes fixed with spacers, whereby each Pairs of perforated plates are formed (between the Pairs of perforated plates can also (shorter) Ab stand holder be arranged, the perforated plates adj Bearded couples can also be in direct contact nudge). By exposure to heat and / or mechanical Pressure forces on the perforated plates in the directions of the The main sections of the perforated plates are the length sections in every perforated plate, so to speak, in it fixed. Then cuts are made between the perforated plate adjacent pairs attached. The outside surfaces of the perforated plates of the constructs thus obtained polished, then the ends of the fiber elements coplanar with the outer surfaces of the perforated plates. The hole panels can be made from an opaque Material. The construct obtained can with be equipped with an opaque sleeve. The perforated plates can have inlet and / or outlet openings for fluids, for example analytes.

Example 6 Production of a planar biochip with two different nucleic acid species in a field

Es wird grundsätzlich wie in Beispiel 1 verfahren mit dem Unterschied, daß in verschiedene Felder eines im wesentlichen planaren Trägers jeweils 5 µl von ver schiedene Nukleotidpaare enthaltenden verschiedenen Lösungen aufgetropft wird. Sonstige Lösungsbestand teile sowie UV Bestrahlung entsprechen ebenfalls Beispiel 1. Sodann erfolgt eine Hybridisierung mit biotinyliertem Target. Ein Nachweis des Biotin-Targets erfolgt über eine Enzymkonjugatbildung und chemilumi neszentes Substrat und CCD-Messung oder ein unlösli ches Reaktionsprodukt von TMB und violettem Farbniederschlag.The procedure is basically the same as in Example 1 the difference that in different fields one in essential planar carrier each 5 µl of ver different nucleotide pairs containing different Solutions is dripped on. Other solution inventory Parts and UV radiation also correspond Example 1. Hybridization then takes place with biotinylated target. Evidence of the biotin target takes place via enzyme conjugate formation and chemilumi nescent substrate and CCD measurement or an insoluble reaction product of TMB and violet Color precipitation.

Example 7 Stabilize the stacking interaction

Die Stacking Interaktion läßt sich weiter stabilis ieren, wenn der rechte Arm 5'-phosphoryliert ist und die Kontaktierung mit dem Target in Gegenwart von Li gase erfolgt. Dabei werden die beiden Oligos eines Probenpaares miteinander verknüpft.The stacking interaction can be further stabilized when the right arm is 5'-phosphorylated and contacting the target in the presence of Li gases occurs. The two oligos become one Sample pair linked together.

Example 8 Carrying out a measurement with an er component according to the invention

Ein erfindungsgemäßes Bauteil wird mit einem Analysat enthalten ein Gemisch aus fluoreszenzmarkierten Oli gonukleotiden unter Hybridisierungsbedingungen kontak tiert. Einige der Oligonukleotide des Analysats weisen dabei Komplementarität zu einigen an dem Bauteil immo bilisierten Oligonukleotidpaaren auf. Das Analysat verteilt sich aufgrund von Kapillarkräften selbsttätig innerhalb des Bauteils, wobei Oligonukleotide des Ana lysats, welche komplementär zu immobilisierten Oli gonukleotidpaaren sind, im Wege der Hybridisierung an dem Bauteil bzw. den respektiven Fiberelementen gebun den werden. Es folgt eine Waschverfahrenstufe mit Waschpuffer, wobei nicht hybridisierte Oligonukleotide des Analysats ausgewaschen werden. Dann wird eine Stirnseite des Bauteils mit einer zur Anregung des Fluoreszenzfarbstoffes geeigneten Wellenlänge bestrahlt. An der gegenüberliegenden Seite wird eine Detektion von Signalen bei der Emissionswellenlänge des Fluoreszenzfarbstoffes durchgeführt, und zwar mit Ortsauflösung in Richtungen der Ebene der Stirnfläche mittels eines CCD Elements. Auch der Einsatz eines Scanners und/oder eines Photomultipliers ist möglich. Eine Auswertung erfolgt unter Berücksichtigung der Positionen der Fiberelemente und der jeweils daraus emittierten Signale.A component according to the invention is provided with an analyte contain a mixture of fluorescent labeled oli Contact gonucleotides under hybridization conditions animals. Some of the analyte's oligonucleotides indicate thereby complementarity to some on the component immo bilized oligonucleotide pairs. The analyte distributes itself automatically due to capillary forces within the component, wherein oligonucleotides of Ana lysates, which are complementary to immobilized oli gonucleotide pairs are, by way of hybridization the component or the respective fiber elements that will. A washing process stage follows Wash buffer, with non-hybridized oligonucleotides of the analyte are washed out. Then one Face of the component with a to excite the Fluorescent dye suitable wavelength irradiated. On the opposite side is a Detection of signals at the emission wavelength performed the fluorescent dye, with Spatial resolution in the direction of the plane of the face using a CCD element. Even the use of a Scanners and / or a photomultiplier is possible. An evaluation takes place taking into account the Positions of the fiber elements and each of them emitted signals.

Example 9 cooperative protein binding

Die Antigenbindungsstelle eines Antikörpermoleküls (equivalent eines Fab Fragments) wird durch die end ständigen Teile einer leichten und schweren Protein kette gebildet. Diese binden kooperativ ein Antigen, indem beide Ketten sowohl untereinander als auch mit dem Antigen in Wechselwirkung treten. Die Bindung ent steht dabei nur, wenn beide Ketten untereinander in einer bestimmten Konformation vorliegen und mite inander interagieren können, wobei die Antigenbindung durch einen Konformationswechsel und Interaktion bei der Ketten weiter verstärkt wird. Das gleiche gilt für Proteinketten, z. B. in Enzymen, die so in Überstruk turen gefaltet sind, daß z. B. eine Substrattasche ent steht. Diese Tasche wird dabei oft von unterschied lichen Proteinketten gebildet. Das Substrat tritt oft zunächst nur unter geringen Wechselwirkungskräften mit dem Protein in Kontakt. Dieser erste Kontakt wird durch kooperative Effekte und Konformationsänderung so weit verstärkt ("induced fit"), daß es stark gebunden und ggf. umgesetzt wird. Der umgekehrte Fall der Ablösung der Endprodukte wird dabei ebenfalls oft durch Aufhebung der Kooperationseffekte erzielt.The antigen binding site of an antibody molecule (equivalent to a Fab fragment) is replaced by the end permanent parts of a light and heavy protein chain formed. These cooperatively bind an antigen by both chains with each other as well as with interact with the antigen. The binding ent only stands if both chains are in each other of a certain conformation and mite can interact with each other, taking antigen binding through a change of conformation and interaction the chains are further reinforced. The same applies Protein chains, e.g. B. in enzymes, so in superstructure doors are folded that z. B. ent a substrate pocket stands. This bag is often distinguished from protein chains. The substrate occurs often initially only with low interaction forces the protein in contact. This first contact will be through cooperative effects and change of conformation widely reinforced ("induced fit") that it is strongly bound and possibly implemented. The reverse case of Replacement of the end products is also common achieved by canceling the cooperation effects.

Kooperationseffekte können in Analysesystemen, deren Sensorelemente aus Proteinen oder Peptiden bestehen, ausgenutzt werden, indem eine oder mehrere Aminosäure ketten in einem Sensorelementfeld immobilisiert wer den, z. B. bei der Verwendung von zwei Ketten eine leichte und eine schwere Kette eines Antikörper moleküls. Durch verschiedene Kombinationen von Ein zelketten wird eine hohe Anzahl von Spezifitäten mit einer relativ geringen Anzahl von Einzelsensoren erzielt.Cooperation effects can be found in analysis systems whose Sensor elements consist of proteins or peptides, can be exploited by one or more amino acids chains immobilized in a sensor element array the, e.g. B. when using two chains one light and a heavy chain of an antibody molecule. Through different combinations of one cell chains will have a high number of specificities a relatively small number of individual sensors achieved.

Example 10 dynamic addressing

Unterschiedliche Endlosfibern werden aus einem Po lymergranulat extrudiert, wobei unterschiedliche Quantum-Dots (mit unterschiedlichen Wellenlängen charakteristika) in verschiedenen Vorlagen an Granu latmasse eingemischt sind. Auf diese Weise erfolgt eine eindeutige Codierung der jeweilig hergestellten Endlosfibern. Die Endlosfibern werden, wie vorstehend beschrieben jeweils mit unterschiedlichen Proben molekülspezies bzw. Probenmolekülspeziesgruppen beschichtet, wobei eine Zuordnung zwischen Codierung und Probenmolekülspezies-/-gruppen erfolgt. Sodann wird auf ebenfalls vorstehend beschriebene Weise aus mehreren unterschiedlichen Endlosfibern ein Bauteil zusammengesetzt. Herstellerseitig oder vor dem Einsatz des Bauteils beim Anwender wird mittels Spektralana lyse der einzelnen Fiberelemente eine räumliche Zuord nung der örtlichen Position der jeweiligen Fiberelemente mit ihrer jeweiligen Codierung getrof fen. Mit der bekannten Zuordnung der Codierungen und den Probenmolekülspezies-/-gruppen erfolgt so letzten delich deren Zuordnung zu räumlichen Positionen. Im Ergebnis braucht im Herstellungsprozeß nicht auf ex akte Positionierung der Fiberelemente geachtet zu werden.Different endless fibers become one bottom extruded lymer granules, different Quantum dots (with different wavelengths characteristics) in different templates on Granu lat mass are mixed. This is done a unique coding of the manufactured one Endless fibers. The continuous fibers are as above described with different samples molecular species or sample molecule species groups coated, with an association between coding and sample molecule species / groups. Then will also be described in the manner described above several different continuous fibers one component composed. By the manufacturer or before use of the component at the user is made using spectralana lysis of the individual fiber elements a spatial assignment the local position of each Fiber elements hit with their respective coding fen. With the known assignment of the codes and the sample molecule species / groups are the last delich their assignment to spatial positions. in the Result does not need ex in the manufacturing process Attention to the positioning of the fiber elements become.

Example 11 Detection using FRET

Ein Fiberelement wird mit Probenmolekülen belegt, welche bei Kontakt mit dem Spezifizierten Target molekül eine kooperative Wechselwirkung eingehen. Die Kooperationspartner sind dabei mit jeweils einem Donor und einem Akzeptor für FRET ausgestattet. Bei Bindung des Targetmoleküls tritt eine räumliche Nähe des Donor-/Akzeptor-Paares ein, die bei optischer Kontak tierung mit der Anregungswellenlänge zu FRET führt. Dieser Aufbau macht eine Markierung der Target moleküle, beispielsweise mit Farbstoffen, sowie eine Waschstufe überflüssig.A fiber element is covered with sample molecules, which upon contact with the specified target enter into a cooperative interaction. The Cooperation partners are each with a donor and an acceptor for FRET. When binding of the target molecule occurs a spatial proximity of the A donor / acceptor pair that is used for optical contact with the excitation wavelength leads to FRET. This structure marks the target molecules, for example with dyes, and a Washing stage unnecessary.

Claims

1. component with a carrier and with at least one sample molecule field arranged on the carrier in a defined arrangement, the sample molecule field carrying sample molecules of at least one sample molecule species,
characterized by
that the sample molecule field carries at least two samples of a species of a sample molecule species group, wherein group elements of the sample molecule species group bind together to form a defined target molecule with the formation of cooperative effects.

2. Component according to claim 1, characterized in that a plurality of sample molecule fields set up is an association between the geometric Positions of the sample molecule fields within the burrow partly and the sample molecule species of the samples molecular fields is hit,

3. Component according to claim 1 or 2, characterized records that the sample molecules of the sample molecule spec Target groups are selected from the group consisting from "nucleic acids, DNA, RNA, PNA, aptamers, proteins, Peptides, saccharides and mixtures of these Sample molecules ".

4. Component according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the sample molecule species Nuklein are acids, and that the cooperation effects stacking Effects of nucleic acids when attaching a target molecules, in particular a target nucleic acid, stacking effects optionally by adding Li gases to a solution containing target nucleic acids are also stabilizable.

5. Component according to claim 4, characterized in that the sample nucleic acids hybridize tion area and a spacer area, wherein the hybridization area over the spacer area is immobilized in a sample molecule field.

6. Component according to claim 4 or 5, characterized records that sample nucleic acids of a sample molecule species group assigned in pairs to each other and over a single spacer area connected together are, the sample nucleic acids via a Binding site in the spacer area on the sample molecular field are immobilized.

7. Component according to one of claims 4 to 6, characterized characterized in that the hybridization range 3 to Contains 25 nucleic acid bases.

8. Component according to one of claims 4 to 7, characterized characterized in that the spacer area Nucleic acid bases, especially thymidine, are formed and that the spacer region is 5 to 80, preferably 25 to 40, nucleic acid bases.

9. Component according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that each sample molecule field each from a fiber element of a plurality of fiber elements ten is formed, the sample molecules on Man surfaces of the fiber elements are immobilized, and wherein the fiber elements by means of a support element in radial direction, based on the fiber elements, fixed at a distance from each other or in line con are bundled to each other.

10. Component according to claim 9, characterized in that the fiber elements parallel to each other as Fiber element bundles are arranged.

11. Component according to claim 9 or 10, characterized records that the fiber elements are optical fiber elements are.

12. Component according to one of claims 9 to 11, characterized characterized in that the fiber elements from a bottom polymer material are formed, which preferably is selected from the group consisting of "Polyeth ylen (PE), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), Polystyrene (PS), polytherephthalate (PETP), polyether sulfone (PES), polyether ether ketone (PEEK), Polyphenylene oxide (PPO), polyphenylene sulfide (PPS), Polybutylene terephthalate (PBT, polyoxymethylene (POM), polysulfone (PSU), polyetherimide (PEI), Polyamide (PA) and blends and copolymers of mono mere of such polymers ", in particular selected from the group consisting of "Polycarbonate (PC), Poly vinyl chloride (PVC), polystyrene and mixtures as well Copolymers of the monomers of such polymers ".

13. Component according to one of claims 9 to 12, characterized characterized in that the end faces at least one End of the fiber elements, preferably both ends, are optically contactable.

14. Component according to one of claims 9 to 13, characterized characterized in that the fiber elements have a through have knives in the range of 0.01 µm to 1000 µm.

15. Component according to one of claims 9 to 14, characterized characterized in that the fiber elements have a length in Have a range from 0.1 µm to 100 mm.

16. Component according to one of claims 9 to 15, characterized in that the fiber elements are packed in a density of 1 to 10 ⁷ fibers / cm ² , based on a radial cross-sectional plane of the fiber elements.

17. Component according to one of claims 9 to 16, characterized characterized in that the support element at one end of the Fiber elements arranged and the ends of the fiberele is formed comprehensively, the forehead areas of the covered fiber elements directly or are indirectly optically contactable.

18. Component according to one of claims 9 to 17, characterized characterized in that at both ends of the fiber elements one supporting element is arranged.

19. Component according to one of claims 9 to 18, characterized characterized in that the support element between the at the ends of the fiber elements, for example in the middle, is arranged.

20. Component according to one of claims 9 to 19, characterized characterized in that the support element as a perforated plate is trained.

21. Component according to one of claims 9 to 20, characterized characterized in that the support element as a winding support tape is trained.

22. Component according to one of claims 9 to 21, characterized characterized in that the polymer material no radio tional groups on its surface that the Sample molecules are nucleic acids, and that the Nucleic acids from an aqueous solution under Irradiation with UV light on the surface of the buttocks are bound.

23. A method for producing a component according to one of claims 1 to 22, with the following process stages:

a) a carrier, preferably a planar carrier, is produced,
b) sample molecules are set up on the carrier in a defined arrangement,
c) sample molecules of a respectively selected, different sample molecular species group are immobilized on each sample molecule field, group elements of each sample molecule species group binding together to form a defined target molecule, with the formation of cooperative effects,
d) optionally the product from stage c) is fed to a washing stage,
e) the sample molecule species group immobilized in step c) is assigned to each sample molecule field.

24. A method for producing a component according to one of claims 1 to 22, with the following process stages:

a) at least one continuous fiber is produced,
b) the continuous fiber is passed through a fluid containing in each case as sample molecules at least two elements of a selected sample molecule species group,
c) the sample molecules of the sample molecule species group are immobilized on the continuous fiber,
d) optionally, the continuous fiber is fed to at least one washing process stage,
e) the continuous fiber is assigned to the sample molecule species group immobilized on the fiber in stage c),
f) a fiber element is cut off from different continuous fibers or from different sections of an endless fiber and the fiber elements of different continuous fibers or sections are bundled and fixed.

25. The method according to claim 23 or 24, wherein the An number of elements of sample molecule group 2 is.

26. Use of a component according to one of claims 1 to 22 in a method for the detection of target molecules, with the following method steps:

a) a solution with prospective target molecules is fed to the component under conditions in which target molecules bind to sample molecules,
b) at the same time as stage a) or thereafter, the component is fed to a detection method stage in which binding events from stage a) are detectable, and where detection takes place with lateral spatial resolution, and the spatial resolution is at least as high as that Distance between two neighboring sample molecule fields,
c) at the same time as stage b) or thereafter, the signals detected are assigned to the sample molecule fields from which the signals are obtained.

27. Use of a component according to one of claims 1 to 22 in a method for the detection of target molecules, wherein optically contactable end faces of the fiber elements are optically connected to a detector which is sensitive to optical radiation of a detection wavelength, and wherein signals from the detector each are assigned to the fiber elements with the following process stages:

a) a solution with prospective target molecules is added to the component under conditions in which target molecules bind to sample molecules,
b) simultaneously with stage a) or thereafter, the component is irradiated with primary radiation that excites a detection wavelength,
c) at the same time as stage b) or thereafter, the signals from the detector are read out and the signals are processed and stored.

28. Use of a component according to one of claims 1 to 22 in a method for the preparative preparation of a solution containing a mixture of substances, the component carrying sample molecules which bind to molecules to be separated from the mixture of substances target with the following process steps :

a) the solution is fed to the component, the target molecules to be separated being bound to sample molecules and thus being immobilized,
b) then the solution freed from target molecules to be separated is removed from the component and, if necessary, fed to a further processing, for example a method according to one of claims 26 or 27.

29. Methods of interaction analysis, at least immobilizes a sample molecule on a solid and where one is present for the sample molecule complementary target molecule in one with the solid solution brought into contact a cooperation effect with the inclusion of different parts of a Sample molecule or different sample molecules in the Interaction between sample molecule and Tar getmolecule takes place and the interaction is energetic stabilized.