DE10207918A1 - Method for detecting nucleic acid mutations, useful e.g. for diagnosis and HLA typing, based on the force required to separate matched and mismatched hybrids - Google Patents

Method for detecting nucleic acid mutations, useful e.g. for diagnosis and HLA typing, based on the force required to separate matched and mismatched hybrids

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DE10207918A1
DE10207918A1 DE2002107918 DE10207918A DE10207918A1 DE 10207918 A1 DE10207918 A1 DE 10207918A1 DE 2002107918 DE2002107918 DE 2002107918 DE 10207918 A DE10207918 A DE 10207918A DE 10207918 A1 DE10207918 A1 DE 10207918A1
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Filipp Oesterhelt
Boris Steipe
Hermann Gaub
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Abstract

A method for detecting mutations in a nucleic acid based on the application of a tensile force to separate hybridized oligonucleotides, is new. Detecting mutations in a nucleic acid (NA) comprises: (a) treating many NA strands with at least two type of oligonucleotides, receptor oligos and probe oligos, so as to form, by hybridization, sample complexes (SC) and reference complexes (RC) such that an immobilized, or immobilizable, linkage (L) between SC and RC is formed; (b) optionally immobilizing (L); (c) applying a tractive force to (L); and (d) determining which of the complexes has separated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweis von Mutationen bei einer Nucleinsäure. The invention relates to a method for the detection of mutations in a Nucleic acid.

Die Untersuchung von Variationen oder Mutationen einer genomischen Nucleinsäuresequenz wird zunehmend wichtiger und interessanter, da die Veränderungen Rückschlüsse zulassen, die für verschiedene Bereiche ausgenützt werden können. The study of variations or mutations of a genomic Nucleic acid sequence becomes increasingly important and interesting as the changes draw conclusions allow that can be used for different areas.

Es gibt verschiedene Arten von Variationen und Mutationen, die alle unter dem Oberbegriff Polymorphismus zusammengefasst werden. Unter einem Polymorphismus versteht man eine Variation, einer genomischen Nukleinsäuresequenz, die häufig an der selben Stelle festgestellt werden kann. Es kann sich dabei sowohl um den Austausch einzelner Basen, eine so genannte Punktmutation, als auch kleine Deletionen, Insertionen und Inversionen aber auch um die Umorganisation großer Sequenzabschnitte handeln. In jedem Fall ist die Sequenz im Vergleich zum Wildtyp an einer oder mehreren Stellen verändert. There are different types of variations and mutations, all under the The generic term polymorphism can be summarized. Under polymorphism one variation, a genomic nucleic acid sequence that is often on the same Body can be determined. It can be both an exchange of individuals Bases, a so-called point mutation, as well as small deletions, insertions and Inversions also involve the reorganization of large sequence sections. In in any case, the sequence is in one or more places compared to the wild type changed.

Erkenntnisse über Polymorphismen in einem Genom sind in verschiedenen Gebieten hilfreich. So werden in der Genetik Polymorphismen als Marker verwendet, um den Verwandtschaftsgrad zweier Organismen feststellen zu können, indem man die Vererbung der Polymorphismen verfolgt. Zu den wichtigsten genetischen Markern zählen Einzelbasenmutationen, bei denen eines der vier Nukleotide gegen ein anderes ausgetauscht wird und die auch SNP (Single Nucleotide Polymorphism) genannt werden. Findings of polymorphisms in a genome are in different areas helpful. In genetics, polymorphisms are used as markers for the To determine the degree of kinship of two organisms by looking at inheritance which tracks polymorphisms. The most important genetic markers include Single base mutations in which one of the four nucleotides is exchanged for another and which are also called SNP (Single Nucleotide Polymorphism).

In der Medizin dienen Polymorphismen einerseits zum Nachweis bestimmter Krankheiten, bei denen durch Einzelbasenmutationen Gene verändert werden und dadurch Krankheiten ausgelöst werden. Ein weiteres wichtiges Anwendungsfeld ist das so genannte HLA-Typing, das eingesetzt wird, um die Ähnlichkeit von Immunsystemen zweier Individuen anhand des Zustandes vieler Loci auf den HLA-Genen zu vergleichen. Das HLA-Typing wird vor allen Dingen verwendet, um bei Transplantationen festzustellen, ob ein Transplantat verträglich sein wird. In medicine, polymorphisms are used to detect certain ones Diseases in which genes are changed by single-base mutations and thereby Diseases are triggered. This is another important field of application called HLA typing, which is used to compare the similarity of two immune systems Compare individuals based on the state of many loci on the HLA genes. The HLA typing is primarily used to determine whether transplantation a graft will be tolerated.

Ein weiteres Gebiet, auf dem der Nachweis von Polymorphismen wichtig wird, ist die Pharmakogenomik, bei der durch Nachweis bestimmter Polymorphismen die Medikamentenverträglichkeit bei Behandlung eines bestimmten Patienten vorhersagbar sein soll. Another area where detection of polymorphisms becomes important is Pharmacogenomics in which the detection of certain polymorphisms Drug tolerance should be predictable when treating a particular patient.

Zum Nachweis von Polymorphismen, insbesondere Einzelbasenpolymorphismen, wurden verschiedene Methoden entwickelt. Einen guten Überblick gibt Nollau et al. in Clinical Chemistry 43, Nr. 7 (1997), Seiten 1115-1128. Es wurden sowohl Methoden zur Identifikation neuer SNPs, als auch Methoden zum Nachweis von SNPs an bekannten Loci vorgestellt. Der Nachweis von bekannten Polymorphismen kann durch Hybridisierung erfolgen, wobei die Probe in der Regel durch PCR amplifiziert wird, durch Sequenzierung, durch Primerverlängerung, oder durch einen Oligonucleotidligierungsassay. Bei all diesen Verfahren sind in der Regel aufwendige Schritte notwendig, z. B. elektrophoretische Trennungen, die viel Zeit erfordern. For the detection of polymorphisms, in particular single-base polymorphisms, developed various methods. A good overview is provided by Nollau et al. in Clinical Chemistry 43, No. 7 (1997), pages 1115-1128. Both methods for Identification of new SNPs, as well as methods for the detection of SNPs at known loci presented. The detection of known polymorphisms can be done by hybridization in which the sample is usually amplified by PCR, by sequencing, by primer extension, or by an oligonucleotide ligation assay. With all of these Procedures are usually complex steps necessary, for. B. electrophoretic Separations that take a lot of time.

All diese Verfahren haben die Gemeinsamkeit, dass ein Homoduplex (beide Stränge haben gleichen Ursprung) gespalten wird und zumindest einer der Stränge mit einem "fremden" Strang (einer Sonde) hybridisiert und einen Heteroduplex (Stränge unterschiedlicher Herkunft) ausbildet. Der Heteroduplex kann dann auf verschiedene Art und Weise für den Nachweis verwendet werden. All these methods have in common that a homoduplex (both strands have the same origin) and split at least one of the strands with one "foreign" strand (a probe) hybridizes and a heteroduplex (strands from different origins). The heteroduplex can then and in various ways Way to be used for detection.

Man kann Screening-Methoden, die zur Identifikation unbekannter SNPs dienen von anderen Methoden unterscheiden, die zum Nachweis von Polymorphismen an bekannten Loci geeignet sind. Universal einsetzbar ist dagegen die DNA-Sequenzierung, die für routinediagnostische Tests jedoch sehr kostspielig ist. One can use screening methods that serve to identify unknown SNPs from distinguish other methods used to detect polymorphisms on known Loci are suitable. DNA sequencing, on the other hand, can be used universally however, routine diagnostic testing is very costly.

Die reinen Screening-Methoden lassen sich entweder auf das Prinzip des unterschiedlichen Wanderverhaltens von Wildtyp- oder Mutanten-Heteroduplexen in Elektrophoresegelen, oder auf den enzymatischen Verdau von Heteroduplexen zurück führen. The pure screening methods can either be based on the principle of different migration behavior of wild-type or mutant heteroduplexes in Electrophoresis gels, or due to the enzymatic digestion of heteroduplexes.

Auch bei den reinen Nachweis-Methoden wird ein Heteroduplex aus Proben-DNA und einer Oligonukleotidsonde gebildet. Die Diskriminierung zwischen Wildtyp und Mutante kann dann entweder über die Anwendung stringenter Hybridisierungsbedingungen oder über enzymatische Reaktionen erreicht werden. With the pure detection methods, a heteroduplex from sample DNA and an oligonucleotide probe. The discrimination between wild type and mutant can then either by using stringent hybridization conditions or can be achieved via enzymatic reactions.

Bei der Diskriminierung durch stringente Hybridisierung werden Oligonukleotide eingesetzt, die unter für diese Sequenz spezifischen Puffer- und Temperaturbedingungen an den Wildtyp hybridisieren (Perfect Match) aber nicht an die Mutante (Mismatch). Das Problem bei diesem Vorgehen besteht darin, dass bei einer parallelen Ausführungen solcher Tests in einem Ansatz keine Bedingungen einzustellen sind, die für alle Analyten gleichermaßen stringent sind. Discrimination through stringent hybridization uses oligonucleotides used under specific buffer and temperature conditions for this sequence hybridize the wild type (perfect match) but not to the mutant (mismatch). The The problem with this approach is that with a parallel execution Such tests in one approach do not require conditions to be set for all analytes are equally stringent.

Die Diskriminierung durch Enzym erfolgt entweder durch DNA-Polymerase oder DNA- Ligase. DNA-Polymerase kommt bei der PCR mit sequenzspezifischen Primern (SSP) und beim "Mini-Sequencing" zum Einsatz. Das Prinzip der SSP beruht darauf, dass ein PCR-Primer, der einen Strang eines Heteroduplex darstellt, nur dann durch die Polymerase-Reaktion verlängert werden kann, wenn es sich um einen Perfect Match handelt. Bei einem Mismatch unterbleibt die Polymerase-Reaktion, weshalb kein PCR-Produkt nachgewiesen werden kann. Discrimination by enzyme occurs either through DNA polymerase or DNA Ligase. DNA polymerase comes with PCR with sequence-specific primers (SSP) and used in "mini-sequencing". The principle of the SSP is based on the fact that a PCR primer that is a strand of a heteroduplex only through the Polymerase reaction can be extended if it is a perfect match. In the event of a mismatch, the polymerase reaction does not occur, which is why no PCR product can be demonstrated.

Beim Mini-Sequencing handelt es sich um eine Abwandlung der SSP-PCR. In diesem Fall wird ein Heteroduplex gebildet, der am 3'-Ende genau ein Nukleotid vor dem SNP- Locus endet. Dieser Primer kann durch die DNA-Polymerase mittels Einbau von Didesoxynukleotidtriphosphaten (ddATP, ddTTP, ddGTP und ddCTP) verlängert werden, wobei es unmittelbar nach dem Einbau einer dieser Basen zu einem Strangabbruch kommt. Über eine individuelle Farbmarkierung der vier Didesoxynukleotide kann man nun bestimmen, welche Base eingebaut wurde, bzw. welche der entsprechende komplementären Basen auf dem Probemolekül vorliegt. Mini-sequencing is a modification of SSP-PCR. In this In this case, a heteroduplex is formed that has exactly one nucleotide in front of the SNP at the 3 'end. Locus ends. This primer can by the DNA polymerase by incorporation of Dideoxynucleotide triphosphates (ddATP, ddTTP, ddGTP and ddCTP) are extended, whereby there is a strand termination immediately after the installation of one of these bases. You can now color-code the four dideoxynucleotides individually determine which base has been installed or which one complementary bases on the sample molecule is present.

Bei dem sogenannten Oligonucleotide Ligation Assay (OLA) verwendet man eine ähnliche Strategie. Zwei Oligos, werden derart maßgeschneidert, dass sie direkt nebeneinander an der Stelle des SNP mit dem Probenmolekül hybridisieren. Das 5'-Ende des ersten Oligos ist mit einem Phosphat versehen und dem 3'-Ende des anderen Oligos zugewandt. Beim Vorliegen eines Perfect-Match werden die Oligos nun durch die DNA-Ligase verbunden. Bei einem Mismatch unterbleibt diese Reaktion. Durch den Nachweis des Ligationsprodukt kann schließlich auf die Identität der Base an der SNP-Position geschlossen werden. One is used in the so-called oligonucleotide ligation assay (OLA) similar strategy. Two oligos are tailored to be direct hybridize side by side at the SNP site with the sample molecule. The 5 'end of the first Oligos is provided with a phosphate and the 3 'end of the other oligos facing. If there is a perfect match, the oligos are now replaced by the DNA ligase connected. This reaction does not occur in the event of a mismatch. By proving the Ligation product can ultimately be based on the identity of the base at the SNP getting closed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nun, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Mutationen, insbesondere Polymorphismen nachgewiesen werden können, ohne dass aufwendige Trennungsschritte, wie Elektrophorese, notwendig sind. Weiterhin war es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das die Möglichkeit zur Parallelisierung von Tests bietet. The object of the present invention was to provide a method with which Mutations, in particular polymorphisms, can be detected without elaborate separation steps, such as electrophoresis, are necessary. Furthermore it was Object of the invention to provide a method that the possibility of Offers parallelization of tests.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zum Nachweis von Mutationen in einer Nucleinsäure das umfasst, dass

  • a) eine Mehrzahl zu analysierender Nucleinsäure-Stränge mit mindestens zwei Arten von Oligonucleotiden, Rezeptoroligos und Sondenoligos, in Kontakt gebracht wird unter solchen Bedingungen, dass die Oligos mit der zu analysierenden DNA hybridisieren unter Bildung eines Probenkomplexes und eines Referenzkomplexes, so dass eine beidseitig immobilisierte oder immobilisierbare Verkettung von Probekomplex und Referenzkomplex vorliegt,
  • b) anschließend gegebenenfalls die Verkettung immobilisiert,
  • c) an die Verkettung eine Zugkraft angelegt wird, bis sich einer der Komplexe trennt und
  • d) bestimmt wird, welcher der Komplexe getrennt wurde.
This object is achieved with a method for the detection of mutations in a nucleic acid which comprises that
  • a) a plurality of nucleic acid strands to be analyzed are brought into contact with at least two types of oligonucleotides, receptor oligos and probe oligos, under conditions such that the oligos hybridize with the DNA to be analyzed to form a sample complex and a reference complex, so that one is immobilized on both sides or immobilizable chaining of sample complex and reference complex is present,
  • b) subsequently, if necessary, immobilizing the chain,
  • c) a tensile force is applied to the chain until one of the complexes separates and
  • d) determining which of the complexes has been separated.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Nachweis von Mutationen in Analytnucleinsäuren die Analytnucleinsäure mit zwei Arten von Oligonucleotiden, Rezeptoroligos und Sondenoligos, in Kontakt gebracht unter solchen Bedingungen, dass die Oligos mit der Analytnucleinsäure hybridisieren, wobei die Oligonucleotide immobilisiert oder immobilisierbar sind, und wobei gegebenenfalls die Oligonucleotide nach der Hybridisierung immobilisiert werden, so dass eine beidseitig immobilisierte oder immobilisierbare Verkettung von Rezeptoroligo-Analytnucleinsäure-Sondenoligo vorliegt; an die Verkettung eine Zugkraft angelegt wird, so dass sich eine der Bindungen löst und bestimmt wird, welche der Bindungen gelöst wurde, wobei die Rezeptoroligonucleotide eine Sequenz aufweisen, die zu einem Sequenzabschnitt der Analytnucleinsäure im Wesentlichen komplementär ist, in dem eine Mutation oder Variation vermutet wird. Für das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird das Prinzip des differentiellen Krafttests ausgenutzt. Das allgemeine Prinzip des differentiellen Krafttests wird beschrieben in PCT/EP01/09206. Es wurde gefunden, dass die Anwendung des differentiellen Krafttests zuverlässig und in hohem Maße parallelisierbar und miniaturisisierbar den Nachweis von Polymorphismen zulässt, wobei Punktmutationen (SNP) ebenso wie andere Veränderungen der Probensequenz nachgewiesen werden können, unter der Voraussetzung, dass sie zu einer Veränderung der Trennkraft des bei Hybridisierung mit dem zum Wildtyp komplementären Strang entstehenden Duplexes führen. According to one embodiment of the method according to the invention is used for detection of mutations in analyte nucleic acids the analyte nucleic acid with two types of Oligonucleotides, receptor oligos and probe oligos, contacted among them Conditions that the oligos hybridize to the analyte nucleic acid, the Oligonucleotides are immobilized or immobilizable, and where appropriate the Oligonucleotides are immobilized after hybridization, so that one is immobilized on both sides or immobilizable chaining of receptor oligo analyte nucleic acid probe oligo is present; a tensile force is applied to the chain, so that one of the bonds loosened and determined which of the bonds was released, the Receptor oligonucleotides have a sequence that corresponds to a sequence section of the analyte nucleic acid is essentially complementary, in which a mutation or variation is suspected. The principle of differential is used for the method of the present invention Force tests exploited. The general principle of the differential force test is described in PCT / EP01 / 09,206th It was found that the application of the differential force test reliable and highly parallelizable and miniaturizable Allows polymorphisms, with point mutations (SNP) as well as others Changes in the sample sequence can be detected, provided that they change the separating power of the hybridization with that to the wild type lead complementary strand resulting duplexes.

Kurz zusammengefasst soll ein Nukleinsäuremolekül in einer Probe, das im folgenden auch als Analytnucleinsäure bezeichnet wird, auf das Vorhandensein von Mutationen oder Variationen hin untersucht werden. Aus einem ersten und einem zweiten Bindungspartner wird ein Probenkomplex ausgebildet. Dabei enthält einer der beiden Bindungspartner - die Analytnucleinsäure - einen definierten Sequenzabschnitt (Probensequenz) eines Analytmoleküls. Der andere der beiden Bindungspartner enthält einen definierten Sequenzabschnitt (Rezeptorsequenz) eines Rezeptoroligos, der im wesentlichen komplementär zu dem interessierenden Abschnitt der Analytsequenz ist. Durch die Hybridisierung des ersten Bindungspartners mit dem zweiten Bindungspartner kommt es zur Ausbildung eines Probenkomplexes. To summarize briefly a nucleic acid molecule in a sample, the following is also referred to as analyte nucleic acid for the presence of mutations or variations are examined. A first and a second A sample complex is formed in the binding partner. One of the two contains Binding partner - the analyte nucleic acid - a defined sequence section (sample sequence) of an analyte molecule. The other of the two binding partners contains a defined one Sequence section (receptor sequence) of a receptor oligo that essentially is complementary to the portion of the analyte sequence of interest. Through the Hybridization of the first binding partner with the second binding partner occurs Formation of a sample complex.

Ein dritter und ein vierter Bindungspartner bilden zusammen einen Referenzkomplex. Probenkomplex und Referenzkomplex werden seriell miteinander verkettet. Zwei der teilnehmenden Bindungspartner sind immobilisiert oder immobilisierbar, sodass nach der Reaktion auf die gebildete Verkettung eine Zugkraft ausgeübt werden kann. A third and a fourth binding partner together form a reference complex. Sample complex and reference complex are linked together in series. Two of the Participating binding partners are immobilized or immobilizable, so that after the In response to the chain formed, a tensile force can be exerted.

An die Enden der Verkettung wird eine Zugkraft angelegt, bis einer der beiden Komplexe getrennt wird, und zwar entweder der erste vom zweiten Bindungspartner, d. h. der Probenkomplex, oder der dritte vom vierten Bindungspartner, d. h. der Referenzkomplex. So kommt es entweder zur Lösung des Probenkomplexes, falls dessen Trennkraft unter den Versuchsbedingungen kleiner ist als die des Referenzkomplexes oder zur Lösung des Referenzkomplexes, falls dessen Trennkraft unter den Versuchsbedingungen kleiner ist als die des Probenkomplexes. A pulling force is applied to the ends of the chain until one of the two complexes is separated, either the first from the second binding partner, d. H. the Sample complex, or the third of the fourth binding partner, d. H. the reference complex. So the sample complex is either dissolved if its separating force is below the Test conditions is smaller than that of the reference complex or to solve the Reference complex, if its separating force is smaller under the test conditions than that of the sample complex.

Führt man dieses Experiment sehr oft durch, bevorzugt in Form vieler Verkettungen auf einem Spot und simultan, und summiert dabei die Anzahl der getrennten Probenkomplexe zu nPro- und die Anzahl der geteilten Referenzkomplexe zu nRef-, und setzt diese ins Verhältnis, so erhält man den Quotienten Q*, der mit dem Verhältnis der mittleren Trennkräfte (F*) der Komplexe korreliert:

Q* = nRef-/nPro- korreliert mit F* Pro/F* Ref
If this experiment is carried out very often, preferably in the form of many concatenations on a spot and simultaneously, and the number of separated sample complexes is summed to n pro and the number of divided reference complexes to n ref- , and these are compared, then obtained the quotient Q * , which correlates with the ratio of the mean separation forces (F * ) of the complexes:

Q * = n Ref- / n Pro correlates with F * Pro / F * Ref

Geht man von einer bestimmten Sequenz aus, die man als Wildtyp (WT) bezeichnet, so stellen alle Veränderungen dieser Sequenz eine Mutation (M) dar. Sobald eine Mutation der Wildtypsequenz zu einer Veränderung der mittleren Trennkraft des Probenkomplexes führt, kann sie mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nachgewiesen werden. Ein vergleichendes Experiment ergibt in diesem Fall:

F* Ref/F* Pro(WT) ≠ F* Ref/F* Pro(M)

bzw. Q*(WT) ≠ Q*(M)
If one starts from a certain sequence, which is referred to as wild type (WT), then all changes in this sequence represent a mutation (M) Procedures are demonstrated. In this case, a comparative experiment shows:

F * Ref / F * Pro (WT) ≠ F * Ref / F * Pro (M)

or Q * (WT) ≠ Q * (M)

Da Mutationen der Probesequenz in aller Regel zu einer Verminderung von F* Pro führen, gilt meistens auch:

F* Ref/F* Pro(Wildtyp) < F* Ref/F* Pro(Mutante)

bzw. Q*(WT) > Q*(M)
Since mutations in the sample sequence generally lead to a reduction in F * Pro , the following also usually applies:

F * Ref / F * Pro (wild type) <F * Ref / F * Pro (mutant)

or Q * (WT)> Q * (M)

Die Diskriminierung von Mutationen gegenüber dem Wildtyp durch einen Kraftvergleich beruht also darauf, dass sich aufgrund der Veränderung von F* Pro auch das Verhältnis F* Ref/F* Pro ändert. The discrimination of mutations compared to the wild type by a force comparison is therefore based on * Pro that due to the change of F, the ratio F * Ref / F * Pro changes.

Der Referenzkomplex ist in der Regel ebenfalls ein Nukleinsäureduplex, wobei der vierte Bindungspartner der Sondensequenz entspricht und Sondenoligo genannt wird. Bindungspartner 3 ist im wesentlichen komplementär zur oder entspricht der Referenzsequenz und ist bevorzugt Bestandteil des zu analysierenden Probenmoleküls. The reference complex is usually also a nucleic acid duplex, the fourth Binding partner corresponds to the probe sequence and is called probe oligo. Binding partner 3 is essentially complementary to or corresponds to Reference sequence and is preferably part of the sample molecule to be analyzed.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird beschrieben zur Bestimmung einer Mutation, es ist jedoch genauso anwendbar zur Bestimmung von Variationen in einer Nucleinsäure. Wenn im folgenden daher der von "Mutationen" die Rede ist, sollen auch Variationen umfasst sein. The method according to the invention is described for determining a mutation however, is equally applicable to the determination of variations in a nucleic acid. Therefore, when we talk about "mutations" in the following, there should also be variations be included.

Erfindungsgemäß wird eine Analytnucleinsäure, auf der Mutationen nachgewiesen werden sollen, mit verschiedenen Oligonucleotiden so in Kontakt gebracht, dass sich mindestens zwei Nucleinsäureduplexe bilden, die so miteinander verbunden sind, dass sich eine Verkettung bildet, auf deren beide Enden Kraft ausgeübt werden kann. Weiterhin ist diese Verkettung so ausgebildet, dass sich dann, wenn auf diese Verkettung eine Kraft ausgeübt wird, einer der beiden hybridisierten Duplexe oder Komplexe trennt und zwar abhängig davon, welcher Duplex oder Komplex unter den gegebenen Bedingungen die kleinere Bindungskraft hat. Dies hängt bei nicht im Unzip-Modus hybridisierten Nucleinsäuresträngen vor allem von der Anzahl der gepaarten Basen, der Art der Basen, insbesondere dem GC-Gehalt, und der Anzahl der Fehlpaarungen (Mismatches) ab. According to the invention, an analyte nucleic acid on which mutations are detected are to be brought into contact with various oligonucleotides in such a way that form at least two nucleic acid duplexes which are connected to one another in such a way that forms a chain on either end of which force can be applied. Furthermore is this chaining is designed so that when a force is exerted on this chaining is exercised, one of the two hybridized duplexes or complexes separates depending on which duplex or complex under the given conditions has less binding power. This depends on those not hybridized in Unzip mode Nucleic acid strands mainly from the number of paired bases, the type of bases, especially the GC content and the number of mismatches.

Für das erfindungsgemäße Verfahren gibt es verschiedene Ausführungsformen, die unten näher erläutert werden und im Folgenden kurz beschrieben werden. Kernpunkt der Erfindung ist es, dass die Bindungskraft zweier Duplexe miteinander verglichen wird, wobei an mindestens einem der beiden Duplexe die Analytnucleinsäure beteiligt ist. Durch Feststellen, welcher der beiden Duplexe sich gelöst hat, lassen sich Rückschlüsse darauf ziehen, welcher der beiden Duplexe die stärkere Bindungskraft hatte. Daraus lässt sich wiederum schließen, ob der von der Analytnucleinsäure gebildete Duplex Mismatches ausgebildet hatte. There are various embodiments for the method according to the invention which are explained in more detail below and are briefly described below. Key point of the The invention is that the binding force of two duplexes is compared with one another, wherein the analyte nucleic acid is involved in at least one of the two duplexes. By Determining which of the two duplexes has been released allows conclusions to be drawn which of the two duplexes had the stronger binding force. From this you can again conclude whether the duplex mismatch formed by the analyte nucleic acid had trained.

Wenn von "einer Analytnucleinsäure" die Rede ist, so bedeutet dies selbstverständlich immer nur die Beschreibung eines Vertreters aus einer Vielzahl, so dass bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens normalerweise immer eine Vielzahl von Nucleinsäuren zur Reaktion kommen. Die Beschreibung bezieht sich der Einfachheit halber nur auf einen herausgegriffenen Vertreter. If one speaks of "an analyte nucleic acid", this means, of course only the description of one representative from a variety, so that at Carrying out the method according to the invention normally always involves a large number of Nucleic acids react. The description is for the sake of simplicity only to a selected representative.

Um auf die durch Hybridisierung der einzelnen Partner gebildete Verkettung eine Kraft ausüben zu können, muss die Verkettung an beiden Seiten an einem Träger immobilisiert sein. Daher werden für die Duplexe Stränge verwendet, die entweder bereits immobilisiert sind oder immobilisierbar sind. In einigen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bereits immobilisierte Nucleotide für die Hybridisierung eingesetzt, während in anderen Ausführungsformen zuerst die Hybridisierungen mit mobilen Nucleotiden durchgeführt werden und die Immobilisierung in einem nachgeschalteten Schritt erfolgt. In letzterem Fall muss natürlich für die Immobilisierung an den zu immobilisierenden Strängen eine Bindemöglichkeit vorgesehen werden. To force the chain formed by the hybridization of the individual partners To be able to exercise, the chaining must be immobilized on both sides on a carrier his. Therefore strands are used for the duplexes, either already are immobilized or are immobilizable. In some variants of the invention Already immobilized nucleotides are used for the hybridization process in other embodiments, hybridizations with mobile nucleotides first be carried out and the immobilization takes place in a subsequent step. In the latter case, of course, for the immobilization to be immobilized Strands can be provided a binding possibility.

Im Folgenden wird der Einfachheit halber von Stempel und Unterlage gesprochen, ohne dass damit festgelegt sein soll, über räumliche Lage, Beschaffenheit oder Funktion, da der Stempel auch als Unterlage dienen kann und umgekehrt. Dieselben Ausführungen gelten auch, wenn statt makroskopischer Oberflächen die Immobilisierung an Beads oder Teilchen stattfindet. In the following, for the sake of simplicity, we will speak of stamps and documents without that it should be determined about spatial location, nature or function, because the stamp can also serve as a base and vice versa. The same designs also apply if, instead of macroscopic surfaces, the immobilization on beads or Particle takes place.

In den einfachsten Varianten kommen drei Stränge zur Reaktion: die Analytnucleinsäure, ein Rezeptoroligonucleotid und ein Sondenoligonucleotid. In dieser Ausführungsform müssen Rezeptor- und Sondenoligonucleotid immobilisiert oder immobilisierbar sein. Es werden die drei Bestandteile miteinander so in Kontakt gebracht, dass sie miteinander hybridisieren können. Dazu kann z. B. das Rezeptoroligo auf einer der Einfachheit halber Unterlage genannten Oberfläche in an sich bekannter Weise immobilisiert werden, z. B. durch kovalente Bindung über auf der Unterlage befindliche funktionelle Gruppen. Die Immobilisierung soll dabei so erfolgen, dass bei der Hybridisierung ein Duplex entsteht, der bei Anwendung einer Zugkraft nicht reißverschlußartig aufgetrennt wird. Die Unterlage mit den gebundenen Rezeptoroligos wird dann mit der Analytnucleinsäure in Kontakt gebracht, so dass eine Hybridisierung stattfinden kann, wobei ein Probenkomplex gebildet wird. Das Sondenoligonucleotid kann dann entweder auch gleichzeitig mit der Analytnucleinsäure oder anschließend zugegeben werden oder an einer als Stempel bezeichneten zweiten Oberfläche immobilisiert werden und dann mit den auf der Unterlage gebundenen Nucleinsäuren so in Kontakt gebracht werden, dass es zu einer Hybridisierung zwischen Sondenoligo und Analytnucleinsäure kommt, wobei ein Referenzkomplex gebildet wird. Auf diese Weise kann eine Verkettung gebildet werden, die aus immobilisiertem Referenzoligo, Analytnucleinsäure und immobilisiertem Sondenoligo besteht. Auf diese Verkettung kann über die Oberflächen oder Träger, an denen die Oligonucleotide immobilisiert sind, eine Zugkraft ausgeübt werden. Wenn eine Zugkraft ausgeübt wird, geht die schwächere der beiden Bindungen auf, d. h. entweder die Bindung zwischen Rezeptoroligo und Analytnucleinsäure oder zwischen Sondenoligo und Nucleinsäure. Die Reihenfolge ist hier nur beispielhaft beschrieben. Andere Reihenfolgen der Verkettung sind genauso möglich. Es wird dann nachgewiesen, welche der beiden Bindungen aufgegangen ist. In the simplest variants, three strands react: the analyte nucleic acid, a receptor oligonucleotide and a probe oligonucleotide. In this embodiment receptor and probe oligonucleotides must be immobilized or immobilizable. It the three components are brought into contact with each other in such a way that they are in contact with each other can hybridize. For this, e.g. B. the receptor oligo on one for simplicity Base surface mentioned are immobilized in a conventional manner, for. B. through covalent bonding via functional groups located on the base. The Immobilization should take place in such a way that a duplex is formed during hybridization, which is not zipped open when using a tensile force. The The pad with the bound receptor oligos is then in contact with the analyte nucleic acid brought so that hybridization can take place, with a sample complex is formed. The probe oligonucleotide can then either simultaneously with the Analyte nucleic acid or subsequently added or on a stamp designated second surface and then immobilized on the surface bound nucleic acids are brought into contact so that there is a hybridization comes between probe oligo and analyte nucleic acid, with a reference complex is formed. In this way, a chain can be formed that consists of immobilized reference oligo, analyte nucleic acid and immobilized probe oligo. On this chaining can be carried out over the surfaces or supports on which the oligonucleotides are immobilized, a traction can be exerted. When a pull is applied, the weaker of the two bonds rises, d. H. either the bond between Receptor oligo and analyte nucleic acid or between probe oligo and nucleic acid. The Sequence is only described here as an example. Other chaining orders are also possible. It is then proven which of the two bonds has risen.

In einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Rezeptoroligonucleotid immobilisiert und mit der Probe, die die zu analysierende Nucleinsäure enthält, in Kontakt gebracht, so dass die Analytnucleinsäure mit dem Rezeptoroligo hybridisieren kann, wobei die Reihenfolge der Arbeitsschritte beliebig ist. Es wird ein Stempel vorbereitet, an dem das Sondenoligonucleotid immobilisiert ist. Weiterhin wird mit diesem Sondenoligonucleotid ein Referenznucleotid hybridisiert, das eine Basensequenz aufweist, die zu einer Sequenz der Analytnucleinsäure, die außerhalb des Bereichs, in dem Mutationen vermutet werden, liegt. Auch hier ist die Reihenfolge der Arbeitsschritte beliebig. Die Anzahl der miteinander hybridisierenden Basenpaare zwischen diesem Referenzstrang und der Analytnucleinsäure ist weitaus höher als die von zu bildendem Referenzkomplex und Probenkomplex und dient nur der zuverlässigen Verbindung der beiden zu überprüfenden Komplexe. Dieser zusätzliche Hybridisierungsstrang soll auf jeden Fall so viele miteinander bindende Basenpaare aufweisen, dass seine Trennkraft weitaus über der Trennkraft der beiden Komplexe liegt, so dass er in jedem Fall bestehen bleibt. Wie bei der vorhergehenden Variante wird auch hier anschließend eine Zugkraft auf die gebildete Verkettung ausgeübt und dann nachgewiesen, welche der beiden Komplexe sich gelöst hat. In another variant of the method according to the invention, a Receptor oligonucleotide immobilized and in with the sample containing the nucleic acid to be analyzed Contacted so that the analyte nucleic acid hybridize with the receptor oligo can, the order of the work steps is arbitrary. It will be a stamp prepared on which the probe oligonucleotide is immobilized. It will continue with this Probe oligonucleotide hybridizes to a reference nucleotide that has a base sequence, that result in a sequence of the analyte nucleic acid that is outside the range in which Mutations are suspected. Here too, the order of the work steps is arbitrary. The number of base pairs hybridizing between them Reference strand and the analyte nucleic acid is far higher than that of to be formed Reference complex and sample complex and only serves to reliably connect the two checking complexes. This additional hybridization strand should definitely be like this many binding base pairs show that its separating force is well above the separating power of the two complexes is so that it remains in any case. How in the previous variant, a tractive force is then applied to the Formed chaining exercised and then demonstrated which of the two complexes has solved.

In einer weiteren Variante (bei der wiederum die Reihenfolge der Arbeitsschritte soweit sinnvoll frei gewählt werden kann) wird die Analytnucleinsäure auf einer Unterlage immobilisiert. Die Unterlage mit immobilisierter Analytnucleinsäure wird mit dem Rezeptoroligonucleotid unter solchen Bedingungen in Kontakt gebracht, dass eine Hybridisierung erfolgen kann. An einem Stempel wird ein Sondenoligonucleotid immobilisiert und mit einem Referenzstrang, wie in der vorhergehenden Variante ausgeführt, hybridisiert. Sowohl das Rezeptoroligonucleotid als auch der Referenzstrang weisen zueinander komplementäre Basen auf. Unterlage und Stempel werden dann so miteinander in Kontakt gebracht, dass die komplementären Basen von Referenzstrang und Rezeptoroligonucleotid miteinander hybridisieren können. Die Anzahl der miteinander hybridisierenden Basenpaare zwischen diesem Referenzstrang und der Rezeptoroligonucleotid ist weitaus höher als die von zu bildendem Referenzkomplex und Probenkomplex und dient nur der zuverlässigen Verbindung der beiden zu überprüfenden Komplexe. Dieser zusätzliche Hybridisierungsstrang soll auf jeden Fall so viele miteinander bindende Basenpaare aufweisen, dass seine Trennkraft weitaus über der Trennkraft der beiden Komplexe liegt, so dass er in jedem Fall bestehen bleibt. Nach der Hybridisierung wird dann wiederum eine Zugkraft auf die gebildete Verkettung aus Analytnucleinsäure, Rezeptoroligonucleotid, Referenzstrang, Sondenoligonucleotid ausgeübt, wobei wiederum die Bindung sich löst, die die geringste Trennkraft aufweist. In a further variant (in which the sequence of the work steps so far the analyte nucleic acid is placed on a support immobilized. The base with immobilized analyte nucleic acid is with the Receptor oligonucleotide contacted under conditions such that hybridization can be done. A probe oligonucleotide is immobilized on a stamp and then a reference strand, as stated in the previous variant, hybridizes. Both the receptor oligonucleotide and the reference strand point to one another complementary bases. The pad and stamp are then in contact with each other brought that the complementary bases of reference strand and Receptor oligonucleotide can hybridize with each other. The number of hybridizing with each other Base pairs between this reference strand and the receptor oligonucleotide are far higher than that of the reference complex and sample complex to be formed and only serves the reliable connection of the two complexes to be checked. This additional In any case, the hybridization strand should have as many base pairs that bind together have that its separating force is far above the separating force of the two complexes, so that it remains in any case. After hybridization, there will be another Tensile force on the chain formed from analyte nucleic acid, receptor oligonucleotide, Reference strand, probe oligonucleotide exerted, whereby the bond is released, which has the lowest separation force.

Weitere Varianten dieser beschriebenen Verfahrensvarianten sind möglich und können vom Fachmann leicht aufgefunden werden. Wie ausgeführt, ist wesentliches Merkmal, dass zwei Duplexe in ihrer Bindungskraft miteinander verglichen werden können und daraus, welche Bindung sich löst, Rückschlüsse auf die Art der Hybridisierung gezogen werden können. Further variants of the described method variants are possible can be easily found by the expert. As stated, an essential feature that two duplexes can be compared in their binding force and From which bond is released, conclusions can be drawn about the type of hybridization can be.

Für das erfindungsgemäße Verfahren wird eine zu untersuchende Nucleinsäure mit zwei verschiedenen Oligonucleotiden in Kontakt gebracht, von denen ein Oligonucleotid einen definierten Sequenzabschnitt aufweist, der komplementär ist zu dem Bereich der zu analysierenden Nucleinsäure, in dem die Variation oder Mutation vermutet wird. Dieses Oligonucleotid wird als Rezeptoroligo bezeichnet. Die zweite Art von Oligonucleotid, mit dem die zu analysierende Nucleinsäure in Kontakt gebracht wird, hat einen definierten Sequenzabschnitt, der zu einem anderen Abschnitt komplementär ist. Dieses Oligonucleotid wird als Sondenoligo bezeichnet. Die Sequenz des Sondenoligos sollte nicht mit demselben Abschnitt, wie das Rezeptoroligo hybridisieren, um Kreuzreaktionen zu vermeiden. Außerdem sollten sich die Einzelstränge gegenseitig bei der Hybridisierung nicht behindern. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Sondenoligo aber die reverse Sequenz zu der Sequenz des Rezeptoroligos aufweisen. Dies hat mehrere Vorteile. Es vereinfacht die Herstellung der Oligonucleotide, es verhindert Kreuzreaktionen und es schafft Komplexe, die bezüglich der Bindungskraft vergleichbar sind. For the method according to the invention, one nucleic acid to be examined is used with two different oligonucleotides in contact, one of which is an oligonucleotide has defined sequence section that is complementary to the range of analyzing nucleic acid in which the variation or mutation is suspected. This Oligonucleotide is called receptor oligo. The second type of oligonucleotide, with which the nucleic acid to be analyzed is brought into contact with has a defined one Sequence section that is complementary to another section. This Oligonucleotide is called probe oligo. The sequence of the probe oligo should not include the same section as the receptor oligo hybridize to cross reactions avoid. In addition, the single strands should not be mutually exclusive in hybridization hinder. In a preferred embodiment, however, the probe oligo can have reverse sequence to the sequence of the receptor oligo. This has several advantages. It simplifies the production of the oligonucleotides, it prevents cross reactions and it creates complexes that are comparable in terms of binding power.

Um jeweils nachweisen zu können, welche Bindungen sich gelöst haben, weist mindestens eine der eingesetzten Nucleinsäuren eine Markierung auf. Bevorzugt sind zwei der eingesetzten Nucleinsäuren mit einer Markierung versehen. Die Markierung kann den Molekülen oder Duplexen inhärent sein oder kann eingeführt werden. In order to be able to prove which bonds have broken, points at least one of the nucleic acids used has a label. Two are preferred provided nucleic acids with a label. The marker can Molecules or duplexes may be inherent or may be introduced.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die zu analysierende Nucleinsäure mit einer Markierung versehen. Hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die Art der Markierung hängt unter anderem davon ab, auf welche Weise die zu untersuchende Nucleinsäure gewonnen wurde. So kann die Markierung direkt an die zu untersuchende Nucleinsäure gebunden werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Markierung eingeführt, indem die zu untersuchende Nucleinsäure unter Verwendung von PCR erzeugt wird, wobei der hierzu einzusetzende Primer eine Markierung aufweist, wobei das Primerpaar, das für die PCR eingesetzt wird, eine Sequenz hat, die die Stelle flankiert, die die mögliche Variation enthält, oder wobei die eingebauten Nucleotide eine Markierung aufweisen. In a preferred embodiment, the nucleic acid to be analyzed is labeled with a Mark it. There are various ways of doing this. The type of marking depends, among other things, on how the nucleic acid to be investigated won. The label can be directly attached to the nucleic acid to be examined be bound. In a preferred embodiment, the marking is introduced by generating the nucleic acid to be examined using PCR, the primer to be used for this has a label, the pair of primers, that is used for the PCR has a sequence that flanks the site that the contains possible variation, or wherein the incorporated nucleotides have a label.

Als Markierung kann für das erfindungsgemäße Verfahren jede analytisch nachweisbare Gruppe oder Substanz verwendet werden. Unter Markierung wird im Rahmen der Erfindung dabei eine Eigenschaft verstanden, durch die sich einige Bindungspartner von anderen unterscheiden, und die nachweisbar ist. Bevorzugt werden physikalisch nachweisbare Parameter herangezogen. Die Markierung kann dem Molekül oder Komplex inhärent sein oder aber eingeführt oder gebunden werden. Insbesondere kommen für die Markierung radioaktive Atome oder Gruppen, die eine Änderung optischer oder elektrischer Eigenschaften bewirken, in Betracht. Alle dem Fachmann bekannten Reportergruppen sind hier geeignet. Beispiele sind radioaktive Marker wie 3H, 14C, 32P, 35S, fluoreszierende, lumineszierende, chromophore Gruppierungen oder Farbstoffe, Halbleiterpartikel, Metalle oder leitfähige Gruppen aber auch Substrate von Enzymen oder Reporterenzyme. Bevorzugt werden fluoreszierende oder chromophore Gruppen als Markierung verwendet. Any analytically detectable group or substance can be used as a marker for the method according to the invention. In the context of the invention, labeling is understood to mean a property by which some binding partners differ from others and which is detectable. Physically verifiable parameters are preferably used. The label may be inherent to the molecule or complex, or may be introduced or bound. In particular, radioactive atoms or groups which bring about a change in optical or electrical properties are suitable for the marking. All reporter groups known to the person skilled in the art are suitable here. Examples are radioactive markers such as 3 H, 14 C, 32 P, 35 S, fluorescent, luminescent, chromophoric groups or dyes, semiconductor particles, metals or conductive groups, but also substrates of enzymes or reporter enzymes. Fluorescent or chromophoric groups are preferably used as the label.

Mindestens eines der Oligonucleotide weist eine Markierung auf. Vorzugsweise handelt es sich bei der Markierung um einen Fluoreszenzfarbstoff, beispielsweise Fluoresceinisothiocyanat (FITC), Fluorescein, Rhodamin, Tetramethylrhodamin-5-(und-6)- isothiocyanat (TRITC), Texas Red, Cyaninfarbstoffe (CY3 oder CY5) usw. Fluoreszenzfarbstoffe sind vorteilhaft, da sie in sehr geringer Menge nachgewiesen werden können. At least one of the oligonucleotides has a label. Preferably acts the marking is a fluorescent dye, for example Fluorescein isothiocyanate (FITC), fluorescein, rhodamine, tetramethylrhodamine-5- (and-6) - isothiocyanate (TRITC), Texas Red, cyanine dyes (CY3 or CY5) etc. Fluorescent dyes are advantageous because they can be detected in a very small amount.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden pro Verkettung zwei Markierungen verwendet, die bevorzugt verschieden voneinander sind. Bei der Verwendung von verschiedenen fluoreszierenden Markierungen können solche verwendet werden, die jeweils durch Licht gleicher Wellenlänge oder durch Strahlung verschiedener Wellenlängen angeregt werden. In a preferred embodiment, two marks are per chain used, which are preferably different from each other. When using Different fluorescent labels can be used, each one by light of the same wavelength or by radiation of different wavelengths be stimulated.

Die Markierung dient dazu, nachzuweisen, wo sich das Sondenoligo bzw. Referenzoligo befindet und gegebenenfalls, wo sich der mit der Analytnucleinsäure hybridisierbare Rezeptoroligonucleotid bzw. der Analyt nach Anwenden einer Zugkraft befindet (Beispiele finden sich in Fig. 4). Aus diesen Informationen kann dann abgeleitet werden, welche Stränge sich jeweils verbunden und wieder voneinander getrennt haben. Daraus kann dann wiederum geschlossen werden, ob die Analytnucleinsäure Variationen oder Mutationen gegenüber dem Wildtyp aufweist. Die Doppelmarkierung gewährleistet, dass lediglich diejenigen Verkettungen ausgewertet werden, die auch gekoppelt hatten. The marking serves to demonstrate where the probe oligo or reference oligo is located and, where appropriate, where the receptor oligonucleotide or the analyte which can be hybridized with the analyte nucleic acid is after applying a tensile force (examples can be found in FIG. 4). This information can then be used to derive which strands have connected and separated from one another. From this it can be concluded whether the analyte nucleic acid exhibits variations or mutations compared to the wild type. The double marking ensures that only those chains that were linked are evaluated.

Die zu untersuchende Nucleinsäure kann genomische DNA, RNA, PNA oder Modifikationen sein, es kann sich auch um c-DNA handeln. Für die Untersuchung kann die Nucleinsäure direkt aus Zellen gewonnen werden, und, falls genug Kopien von der interessierenden Sequenz in der Zelle vorhanden sind, diese Sequenz direkt für den Test eingesetzt werden. The nucleic acid to be examined can be genomic DNA, RNA, PNA or Modifications can be, it can also be c-DNA. For the investigation, the Nucleic acid can be obtained directly from cells and, if enough copies of the Interesting sequence are present in the cell, this sequence directly for the test be used.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die zu untersuchende Nucleinsäure jedoch in einem ersten Schritt mit einer PCR amplifiziert und das amplifizierte Produkt dann für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet. Wenn eine PCR zur Amplifikation eingesetzt wird, so wird bevorzugt die Amplifikation mit einem markierten Primer durchgeführt, um auf diese Weise markierte Nucleinsäuresequenzen zu gewinnen. Die Primer werden in an sich bekannter Weise so ausgewählt, dass sie die interessierende Sequenz flankieren. Die Primer können dabei eine Länge von jeweils bis zu 30 Nucleotiden, bevorzugt 15 bis 20 Nucleotide haben. In a preferred embodiment, however, the nucleic acid to be examined is in a first step with a PCR amplified and then the amplified product for the Process used according to the invention. If a PCR is used for amplification , the amplification is preferably carried out with a labeled primer in order to to obtain labeled nucleic acid sequences in this way. The primers are in in a manner known per se so that the sequence of interest is selected flank. The primers can each have a length of up to 30 nucleotides, preferably 15 have up to 20 nucleotides.

Die Länge der verwendeten Nucleinsäure hängt unter anderem davon ab, ob eine Mutation oder Variation oder mehrere Variationen oder Mutationen nachgewiesen werden sollen und in welchem Bereich sich diese dann befinden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders gut geeignet für Nucleinsäuresequenzen mit bis zu 100 Nucleotiden, insbesondere für solche Sequenzen, die 30 bis 50 Nucleotide aufweisen. Beim Nachweis bekannter Einzelbasenmutationen können auch noch kürzere Nucleinsäuresequenzen verwendet werden. The length of the nucleic acid used depends, among other things, on whether one Mutation or variation or multiple variations or mutations can be detected and in which area they are located. The method according to the invention is particularly well suited for nucleic acid sequences with up to 100 nucleotides, especially for those sequences which have 30 to 50 nucleotides. With proof Known single base mutations can also have shorter nucleic acid sequences be used.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die markierte zu analysierende Nucleinsäure mit einem Rezeptoroligo und einem Sondenoligo in Kontakt gebracht. Der Rezeptoroligo ist eine Nucleinsäure, die zu einem Ende der zu analysierenden Nucleinsäure komplementär ist, während der Sondenoligo zum anderen Ende oder einem Referenzstrang komplementär ist. Der Rezeptoroligo hat eine Nucleotidsequenz, die entweder dem interessierenden Abschnitt der Wildtypsequenz der zu untersuchenden Nucleinsäure entspricht, oder eine Variation oder Mutation aufweist. Die der Wildtypnucleinsäure entsprechende Sequenz wird als RezeptorWT-Oligo bezeichnet, während solche Rezeptoroligos, die Variationen und Mutationen enthalten, als RezeptorM-Oligos bezeichnet werden. To carry out the method according to the invention, the labeled nucleic acid to be analyzed is brought into contact with a receptor oligo and a probe oligo. The receptor oligo is a nucleic acid that is complementary to one end of the nucleic acid to be analyzed, while the probe oligo is complementary to the other end or a reference strand. The receptor oligo has a nucleotide sequence which either corresponds to the section of interest of the wild-type sequence of the nucleic acid to be examined, or has a variation or mutation. The sequence corresponding to the wild-type nucleic acid is called the receptor WT- oligos, whereas those receptor oligos that contain variations and mutations are called the receptor M- oligos.

Bei den Mutationen und Variationen kann es sich um den Austausch einer oder mehrerer Basen, bevorzugt einer Base, oder aber die Veränderung einer oder mehrerer Basen handeln, die zu einer Veränderung des Bindungsverhaltens führt. Dabei wird als Mutation oder Variation jede denkbare Veränderung in der chemischen Struktur des Nucleotids aufgefasst, die gegenüber einem ursprünglichen Zustand einen Trennkraftunterschied in einem Kraftvergleich bewirkt. The mutations and variations can be the exchange of one or more Bases, preferably a base, or the change of one or more bases act that leads to a change in attachment behavior. It is called a mutation or variation any conceivable change in the chemical structure of the nucleotide that have a separation force difference compared to an original condition a force comparison.

Der Sondenoligo dient dazu, mit einem weiteren Strang, der die Analytnucleinsäure oder aber ein Referenzstrang sein kann, einen Referenzkomplex zu bilden. Der Referenzkomplex sollte dem Probekomplex möglichst ähnlich sein, um die Differenzierung geringer Trennkraftunterschiede zwischen zwei Probekomplexen zu ermöglichen. The probe oligo is used with another strand that contains the analyte nucleic acid or but can be a reference strand to form a reference complex. The Reference complex should be as similar as possible to the sample complex in order to reduce the differentiation To enable separation force differences between two sample complexes.

Bevorzugt wird als Sondenoligo eine Nucleotidsequenz eingesetzt, die zu einem Teil der zu analysierenden Nucleinsäure komplementär ist, in dem keine Mutation oder Variation vermutet wird. Außerdem wird die Sequenz des Sondenoligos bevorzugt so ausgewählt, dass es hier bei der Hybridisierung mit dem Referenzstrang bzw. der Referenzsequenz zu einem Perfect Match kommt. In besonderen Ausführungsformen kann es auch bevorzugt sein, eine vorbestimmte Anzahl an Mismatches vorzusehen, wenn beispielsweise bei der zu analysierenden Nucleinsäure mehr als eine Fehlbasenpaarung vermutet wird oder nachgewiesen werden soll. A nucleotide sequence which is part of the nucleic acid to be analyzed is complementary, in which no mutation or variation is suspected. In addition, the sequence of the probe oligo is preferably selected so that it is here when hybridizing with the reference strand or the reference sequence comes to a perfect match. In special embodiments, it can also be preferred to provide a predetermined number of mismatches if, for example the nucleic acid to be analyzed is suspected to be more than one mismatch or should be proven.

Die Länge der hybridisierenden Sequenz des Sondenoligos wird bevorzugt so ausgewählt, dass die Kraft, die notwendig ist, den Referenzkomplex zu trennen, der Kraft, die notwendig ist, den Probenkomplex zu trennen, sehr nahe kommt. Wenn man für den Referenzkomplex eine Sequenz auswählt, die das gleiche GC-Verhältnis, wie der Probenkomplex hat, ist die Anzahl der Basenpaare bevorzugt im selben Bereich und unterscheidet sich bevorzugt nur um bis zu 2 Basenpaare. Wenn sich das GC-Verhältnis zwischen beiden Komplexen unterscheidet, kann die Länge der zu hybridisierenden Sequenz danach ausgewählt werden, dass die Trennungskraft sich der des Probenkomplexes annähert. Auch das Einfügen eines oder mehrerer Mismatches kann zur Einstellung des optimalen Referenzkomplexes dienen. The length of the hybridizing sequence of the probe oligo is preferably so selected that the force that is necessary to separate the reference complex, the force that is necessary to separate the sample complex comes very close. If you for the Reference complex selects a sequence that has the same GC ratio as the Has sample complex, the number of base pairs is preferably in the same range and preferably only differs by up to 2 base pairs. If the GC ratio is between distinguishes between two complexes, the length of the sequence to be hybridized then be selected so that the separation force matches that of the sample complex approaches. The insertion of one or more mismatches can also be used to set the serve optimal reference complex.

In einer Ausführungsform wird die zu analysierende Nucleinsäure mit Rezeptoroligos und Sondenoligos unter solchen Bedingungen in Kontakt gebracht, dass eine Hybridisierung stattfinden kann. Dabei hybridisiert der Sondenoligo mit einem Ende der zu analysierenden DNA unter Bildung eines Perfect Match, während das andere Ende der zu untersuchenden DNA mit Rezeptoroligos hybridisiert, wobei es zu einem Perfect Match oder einem Mismatch kommt, je nachdem, ob die Sequenz des Rezeptors der zu untersuchenden DNA entspricht oder nicht. In one embodiment, the nucleic acid to be analyzed with receptor oligos and Probe oligos contacted under conditions such that hybridization can take place. The probe oligo hybridizes with one end of the analyzing DNA to form a perfect match while the other end of the to investigating DNA hybridized with receptor oligos, making it a perfect match or a mismatch occurs depending on whether the sequence of the receptor is too corresponds to investigating DNA or not.

Durch das In-Kontakt-Bringen mit den beiden Arten von Oligos bildet sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der beschriebenen Ausführungsform eine Verkettung aus Rezeptoroligo-Analytnucleinsäure-Sondenoligo, wie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt. Zur weiteren Untersuchung der Bindungen, die die Analytnucleinsäure eingegangen ist, muss die Verkettung immobilisiert sein oder werden. Erfindungsgemäß werden daher die Oligonucleotide bzw. der Analyt entweder bereits in immobilisierter Form eingesetzt oder aber es werden immobilisierbare Oligonucleotide bzw. Analyten eingesetzt, die nach der Hybridisierung immobilisiert werden. By bringing the two types of oligos into contact, a chain of receptor oligo analyte nucleic acid probe oligo is formed in the method according to the invention in the embodiment described, as shown for example in FIG. 4. The chain must be or must be immobilized for further investigation of the bonds that the analyte nucleic acid has entered into. According to the invention, the oligonucleotides or the analyte are therefore either already used in immobilized form or else immobilizable oligonucleotides or analytes are used which are immobilized after the hybridization.

Eine Immobilisierung der Oligonucleotide kann in an sich bekannter Weise erfolgen, indem die Nucleotide über Spacer oder Brückenmoleküle an einen Träger oder eine Oberfläche gebunden werden. In jedem Fall muss der Träger oder die Oberfläche so ausgebildet sein, dass eine Zugkraft angelegt werden kann. Es kann sich hierbei um makroskopische Oberflächen, aber auch um andere Festkörper, wie Kügelchen, oder Moleküle handeln. Besonders bevorzugt erfolgt die Immobilisierung, indem die Rezeptoroligonucleotide an einer ersten Oberfläche immobilisiert sind oder werden, während die Sondenoligos an einer zweiten Oberfläche immobilisiert sind oder immobilisiert werden. The oligonucleotides can be immobilized in a manner known per se, by the nucleotides via spacers or bridging molecules to a support or a Surface bound. In any case, the support or the surface must be like this be designed so that a tensile force can be applied. It can be about macroscopic surfaces, but also around other solids, such as beads, or Act molecules. Immobilization is particularly preferably carried out by the Receptor oligonucleotides are or are immobilized on a first surface while the Probe oligos are immobilized on a second surface or are immobilized.

Wenn für die Immobilisierung Oberflächen verwendet werden, so kann das Material, aus dem die Oberflächen bestehen gleich oder verschieden sein und eine der beiden oder beide Oberflächen können in geeigneter Weise beschichtet sein. Bevorzugt ist entweder eine Oberfläche aus einem steifen Material und die andere aus einem elastischen Material gebildet oder beide Oberflächen sind aus elastischem Material, sodass sich die jeweiligen Flächenabschnitte der ersten und zweiten Oberfläche beim Inkontaktbringen genau aneinander anpassen können und damit ein optimaler Kontakt der einzelnen Nucleinsäurestränge und gegebenenfalls Bindepartner möglich ist. Die Oberflächen können beispielsweise aus Glas, Silicon, insbesondere Polydimethylsiloxan (PDMS), Nylon, Polystyrol oder anderen Kunststoffen gebildet werden. Bevorzugt wird mindestens eine der beiden Oberflächen aus einem elastischen Material hergestellt, bevorzugt einem elastischen Kunststoff. Besonders bevorzugt wird mindestens eine Oberfläche aus einem Siloxan, insbesondere Polydimethylsiloxan, gebildet. Es sind verschiedene andere flexible Materialien oder Mischungen davon möglich. Ein anderes mögliches Material ist Polyacrylamidgel, dessen elastische Eigenschaften durch das Molekulargewicht und den Vernetzungsgrad den experimentellen Bedürfnissen angepasst werden können. Die Oberfläche kann aus einem einzigen Material, einem Gemisch von Materialien oder auch einem System von Elementen aus einem oder verschiedenen Materialien aufgebaut sein. If surfaces are used for the immobilization, the material can be made of whose surfaces are the same or different and one of the two or both surfaces can be coated in a suitable manner. Either is preferred one surface of a rigid material and the other of an elastic Material formed or both surfaces are made of elastic material, so that the respective surface sections of the first and second surfaces when brought into contact exactly can adapt to each other and thus an optimal contact of the individual Nucleic acid strands and optionally binding partners is possible. The surfaces can for example made of glass, silicone, in particular polydimethylsiloxane (PDMS), nylon, Polystyrene or other plastics are formed. At least one of the is preferred both surfaces made of an elastic material, preferably an elastic Plastic. At least one surface made of a siloxane is particularly preferred, especially polydimethylsiloxane. There are various other flexible ones Materials or mixtures thereof possible. Another possible material is Polyacrylamide gel, the elastic properties of which by molecular weight and Degree of crosslinking can be adapted to experimental needs. The surface can from a single material, a mixture of materials or even a system be constructed from elements of one or different materials.

Die Immobilisierung der Oligonucleotide oder Nucleinsäuren, kann in an sich bekannter Weise erfolgen, es kommen sowohl kovalente als auch nicht-kovalente Bindungen und Bindungen direkt an die Oberfläche oder über Brückenmoleküle in Betracht. Möglich ist auch die Immobilisierung über die Partner eines spezifisch bindenden Paares. Die Immobilisierung soll dabei jeweils so erfolgen, dass bei der Hybridisierung ein Duplex entsteht, der bei Anwendung einer Zugkraft nicht reißverschlußartig aufgetrennt wird. In letzterem Fall ist einer der beiden Partner des spezifisch bindenden Paares permanent immobilisiert und der andere an ein Nucleotid oder die Analytnucleinsäure gebunden, wobei unter permanenter Bindung hier eine Bindung verstanden wird, die vor dem Inkontaktbringen der Oberflächen im Wesentlichen stabil bleibt und sich auch durch Bindung des Bindungspartners an sein spezifisches Pendant nicht löst. Eine permanente Bindung kann z. B. über funktionelle Gruppen, die der Bindepartner aufweist oder die in das Molekül eingeführt wurden, an funktionelle Gruppen, die die Oberfläche bereitsstellt, erfolgen. The immobilization of the oligonucleotides or nucleic acids can be done in a manner known per se Way, there are both covalent and non-covalent bonds and Bonds directly to the surface or via bridge molecules. Is possible also immobilization via the partners of a specifically binding couple. The Immobilization should take place in such a way that a duplex is formed during hybridization, which is not zipped open when using a tensile force. In the latter Fall is one of the two partners of the specific binding couple permanent immobilized and the other bound to a nucleotide or the analyte nucleic acid, under permanent bond here is understood to be a bond that comes before contact of the surfaces remains essentially stable and also by binding the Does not solve binding partner to its specific counterpart. A permanent bond can z. B. via functional groups that the binding partner has or in the molecule were introduced to functional groups that already provide the surface.

Eine bevorzugte Methode besteht darin, einen Partner zu biotinylieren und über ein Streptavidinmolekül mit der ebenfalls biotinylierten Oberfläche zu verbinden. Monoklonale Antikörper können chemisch aktiviert werden, indem man bestimmte Gruppen ihrer Glycosylierungen zu Aldehydgruppen oxidiert. Diese Aldehydgruppen können wiederum Aminogruppen oder Hydrazidgruppen einer modifizierten Oberfläche binden (siehe Solomon et al., Journal of Chromatographie, 1990, Bd. 510, 321-329). Eine weitere Methode, die dem Fachmann geläufig ist, ist die Konjugation von Aminogruppen des Antikörpers mit Carboxygruppen einer Oberfläche durch den Einsatz von Ethyl-(Dimethylamino)- Carbodiimid/N-Hydroxy-Succinimid. A preferred method is to biotinylate a partner and use one Streptavidin molecule to connect to the also biotinylated surface. monoclonal Antibodies can be activated chemically by targeting certain groups of their Glycosylations oxidized to aldehyde groups. These aldehyde groups can in turn Bind amino groups or hydrazide groups on a modified surface (see Solomon et al., Journal of Chromatography, 1990, Vol. 510, 321-329). Another method the skilled worker is familiar with the conjugation of amino groups of the antibody with carboxy groups on a surface through the use of ethyl (dimethylamino) - Carbodiimide / N-hydroxy-succinimide.

Die Immobilisierung der Oligonucleotide kann in an sich bekannter Weise über Spacer oder Brückenmoleküle erfolgen. Der Fachmann kennt Möglichkeiten, mit denen Nucleotide an Oberflächen gebunden werden können. Die Immobilisierung sollte dabei so erfolgen, dass die zu der zu analysierenden Nucleinsäure komplementäre Sequenz für die Hybridisierung zugänglich ist. The immobilization of the oligonucleotides can be carried out in a manner known per se via spacers or bridge molecules. The specialist knows ways in which Nucleotides can be bound to surfaces. The immobilization should be like this take place that the sequence complementary to the nucleic acid to be analyzed for the Hybridization is accessible.

In einer weiteren Ausführungsform werden Oligonucleotide eingesetzt, die immobilisierbar sind und erst nach der Hybridisierung immobilisiert werden. In a further embodiment, oligonucleotides are used which are immobilizable and can only be immobilized after hybridization.

Erfindungsgemäß können dabei sowohl nur eine Art von Oligonucleotiden, als auch beide Arten von Nucleotiden immobilisierbar sein. According to the invention, only one type of oligonucleotide as well both types of nucleotides can be immobilized.

Als immobilisierbare Nucleotide werden solche verwendet, die an einem Ende einen Partner eines spezifisch bindenden Paares aufweisen, wobei der andere Partner des spezifisch bindenden Paares an einer Oberfläche kovalent gebunden ist. Beim In- Kontakt-Bringen der Nucleotide mit der Oberfläche kommt es dann zur Bindung der spezifisch bindenden Partner, wodurch eine Immobilisierung erfolgt. Als spezifisch bindefähige Paare kommen die verschiedensten miteinander bindefähigen Partner in Betracht, wobei sich die Spezifität der Bindung sowohl auf einen speziellen Partner beziehen kann, wie z. B. Antigen-zugehöriger Antikörper oder Biotin-Avidin/Streptavidin, als auch auf eine Gruppe oder Klasse von Verbindungen, z. B. Antikörper-Protein A. As immobilizable nucleotides, those are used which have one end Have partners of a specifically binding couple, the other partner of the specifically binding pair is covalently bound to a surface. When in- Bringing the nucleotides into contact with the surface then results in binding specifically binding partner, whereby immobilization takes place. As specific bindable couples come into consideration the most diverse bindable partners, where the specificity of the bond can relate to a specific partner, such as B. antigen-associated antibody or biotin-avidin / streptavidin, as well as on a Group or class of connections, e.g. B. Antibody Protein A.

In einer Ausführungsform werden als Bindungspaar Antikörper und eine Substanz mit einem von diesem erkannten Epitop, wie Antigene, Haptene oder Anti-Idiotyp-Antikörper, verwendet. Unter dem Begriff "Antikörper" werden in der vorliegenden Beschreibung auch Antikörperfragmente oder Antikörperderivate, sowie funktionelle Fragmente von Antikörpern oder Derivate davon, die das Epitop erkennen und binden können, verstanden. Die Antikörper können polyklonale oder monoklonale Antikörper sein, bevorzugt sind aber monoklonale Antikörper. Bekannte Fragmente und Derivate sind Fv-, Fab-, Fab'- oder F(ab')2-Fragmente, "single-chain antibody fragments", bispezifische Antikörper, chimäre Antikörper, humanisierte Antikörper sowie Fragmente, die CDRs (complementarity determining regions) enthalten, die ein Epitop der Probe erkennen. In one embodiment, antibodies and a substance with an epitope recognized by it, such as antigens, haptens or anti-idiotype antibodies, are used as the binding pair. In the present description, the term “antibody” also means antibody fragments or antibody derivatives, as well as functional fragments of antibodies or derivatives thereof, which can recognize and bind the epitope. The antibodies can be polyclonal or monoclonal antibodies, but monoclonal antibodies are preferred. Known fragments and derivatives are Fv, Fab, Fab 'or F (ab') 2 fragments, "single-chain antibody fragments", bispecific antibodies, chimeric antibodies, humanized antibodies and fragments that contain CDRs (complementarity determining regions) included that recognize an epitope of the sample.

Die Auswahl des spezifisch bindenden Paares ist nicht kritisch. Wichtig ist nur, dass die zur Trennung des spezifisch bindenden Paares erforderliche Trennkraft größer ist als die zur Trennung der hybridisierten Stränge notwendige Trennkraft. The selection of the specific binding pair is not critical. It is only important that the separation force required to separate the specifically binding pair is greater than that separation force necessary to separate the hybridized strands.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind verschiedene Varianten möglich, die je nach dem Anwendungszweck und den Gegebenheiten des jeweiligen Tests ausgewählt werden können. Im Folgenden werden einige Varianten der Reihenfolge und Art der Verkettung angegeben. In einer ersten Variante wird die zu analysierende DNA mit Rezeptoroligonucleotid und Sondenoligonucleotid unter Bedingungen, die eine Hybridisierung zulassen, umgesetzt und anschließend durch In-Kontakt-Bringen der hybridisierten Moleküle mit zwei Oberflächen, die jeweils spezifisch bindende Partner für die beiden Oligonucleotide bereitstellen, eine Immobilisierung herbeigeführt. Various variants are available for carrying out the method according to the invention possible, depending on the application and the circumstances of the respective test can be selected. Below are some variants of the order and Type of chaining specified. In a first variant, the DNA to be analyzed with receptor oligonucleotide and probe oligonucleotide under conditions that a Allow hybridization, implemented and then by bringing the hybridized molecules with two surfaces, each specifically binding partner for the provide both oligonucleotides, immobilized.

In einer zweiten Ausführungsform wird einer der beiden Oligonucleotide, entweder Rezeptoroligonucleotid oder Sondenoligonucleotid an einer Oberfläche immobilisiert, anschließend mit der anderen Art von Oligonucleotid und der zu analysierenden Nucleinsäure in Kontakt gebracht, so dass es zu einer Bindung von Rezeptoroligonucleotid- Analytnucleinsäure-Sondenoligonucleotid, immobilisiert an einer Oberfläche, kommt und anschließend wird die zweite Oberfläche mit dieser Verkettung in Kontakt gebracht, so dass ein an der zweiten Oberfläche gebundener Bindepartner eines spezifisch bindenden Paares mit dem an dem noch nicht immobilisierten mit einem Bindepartner versehenen Nucleotid binden kann. In a second embodiment, one of the two oligonucleotides, either Receptor oligonucleotide or probe oligonucleotide immobilized on a surface, then with the other type of oligonucleotide and the one to be analyzed Contacted nucleic acid so that there is binding of receptor oligonucleotide Analyte nucleic acid probe oligonucleotide immobilized on a surface comes and goes then the second surface is brought into contact with this concatenation, so that a binding partner bound to the second surface of a specific binding Couple with the one not yet immobilized with a binding partner Can bind nucleotide.

In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Rezeptoroligonucleotide an einer ersten Oberfläche immobilisiert, während Sondenoligonucleotide an einer zweiten Oberfläche immobilisiert werden. Es wird dann entweder die erste Oberfläche oder die zweite Oberfläche mit der Analytnucleinsäure unter solchen Bedingungen in Kontakt gebracht, dass eine Hybridisierung stattfindet und anschließend die andere Oberfläche mit der nun an ein Oligonucleotid gebundenen Analytnucleinsäure so in Kontakt gebracht, dass eine weitere Hybridisierung stattfinden kann, so dass sich wiederum eine Verkettung bildet. In a further variant of the method according to the invention Receptor oligonucleotides immobilized on a first surface, while probe oligonucleotides on one second surface can be immobilized. It will then either be the first surface or the second surface with the analyte nucleic acid under such conditions in Contacted that one hybridization takes place and then the other Surface with the analyte nucleic acid now bound to an oligonucleotide Contacted that a further hybridization can take place, so that in turn forms a chain.

Bei allen Varianten wird dann, wenn sich die Verkettung gebildet hat und die Immobilisierung der beiden Oligonucleotidarten stattgefunden hat, eine Trennung der beiden Oberflächen durchgeführt, so, dass eine der Bindungen sich löst. In all variants, when the chain has been formed and the Immobilization of the two types of oligonucleotides has occurred, separation of the two Surfaces carried out so that one of the bonds comes loose.

Anschließend wird dann festgestellt, welche der Bindungen sich überwiegend gelöst hat, woraus dann Rückschlüsse darauf gezogen werden können, ob die zu analysierende Nucleinsäure dem Wildtyp entspricht oder eine Mutation oder Variation aufweist. Dazu wird überprüft, wo sich die Markierung befindet. Befindet sich die Markierung auf der Oberfläche, auf der das Sondenoligonucleotid gebunden ist, muss die Bindung bei der oben beschriebenen Ausführungsform zwischen Sondenoligo und Analytnucleinsäure stärker sein als die Bindung zwischen Rezeptoroligo und Analytnucleinsäure. Da es sich bei der Hybridisierung von Sondenoligonucleotid mit Analytnucleinsäure in der Regel um einen Perfect Match handelt, ist dies dann der Fall, wenn bei der Hybridisierung zwischen Rezeptoroligonucleotid und zu analysierender DNA mindestens eine Fehlpaarung vorliegt oder ein Nucleotid so verändert ist, dass die Bindung schwächer ist als bei einem "normalen" Nucleotid. Then it is determined which of the bonds has mostly broken, from which conclusions can then be drawn as to whether the one to be analyzed Nucleic acid corresponds to the wild type or has a mutation or variation. To it is checked where the marker is located. The marking is on the The surface on which the probe oligonucleotide is bound must bind to the Embodiment between probe oligo and analyte nucleic acid described above be stronger than the bond between receptor oligo and analyte nucleic acid. Since it is hybridization of probe oligonucleotide with analyte nucleic acid usually around is a perfect match, this is the case if the hybridization between Receptor oligonucleotide and DNA to be analyzed at least one mismatch is present or a nucleotide is modified so that the binding is weaker than in one "normal" nucleotide.

Aussagekräftige Ergebnisse erhält man dann, wenn die Trennung der Verkettungen gleichzeitig unter gleichen Bedingungen an vielen Komplexen durchgeführt wurde. Wenn man dann die Anzahl der getrennten Probenkomplexe und die Anzahl der getrennten Referenzkomplexe in Beziehung setzt, so erhält man ein Verhältnis, das Rückschlüsse auf die Art der Hybridisierung zulässt, wie oben bereits ausgeführt. Significant results are obtained when the chains are separated was carried out simultaneously on many complexes under the same conditions. If then the number of separated sample complexes and the number of separated If reference complexes are put in relation, one obtains a relationship that draws conclusions on the type of hybridization, as already explained above.

Damit kann man durch Auswahl des geeigneten Sondenoligonucleotids für jede gewünschte Analytnucleinsäure ein empfindliches Nachweisverfahren auf Variationen und Mutationen durchführen, indem man die Analyt-DNA mit Rezeptoroligonucleotiden in Kontakt bringt, von denen einige dem Wildtyp entsprechen und andere mindestens eine Veränderung in der Sequenz aufweisen, so dass ein Vergleich zwischen Wildtyp und Veränderung möglich ist. This can be done by selecting the appropriate probe oligonucleotide for each desired analyte nucleic acid a sensitive detection method for variations and Perform mutations by matching the analyte DNA with receptor oligonucleotides Brings in contact, some of which are of the wild type and others at least one Show change in the sequence so that a comparison between wild type and Change is possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform können beispielsweise für den Nachweis eines SNPs vier verschiedene Rezeptoroligos eingesetzt werden, die sich an der für den SNP vermuteten Stelle in der Base unterscheiden, so dass jede Base an dieser Stelle einmal vorkommt. Führt man dann das erfindungsgemäße Verfahren mit den vier Rezeptoroligos gleichzeitig durch, und vergleicht danach die Häufigkeit, mit der sich Komplexe mit Rezeptoroligos getrennt haben, so ist zu erwarten, dass bei den drei Oligos, bei denen ein Mismatch zu erwarten ist, das Ergebnis sich von dem einen Oligo unterscheidet, bei dem ein Perfect Match entstanden ist. Diese Ausführungsform führt daher zu besonders aussagekräftigen Ergebnissen. In a preferred embodiment, for example, for the detection of a SNPs use four different receptor oligos that are dedicated to the SNP differentiate suspected location in the base, so that each base at this location once occurs. The method according to the invention is then carried out with the four receptor oligos at the same time, and then compares the frequency with which complexes with Receptor oligos separated, it can be expected that in the three oligos in which one Mismatch is expected to result different from the one oligo in which a perfect match has arisen. This embodiment therefore leads to special meaningful results.

Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zur Verfügung gestellt, mit dem Mutationen oder Variationen einer Nucleinsäuresequenz einfach und schnell nachgewiesen werden können. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass gleichzeitig viele Hybridisierungen durchgeführt werden können und die Trennkraft der hybridisierten Stränge an vielen Molekülen gleichzeitig nachgewiesen werden kann. According to the invention, a method is thus made available with which mutations or variations of a nucleic acid sequence can be detected simply and quickly can. The essence of the invention is that many hybridizations occur simultaneously can be performed and the separation force of the hybridized strands on many Molecules can be detected at the same time.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren noch aussagekräftiger durch Verwendung einer zweiten Markierung. Bei dieser Ausführungsform wird sowohl die zu analysierende Nucleinsäure mit einer Markierung versehen, als auch die Sondenoligonucleotide. Dies ist eine Ausführungsform, bei der die Sondenoligonucleotide immobilisierbar sind, bei der Umsetzung mit der nachzuweisenden DNA aber noch nicht immobilisiert sind. Die Sondenoligonucleotide werden mit einer Markierung versehen, die sich von der Markierung, mit der die zu analysierende DNA versehen ist, unterscheidet. Nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem wiederum die Analytnucleinsäure mit Rezeptoroligonucleotiden und Sondenoligonucleotiden in Kontakt gebracht wird, eine Hybridisierung und anschließend Immobilisierung herbeigeführt wird und dann die Verkettung auf beiden Seiten eine Zugkraft angelegt wird, um eine der Bindungen der Verkettung zu lösen. Anschließend wird eine Oberfläche analysiert daraufhin, wie viel von den Sondenoligonucleotiden an die Oberfläche gebunden hat und wie viel von der zu analysierenden DNA gebunden hat. Durch Ermittlung des Quotienten von gebundenen Sondenoligonucleotiden zu gebundenen Analytnucleinsäuren lässt sich noch genauer nachweisen, ob eine Variation oder Mutation vorliegt, da nur die Komplexe untersucht werden, bei denen tatsächlich eine Immobilisierung der Sondenoligonucleotide stattgefunden hat. In a further embodiment, the method becomes even more meaningful Use a second marker. In this embodiment, both the Analyzing nucleic acid with a label, as well as the Probe oligonucleotides. This is an embodiment in which the probe oligonucleotides are immobilizable are, but not yet immobilized during the implementation with the DNA to be detected are. The probe oligonucleotides are provided with a label which differs from the Marking with which the DNA to be analyzed is distinguished. To Implementation of the method according to the invention, in which in turn the analyte nucleic acid is brought into contact with receptor oligonucleotides and probe oligonucleotides, a Hybridization and then immobilization is brought about and then the A linkage is applied to either side of the bindings of the chain Solve chaining. Then a surface is analyzed to see how much of it the probe oligonucleotide has bound to the surface and how much of that too has bound analyzing DNA. By determining the quotient of bound Probe oligonucleotides to bound analyte nucleic acids can be more precisely prove whether there is a variation or mutation, since only the complexes are examined which actually immobilize the probe oligonucleotides has taken place.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist die Reihenfolge der Arbeitsschritte variabel. Es sollte allerdings darauf geachtet werden, dass zuerst die unmarkierten Komponenten immobilisiert werden und zuletzt die markierten. In the described embodiments, the order of the steps is variable. However, it should be ensured that the unmarked ones first Components are immobilized and finally the marked ones.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist, wie bereits oben ausgeführt, gegenüber den Verfahren des Standes der Technik verschiedene Vorteile auf. So hat es gegenüber den bekannten enzymatischen Methoden den Vorteil, dass keine Enzyme eingesetzt werden müssen, was Kosten spart. Außerdem muss bei der Durchführung des Verfahrens und der Auswahl der Reaktanten, z. B. der Zusammenstellung des Puffers nicht auf die Enzyme Rücksicht genommen werden. As already explained above, the method according to the invention points towards the Prior art methods have various advantages. So it has towards the known enzymatic methods the advantage that no enzymes are used need, which saves costs. In addition, when performing the procedure and the choice of reactants, e.g. B. the composition of the buffer not on the Enzymes are taken into account.

Im Gegensatz zu enzymatischen Methoden können auch Heteroduplexe verwendet werden, für die keine Enzyme verfügbar sind, wie z. B. bei DNA-RNA- oder DNA-PNA- Duplexe. Im Gegensatz zu SSP können viele Proben parallel getestet werden, ohne dass es zu einer Kreuzreaktion kommt, wie es bei vielen Primer-Päarchen im gleichen Ansatz der Fall ist. In contrast to enzymatic methods, heteroduplexes can also be used for which no enzymes are available, such as. B. with DNA-RNA- or DNA-PNA- Duplexes. In contrast to SSP, many samples can be tested in parallel without there is a cross reaction, as is the case with many primer pairs in the same approach the case is.

Im Gegensatz zur stringenten Hybridisierung können viele verschiedene Probenkomplexe in einem Ansatz diskriminiert werden. Die Stringenz wird für jeden Probenkomplex quasi über die Trennkraft des Referenzkomplex vorgegeben. Außerdem sind, anders als bei der stringenten Hybridisierung, keine Waschungen mit Temperatur- oder Salzgradienten notwendig. In contrast to stringent hybridization, many different ones can be used Sample complexes are discriminated against in one approach. The stringency is for each sample complex quasi specified via the separating force of the reference complex. Besides, are different from in stringent hybridization, no washes with temperature or Salt gradients necessary.

Die Erfindung wird durch die Figuren und folgenden Beispiele erläutert. The invention is illustrated by the figures and the following examples.

Fig. 1 zeigt dabei das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei auf eine beidseitig immobilisierte Verkettung aus Rezeptoroligonucleotid-Analytnucleinsäure und Sondenoligonucleotid eine Kraft ausgeübt wird. Die beiden Möglichkeiten für die Trennung des Komplexes sind gezeigt. Fig. 1 shows the principle of the inventive method, wherein a force is applied to both sides of a concatenation of immobilized analyte nucleic Rezeptoroligonucleotid-and probe oligonucleotide. The two options for separating the complex are shown.

Fig. 2 zeigt zwei Beispiele für die Verkettung eines Wildtyprezeptors mit Analytnucleinsäure und Sondenoligonucleotid und eines eine Mutation aufweisenden Rezeptors mit Analytnucleinsäure und Sondenoligonucleotid. Figure 2 shows two examples of the concatenation of a wild type receptor with analyte nucleic acid and probe oligonucleotide and a mutant receptor with analyte nucleic acid and probe oligonucleotide.

Fig. 3 zeigt die verschiedenen Möglichkeiten für Kopplung der Komponenten Rezeptoroligonucleotid, Analytnucleinsäure und Sondenoligonucleotid. Fig. 3 shows the various options for coupling of the components Rezeptoroligonucleotid, and analyte nucleic probe oligonucleotide.

Fig. 4 zeigt verschiedene Möglichkeiten der Kopplung und der Immobilisierung der Komponenten Fig. 4 shows various possibilities of coupling and immobilization of the components

Fig. 5 zeigt den Fluoreszenzscan eines Spots, der auf einen Stempel übertragen wurde Fig. 5 shows the fluorescence scan of a spot, which was transferred to a stamp

Fig. 6 zeigt das Verhältnis der Fluoreszenzintensitäten bei zwei auf den Stempel übertragenen Spots. Mismatch (links) und Perfect Match (rechts). Fig. 6 shows the ratio of fluorescence intensities at two spots on the stamp transmitted. Mismatch (left) and Perfect Match (right).

Fig. 7 zeigt ein Histogramm der Verhältnisse der Fluoreszenzintensitäten für Mismatch- Spots und Perfect-Match-Spots Fig. 7 shows a histogram of the ratios of fluorescence intensities for mismatch and perfect match spots spots

In Fig. 3 sind die folgenden fünf Varianten dargestellt. The following five variants are shown in FIG. 3.

Bei Variante 1 ist das Rezeptoroligonucleotid an einer Unterlage immobilisiert. Es hybridisiert mit der Analytnucleinsäure. Die Analytnucleinsäure weist an ihrem anderen Ende eine spezifisch bindefähige Gruppierung auf, die mit dem entsprechenden Bindepartner umgesetzt wird. Der Bindepartner hat eine Bindungsstelle, die an einen Stempel binden kann. Durch den Kopplungsschritt wird der Bindepartner an dem Stempel immobilisiert, so dass sich eine Verkettung bildet, auf die eine Zugkraft ausgeübt werden kann. In variant 1, the receptor oligonucleotide is immobilized on a support. It hybridizes with the analyte nucleic acid. The analyte nucleic acid faces at its other end a specifically bindable grouping with the corresponding binding partner is implemented. The binding partner has a binding site that binds to a stamp can. Through the coupling step, the binding partner is immobilized on the stamp, so that a chain forms on which a tensile force can be exerted.

In Variante 2 wird ein Bindepartner an einer Oberfläche immobilisiert und mit dem spezifisch damit bindenden Partner, der an eine Analytnucleinsäure vorhanden ist, umgesetzt. Die über das spezifisch bindende Paar an der Oberfläche immobilisierte Analytnucleinsäure wird mit einem Rezeptoroligonucleotid in Kontakt gebracht, das an seinem anderen Ende eine Gruppe aufweist, die an eine Oberfläche binden kann. Durch Bindung des Rezeptoroligonucleotids an die Oberfläche entsteht wiederum eine Verkettung, auf die eine Zugkraft ausgeübt werden kann. In variant 2, a binding partner is immobilized on a surface and with the specifically binding partner that is present on an analyte nucleic acid. The one immobilized on the surface via the specific binding pair Analyte nucleic acid is contacted with one receptor oligonucleotide, the other End has a group that can bind to a surface. By binding the Receptor oligonucleotides on the surface in turn form a chain to which one Tractive force can be exerted.

In Variante 3 wird über ein spezifisch bindendes Paar eine Analytnucleinsäure gebunden. An einer zweiten Oberfläche wird ein Rezeptoroligonucleotid immobilisiert. Beide Oberflächen werden dann so miteinander in Kontakt gebracht, dass die komplementären Nucleotide von Rezeptoroligonucleotid und Analytnucleinsäure hybridisieren können. Auf die gebildete Verkettung kann dann wieder eine Kraft ausgeübt werden. In variant 3, an analyte nucleic acid is bound via a specifically binding pair. A receptor oligonucleotide is immobilized on a second surface. Both Surfaces are then brought into contact so that the complementary ones Can hybridize nucleotides of receptor oligonucleotide and analyte nucleic acid. On the a chain can then be exerted again.

Bei Variante 4 wird ein Rezeptoroligonucleotid an einer Oberfläche immobilisiert und mit einer Analytnucleinsäure so in Kontakt gebracht, dass eine Hybridisierung stattfinden kann. Die Analytnucleinsäure weist an ihrem anderen Ende einen Partner eines spezifisch bindenden Paares auf. Der andere Partner dieses spezifisch bindenden Paares ist an einer zweiten Oberfläche immobilisiert. Die beiden Oberflächen werden dann so miteinander in Kontakt gebracht, dass es zur Bindung des spezifisch bindenden Paares kommt. Auf diese Weise entsteht wieder eine Verkettung, auf die dann eine Kraft ausgeübt werden kann. In variant 4, a receptor oligonucleotide is immobilized on a surface and with an analyte nucleic acid so that hybridization takes place can. The analyte nucleic acid has a partner at its other end specific binding pair. The other partner of this specific binding couple is immobilized on a second surface. The two surfaces will be like this brought into contact with each other that it is for binding the specific binding pair comes. In this way, a chain is created again, and then a force can be exercised.

In der letzten Variante Nr. 5 ist ein Rezeptoroligonucleotid an einer Oberfläche immobilisiert und wird mit der Analytnucleinsäure in Kontakt gebracht, so dass komplementäre Nucleotide miteinander hybridisieren können. An einer zweiten Oberfläche ist ein spezifisch bindendes Paar immobilisiert. Sowohl der nicht immobilisierte zweite Partner des spezifisch bindenden Paares als auch die Analytnucleinsäure weisen jeweils eine Bindungsstelle auf, die miteinander reagieren kann. Wenn diese beiden Gruppen miteinander reagiert haben, kommt wieder eine Verkettung zustande, auf die wiederum Zug ausgeübt werden kann. In the last variant No. 5 there is a receptor oligonucleotide on one surface immobilized and brought into contact with the analyte nucleic acid so that complementary Can hybridize nucleotides with each other. On a second surface is a immobilized specifically binding pair. Both the non-immobilized second partner of the specifically binding pair as well as the analyte nucleic acid each have one Binding site that can react with each other. If these two groups have reacted with each other, a chaining takes place again, to which in turn train can be exercised.

Die beiden Partner des spezifisch bindenden Paares sind in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zwei komplementäre Nucleinsäurestränge, die einen Referenzkomplex bilden. Die Nucleinsäurestränge werden dabei so vorgesehen, dass sie sich bezüglich der freien Basenpaarungsenergie und der Anzahl der Mismatches in vorbestimmter Weise von dem Probenkomplex unterscheiden oder gegebenenfalls bezüglich der freien Basenpaarungsenergie und Anzahl der Mismatches identisch sind. The two partners of the specific binding pair are in a preferred one Embodiment of the method according to the invention two complementary Nucleic acid strands that form a reference complex. The nucleic acid strands are like this provided that they differ in terms of the free base pairing energy and the number of Distinguish mismatches from the sample complex in a predetermined manner or possibly with regard to the free base pairing energy and number of mismatches are identical.

Es ist auch möglich, statt der Nucleinsäurestränge ein anderes spezifisch bindendes Paar als Referenzkomplex zu verwenden, wobei dieses spezifisch bindende Paar so ausgewählt wird, dass die Bindungskraft vorbestimmt ist und der Bindungskraft des Probekomplexes möglichst nahe kommt. Verfahren zur Bestimmung der freien Basenpaarungsenergie oder der Bindungskraft eines spezifisch bindenden Paares sind bekannt und werden in der Literatur beschrieben. It is also possible to use another specific binding instead of the nucleic acid strands Pair to use as a reference complex, this specific binding pair so is selected that the binding force is predetermined and the binding force of the Trial complex comes as close as possible. Procedure for determining the free Base pairing energy or the binding power of a specific binding pair are known and are described in the literature.

Besonders bevorzugt werden Probe- und Referenzkomplex so ausgewählt, dass sich die freie Basenpaarungsenergie ΔG möglichst wenig unterscheidet. Eine zuverlässige Bestimmung ist nicht mehr möglich, wenn die freie Basenpaarungsenergie von Probekomplex und Referenzkomplex sich um mehr als 40 kcal/mol unterscheidet. Bevorzugt unterscheidet sich die freie Basenpaarungsenergie von Probe- und Referenzkomplex um nicht mehr als 20 kcal/mol. Besonders gute Ergebnisse werden erhalten, wenn der Unterschied von Probe- und Referenzkomplex ≤ 4 kcal/mol ist. Proben zur Bestimmung der freien Basenpaarungsenergie von Nucleinsäureduplices sind bekannt. Ein Verfahren wird beispielsweise in K. J. Breslauer, R. Frank, H. Blöcker und L. A. Markie "Predicting DNA Duplexes Stability From The Base Sequence", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Bd. 83, Seiten 3746-3750, 1986, beschrieben. The sample and reference complex are particularly preferably selected such that the differs free base pairing energy ΔG as little as possible. A reliable one Determination is no longer possible if the free base pairing energy of Sample complex and reference complex differ by more than 40 kcal / mol. Prefers the free base pairing energy of the sample and reference complex does not differ more than 20 kcal / mol. Particularly good results are obtained if the The difference between the sample and reference complex is ≤ 4 kcal / mol. Samples to determine the free base pairing energy of nucleic acid duplexes are known. A procedure will for example in K. J. Breslauer, R. Frank, H. Blöcker and L. A. Markie "Predicting DNA Duplexes Stability From The Base Sequence ", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 83, pages 3746-3750, 1986.

Die folgenden Definitionen werden bei der Beschreibung der Beispiele verwendet.
Rezeptoroligo: Oligo, der mit dem Analyten einen Probenkomplex ausbildet
Sondenoligo: Oligo, der mit dem Analyten oder dem Referenzstrang einen Referenzkomplex ausbildet
Analyt: Oligo, PCR-Produkt oder andere Nukleinsäuren, auf denen ein Polymorphismus oder eine Mutation nachgewiesen werden soll.
Probengemisch: Substanzgemisch, das den Analyten enthält
Fehlpaarung: Basenpaar in einem Duplex, das keine spezifische Basenpaarung ausbildet
Trennkraft: Kraft, die an einer Verkettung auftritt, unmittelbar bevor diese durch eine angelegte Zugkraft getrennt wird
Bindungspartner: Partner eines spezifisch bindenden Paares
Wildtyp: ursprünglicher, bzw. von Mutante abweichende Form der Probensequenz
Mutation: veränderte, bzw. vom Wildtyp abweichende Form der Probensequenz, die zu einer Veränderung der Trennkraft des Probekomplexes führt
The following definitions are used in describing the examples.
Receptor oligo: oligo that forms a sample complex with the analyte
Probe oligo: Oligo that forms a reference complex with the analyte or the reference strand
Analyte: oligo, PCR product or other nucleic acids on which a polymorphism or a mutation is to be detected.
Sample mixture: substance mixture containing the analyte
Mismatch: base pair in a duplex that does not form a specific base pair
Release force: force that occurs on a chain immediately before it is separated by an applied tensile force
Binding partner: partner of a specific binding couple
Wild type: original or different form of the sample sequence from the mutant
Mutation: modified or different form of the sample sequence, which leads to a change in the separating power of the sample complex

Beispiel 1example 1

Bei dem folgenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um den Nachweis einer möglicherweise vorhandenen Einzelbasenvariation (G → C) an einer bekannten Basenposition auf genomischer DNA. The following exemplary embodiment is proof of a possible single base variation (G → C) at a known base position on genomic DNA.

Von genomischer DNA wird durch PCR ein Amplikon (Probenmolekül entspricht Analytnucleinsäure) hergestellt. Dabei flankiert das Primerpaar (Primer jeweils mit 18 Nukleotiden) eine Sequenz von 30 Basenpaaren, die die Stelle mit dem möglichen Basenaustausch enthält. Primer 1, der an den nicht-codogenen Strang der genomischen DNA hybridisiert und zur Kopie des codogenen Strangs verlängert wird, ist mit einem Cy3- Molekül markiert. An amplicon (sample molecule corresponds to genomic DNA by PCR Analyte nucleic acid). The pair of primers is flanked (primer with 18 Nucleotides) a sequence of 30 base pairs, which the site with the possible Contains base exchange. Primer 1 attached to the non-codogenic strand of genomic DNA hybridized and extended to copy the codogenic strand is with a Cy3 Marked molecule.

Auf einem mit kovalent angebundenem Streptavidin beschichteten Objektträger werden auf zwei getrennten Spots von je 1 mm2 jeweils ca. 100 femtoMol eines von zwei verschiedenen Rezeptoroligos angebunden. Approx. 100 femtoMol of one of two different receptor oligos are bound on two separate spots of 1 mm 2 each on a slide coated with covalently bound streptavidin.

Die die Spots umgebende frei gebliebenen Streptavidinfläche der Beschichtung wird mit einem biotinylierten Poly-A-Oligo von 15 bp Länge abgesättigt. The free streptavidin surface of the coating surrounding the spots is also covered saturated a biotinylated poly-A-oligo of 15 bp length.

Bei dem Wildtyp-Rezeptor (RezWT) handelt es sich um ein 28 Nukleotide langes DNA- Oligo, das am 5'-Ende mit Biotin modifiziert ist, womit es an die Strepavidinoberfläche angebunden wird. Die Basen 1-10 dienen als Poly-A-Spacer. Die Basen 11-28 (Alle Basen in 5'-3'-Richtung gezählt) stellen die Rezeptorsequenz von RezWT dar. Dieser Sequenzabschnitt ist komplementär zu den Basen 30 bis 48 des amplifizierten codogenen Strangs der genomischen DNA in der nicht mutierten Form. The wild-type receptor (Rez WT ) is a 28 nucleotide long DNA oligo that is modified at the 5 'end with biotin, whereby it is bound to the strepavidin surface. Bases 1-10 serve as poly-A spacers. Bases 11-28 (all bases counted in the 5'-3 'direction) represent the receptor sequence of Rez WT . This sequence section is complementary to bases 30 to 48 of the amplified codogenic strand of the genomic DNA in the non-mutated form.

Bei dem Mutanten-Rezeptor (RezM) handelt es sich um ein 28 Nukleotide langes Oligo, das am 5'-Ende mit Biotin modifiziert ist, womit es an der Strepavidinoberfläche angebunden wird. Die Basen 1-10 dienen als Poly-A-Spacer. Die Basen 11-28 stellen die Rezeptorsequenz von RezM dar. Dieser Sequenzabschnitt ist komplementär zu Basen 30 bis 48 des codogenen Strangs der mutierten Form der genomischen DNA, die sich von der nicht mutierten Form bei Base 19 unterscheidet, an der ein C gegen ein G ausgetauscht ist. RezM ist somit vollständig komplementär zu einer Mutanten-DNA, bei der bei Base 39 ein G gegen ein C ausgetauscht ist. The mutant receptor (Rez M ) is a 28 nucleotide long oligo which is modified at the 5 'end with biotin, with which it is bound to the strepavidin surface. Bases 1-10 serve as poly-A spacers. Bases 11-28 represent the receptor sequence of Rez M. This sequence section is complementary to bases 30 to 48 of the codogenic strand of the mutant form of genomic DNA, which differs from the non-mutated form at base 19, in which a C against a G is exchanged. Rez M is thus completely complementary to a mutant DNA in which a G is replaced by a C at base 39.

Die Probe mit den Cy3-markierten Probenmolekülen, die eine Kopie des codogenen Strang darstellen, wird durch Kochen denaturiert und durch Kühlen auf Eis am Rehybridisieren gehindert. Zum Probengemisch wird der Sondenoligo (Sonde) gegeben. Dabei handelt es sich um ein DNA-Oligo von 28 bp Länge. Die Sonde ist an ihrem 5'-Ende mit einem Cy5-Molekül und an ihrem 3'-Ende mit einem Biotin markiert. Die Basen 1-18 stellen die Sondensequenz dar und sind komplementär zu den Basen 18-1 des Probenmoleküls, welche die Referenzsequenz darstellen. The sample with the Cy3-labeled sample molecules, which is a copy of the codogenic Making a strand is denatured by cooking and by cooling on ice Rehybridization prevented. The probe oligo (probe) is added to the sample mixture. there it is a 28-bp DNA oligo. The probe is at its 5 'end a Cy5 molecule and labeled at its 3 'end with a biotin. Bases 1-18 represent the probe sequence and are complementary to bases 18-1 of the Sample molecule that represents the reference sequence.

Die mit der Sonde versetzte Probe wird nun in 5 × SSC-Puffer zur Hybridisierung auf die Rezeptor-Spots des geblockten Objekträger gegeben. Nach einer Inkubation von 30 min bei RT wird mit 1 × SSC gewaschen und mit 1 × SSC überschichtet. The sample added with the probe is now in 5 × SSC buffer for hybridization on the Given receptor spots of the blocked slide. After an incubation of 30 min at RT is washed with 1 × SSC and covered with 1 × SSC.

Durch die Hybridisierung kommt es zur Ausbildung von Probenkomplex und Referenzkomplex, wie in Fig. 2 dargestellt, wobei die Verkettung über den Rezeptor an den Objektträger angebunden ist. The hybridization leads to the formation of the sample complex and the reference complex, as shown in FIG. 2, the linkage being linked to the slide via the receptor.

Ein mit Streptavidin beschichteter, mikrostrukturierter PDMS-Stempel wird nun unter 100 mM NaCl-Puffer auf den Bereich der Rezeptorspots mit den immobilisierten Verkettungen aufgedrückt. Dabei kommt es zur Anbindung der biotinylierten Sondenoligos an den Stempel, bzw. zur Kopplung der Verkettungen zwischen Stempel und Objektträger. Der Stempel wird nach 30 min von dem Objekträger getrennt, wobei es zur Lösung der Verkettungen durch Trennung jeweils eines Komplexes kommt. Zu beachten ist, dass dieser Vorgang auf jedem Spot an sehr vielen (~100 fMol) Verkettungen simultan ausgeführt wird. A microstructured PDMS stamp coated with streptavidin is now under 100 mM NaCl buffer on the area of the receptor spots with the immobilized Chains pressed on. This involves the connection of the biotinylated probe oligos the stamp, or for coupling the links between the stamp and the slide. The stamp is separated from the slide after 30 minutes, whereby it is used to loosen the Concatenations by separating one complex each comes. It should be noted that this process simultaneously on a large number (~ 100 fMol) of chains on each spot is performed.

Der Stempel wird nun in einem Fluoreszenzscanner hinsichtlich der Marker Cy3 und Cy5 ausgewertet. Die auf den Stempel übertragenen Sondenoligos und Probenmoleküle können so quantifiziert werden. Die von den Spots auf eine bestimmte Fläche des Stempels übertragene Menge an Cy5 wird mit der auf die gleiche Fläche übertragenen Menge Cy3 ins Verhältnis gesetzt. Die für die beiden Spots erhaltenen Quotienten werden miteinander verglichen. The stamp is now in a fluorescence scanner for the markers Cy3 and Cy5 evaluated. The probe oligos and sample molecules transferred to the stamp can be quantified in this way. That of the spots on a certain area of the stamp transferred amount of Cy5 is with the transferred amount Cy3 on the same area related. The quotients obtained for the two spots will be compared with each other.

Entsprechend der Formel Q = nKop - nPro-/nPro- (vgl. unten) erhält man:
Für den Spot von RezWT: QWT = n(Cy5WT) - n(Cy3WT)/n(Cy3WT)
Für den Spot von RezM: QM = n(Cy5M) - n(Cy3M)/n(Cy3M)
According to the formula Q = n Kop - n Pro / n Pro (see below) you get:
For the Rez WT spot: Q WT = n (Cy5 WT ) - n (Cy3 WT ) / n (Cy3 WT )
For the Rez M spot: Q M = n (Cy5 M ) - n (Cy3 M ) / n (Cy3 M )

Anhand der von dem Stempel ermittelten Quotienten lassen sich nun zwei Fälle unterscheiden: On the basis of the quotients determined by the stamp, two cases can now be found distinguished:

Fall 1)Case 1)

Das Probemolekül liegt in Wildtyp-Form vor (kein Austausch von G nach C an Base 39). Der Probenkomplex aus RezWT und dem Probenmolekül ist vollständig gepaart (Perfect Match = PM). The sample molecule is in wild-type form (no exchange from G to C at base 39). The sample complex of Rez WT and the sample molecule is completely paired (Perfect Match = PM).

Der Probenkomplex aus RezM und dem Probenmolekül weist an Base 39 eine Einzelbasenfehlpaarung zwischen G und G auf (Mismatch = MM). The sample complex consisting of Rez M and the sample molecule has a base mismatch between G and G at base 39 (mismatch = MM).

Die Trennkraft für den Probenkomplex von RezWT ist folglich größer als die Trennkraft für den Probenkomplex von RezM:

F* Pro(RezWT) > F* Pro(RezM)
The separation force for the sample complex from Rez WT is therefore greater than the separation force for the sample complex from Rez M :

F * Pro (Rez WT )> F * Pro (Rez M )

Man erhält QWT > QM One obtains Q WT > Q M

Bei QWT > QM kann also auf den Wildtyp geschlossen werden With Q WT > Q M the wild type can be concluded

Fall 2)Case 2)

Das Probemolekül liegt in der Mutanten-Form vor (An Base 39 wurde G nach C ausgetauscht). The sample molecule is in the mutant form (at base 39, G was converted to C ) Replaced.

Der Probenkomplex aus RezWT und dem Probenmolekül weist an Base 39 eine Einzelbasenfehlpaarung zwischen C und C auf (Mismatch = MM). The sample complex consisting of Rez WT and the sample molecule shows a base mismatch between C and C at base 39 (mismatch = MM).

Der Probenkomplex aus RezM und dem Probenmolekül ist vollständig gepaart (Perfect Match = PM). The sample complex consisting of Rez M and the sample molecule is completely paired (Perfect Match = PM).

Die Trennkraft für den Probenkomplex von RezWT ist kleiner als die Trennkraft für den Probenkomplex von RezM:

F* Pro(RezWT) < F* Pro(RezM)
The separation force for the sample complex from Rez WT is smaller than the separation force for the sample complex from Rez M :

F * Pro (Rez WT ) <F * Pro (Rez M )

Man erhält QWT < QM One obtains Q WT <Q M

Bei QWT < QM kann also auf die Mutante geschlossen werden. If Q WT <Q M , the mutant can be concluded.

Beispiel 2Example 2 SNP-Typing auf OligionukleotidenSNP typing on oligionucleotides

Bei diesem Beispiel wurden zwei Probesequenzen mit Längen von 14 bzw. 16 Nukleotiden hinsichtlich eines Einzelbasenaustauschs untersucht. In this example, two sample sequences with lengths of 14 and 16 were used Nucleotides examined for a single base exchange.

Bei den Probemolekülen handelte es sich um Oligonukleotide, die von 5' nach 3' aus folgenden Sequenzbestandteilen aufgebaut waren:
Einer Referenzsequenz von 16 bzw. 14 Nukleotiden, einer internen Spacersequenz von 16 bzw. 20 Nukleotiden, einer Probensequenz mit 16 bzw. 14 Nukleotiden und einer terminalen Spacersequenz von 4 Nukleotiden. Probesequenz und Referenzsequenz waren zueinander revers.
The sample molecules were oligonucleotides which were built up from 5 'to 3' from the following sequence components:
A reference sequence of 16 or 14 nucleotides, an internal spacer sequence of 16 or 20 nucleotides, a sample sequence with 16 or 14 nucleotides and a terminal spacer sequence of 4 nucleotides. Sample sequence and reference sequence were reversed to each other.

Die Rezeptoren bestanden aus einem am 5'-Ende konjugierten Amino-C12-Linker, einem Spacer aus 10 Nukleotiden ohne spezifische Bindungsfunktion (hier 10× Adenin) sowie aus einer ausgewählten Rezeptorsequenz mit einer Länge von 16 bzw. 14 Nukleotiden. The receptors consisted of an amino-C12 linker conjugated at the 5 'end, one Spacer of 10 nucleotides without specific binding function (here 10 × adenine) as well from a selected receptor sequence with a length of 16 or 14 nucleotides.

Passend zu zwei verschiedenen Wildtyp-Rezeptorsequenzen mit Längen von 14 und 16 Nukleotiden wurden Rezeptoren mit jeweils einem Basenaustausch zusammen gestellt. In der 14mer Probesequenz wurde das Cytosin an Position 7 durch Adenin ersetzt. In der 16mer-Probensequenz wurde Cytosin an Position 12 durch Adenin ersetzt. Suitable for two different wild-type receptor sequences with lengths of 14 and 16 Nucleotides were put together with receptors each with a base exchange. In the 14mer sample sequence, the cytosine at position 7 was replaced by adenine. In the 16mer sample sequence, cytosine at position 12 was replaced by adenine.

Die Sondenoligos bestanden aus einem am 5'-Ende konjugierten Cy5-Molekül, einem Spacer aus 4 Nukleotiden ohne spezifische Bindungsfunktion (4 × Adenin) sowie aus einer Sequenz, die zur Referenzsequenz komplementär war (16 bzw. 14 Nukleotide), sowie einem weiteren Spacer (10 × Adenin) mit einer 3'-terminalen Biotingruppe. Der Aufbau der Verkettungen des 16mer-Probemoleküls

Der Aufbau Verkettungen des 14mer-Probenmoleküls

The probe oligos consisted of a Cy5 molecule conjugated at the 5 'end, a spacer of 4 nucleotides without a specific binding function (4 × adenine) and a sequence that was complementary to the reference sequence (16 or 14 nucleotides), as well as a further spacer (10 × adenine) with a 3'-terminal biotin group. The structure of the chains of the 16mer sample molecule

Building chains of the 14mer sample molecule

Anbindung der RezeptoroligonukleotideConnection of the receptor oligonucleotides

0,5 µl einer 10 µM Oligo-Lösung wurden in 0,1 M NaCl auf einen mit Epoxysilan beschichteten Objektträger gespottet und über Nacht in einer feuchten Kammer inkubiert. Anschließend wird 2 × 5 Minuten in 1 × SSC-T (T ist Zusatz von 0,05% Tween-20) und 2 × 2 Minuten in dest. Wasser gewaschen und mit einem Stickstoffstrom getrocknet. 0.5 µl of a 10 µM oligo solution were in 0.1 M NaCl on one with epoxysilane coated slides spotted and incubated overnight in a humid chamber. Then 2 × 5 minutes in 1 × SSC-T (T is addition of 0.05% Tween-20) and 2 × 2 minutes in dist. Washed water and dried with a stream of nitrogen.

Hybridisierunghybridization

Die Spots der Wildtyp- und Mutanten-Rezeptoren wurden 30 Minuten mit einem Gemisch aus Cy3-markierten Probenmolekül und Cy5-markierten Sondenoligo in einer Konzentration von 0,5 µM in 5 × SSC, 0,05% Tween-20 inkubiert. The wild-type and mutant receptor spots were mixed for 30 minutes from Cy3-labeled sample molecule and Cy5-labeled probe oligo in one Concentration of 0.5 µM in 5 × SSC, 0.05% Tween-20 incubated.

Durch die Hybridisierung kam es zur Ausbildung des Probenkomplexes und des Referenzkomplexes, wie oben dargestellt, wobei die Verkettung über den Rezeptor an den Objektträger angebunden ist. Im Anschluss an die Hybridisierung wurden die Objektträger 2 × 2 Minuten mit 5 × SSC-T, 2 × 2 Minuten mit 1 × SSC-T und 2 × 2 Minuten mit 0,2 × SSC-T gewaschen, kurz gewässert und im Stickstoffstrom getrocknet. The hybridization led to the formation of the sample complex and the Reference complex, as shown above, the chaining via the receptor to the Slide is attached. Following the hybridization, the Slides 2 × 2 minutes with 5 × SSC-T, 2 × 2 minutes with 1 × SSC-T and 2 × 2 minutes with 0.2 × SSC-T washed, briefly watered and dried in a stream of nitrogen.

StempelnStamp

Es wurde ein mikrostrukturierter Stempel aus PDMS (Polydimethylsiloxan) gefertigt. Die Strukturen bestanden dabei aus Stempelfüßchen von ca. 100 × 100 µm, die durch Vertiefungen von ca. 25 µm Breite und einem µm Tiefe getrennt wurden. Hierzu wurde ein Ansatz aus einer 1 : 10 Mischung von Vernetzungsreagenz und Silikonelastomer (Sylgard 184, Dow Corning) nach mehrfachem Entgasen auf einen entsprechend strukturierten Siliziumwafer gegossen und für 24 h bei RT inkubiert. Nach der Polymerisierung wurde die strukturierte Oberfläche des Stempels bei 1 mbar in einem Plasmaofen für 60 s einem H2O-Plasma ausgesetzt. A micro-structured stamp made of PDMS (polydimethylsiloxane) was manufactured. The structures consisted of stamp feet of approx. 100 × 100 µm, which were separated by depressions approx. 25 µm wide and 1 µm deep. For this purpose, a mixture of a 1:10 mixture of crosslinking reagent and silicone elastomer (Sylgard 184, Dow Corning) was poured onto a correspondingly structured silicon wafer after multiple degassing and incubated for 24 h at RT. After the polymerization, the structured surface of the stamp was exposed to H 2 O plasma at 1 mbar in a plasma furnace for 60 s.

Die oxidierte Oberfläche wurde mit 3% Aminosilan (3-Aminopropyldimethyl-ethoxysilan; ABCR, Karlsruhe) in 10% H2O und 87% Ethanol für 30 min inkubiert. Die silanisierte Oberfläche wurde mit Reinstwasser gewaschen und mit Stickstoff trocken geblasen. An die Aminogruppen des Silans wurde ein bifunktionales PEG angebunden, dessen eines Ende über eine durch NHS aktivierte Carboxygruppe, das andere über eine Biotingruppe verfügte. 20 µl einer Lösung mit 2 mg/100 µl NHS-PEG-Biotin (Shearwater, Huntsville) wurden unter einem Deckglas für 1 h auf einem Stempel mit einer Fläche von 1 cm2 inkubiert. Es wurde mit Reinstwasser gewaschen und mit Stickstoff trocken geblasen. Auf die nun biotinylierte Oberfläche wurde 0,1 mg/ml Streptavidin (Sigma) in PBS gegeben und für 30 min inkubiert. Es wurde mit Reinstwasser gewaschen und mit Stickstoff trocken geblasen. The oxidized surface was incubated with 3% aminosilane (3-aminopropyldimethylethoxysilane; ABCR, Karlsruhe) in 10% H 2 O and 87% ethanol for 30 min. The silanized surface was washed with ultrapure water and blown dry with nitrogen. A bifunctional PEG was attached to the amino groups of the silane, one end of which had a carboxy group activated by NHS and the other end had a biotin group. 20 ul of a solution with 2 mg / 100 ul NHS-PEG-Biotin (Shearwater, Huntsville) were incubated under a cover glass for 1 h on a stamp with an area of 1 cm 2 . It was washed with ultrapure water and blown dry with nitrogen. 0.1 mg / ml streptavidin (Sigma) in PBS was added to the now biotinylated surface and incubated for 30 min. It was washed with ultrapure water and blown dry with nitrogen.

Ein frisch präparierter Stempel und eine Unterlage wurden mit einer Lösung von 30 mM NaCl unter einem Druck von 100 g/cm2 auf die Spots gepreßt. Nach 30 min wurde der Stempel abgehoben. Objektträger und Stempel wurden mit Reinstwasser gewaschen und mit Stickstoff trocken geblasen. A freshly prepared stamp and a base were pressed onto the spots with a solution of 30 mM NaCl under a pressure of 100 g / cm 2 . The stamp was lifted off after 30 minutes. Slides and stamps were washed with ultrapure water and blown dry with nitrogen.

MessungMeasurement

Der Stempel wurde in einem Fluoreszenzscanner (Axon, Genepix 4000 B) mit einer Ortsauflösung von 5 µm hinsichtlich der Intensitäten von Cy3 (Anregung bei 532 nm) und Cy5 (Anregung bei 635 nm) vermessen. The stamp was in a fluorescence scanner (Axon, Genepix 4000 B) with a Local resolution of 5 µm with regard to the intensities of Cy3 (excitation at 532 nm) and Cy5 (Excitation at 635 nm) measured.

Auswertungevaluation

Der Fluoreszenzscan eines Spots, der auf den Stempel übertragen wurde, ist in Fig. 5 dargestellt. The fluorescence scan of a spot that was transferred to the stamp is shown in FIG. 5.

Die Intensitätsverteilungen für Cy3 und Cy5 der gesamten Spotfläche wurden ermittelt und in einem Histogramm dargestellt. In Fig. 5 ist ein typisches Histogramm eines Spots für eine der beiden Markierungen abgebildet. Die Histogramme weisen zwei ausgeprägte Maxima auf. Das Maximum bei geringer Intensität entspricht dabei dem Fluoreszenzhintergrund (dunkles Gitter), das bei größerer Intensität dem eigentlichen Signal (helle Flächen). The intensity distributions for Cy3 and Cy5 of the entire spot area were determined and displayed in a histogram. In Fig. 5 is a typical histogram is shown a spot for one of the two markers. The histograms have two distinct maxima. The maximum at low intensity corresponds to the fluorescence background (dark grid), that at higher intensity corresponds to the actual signal (light areas).

Für jeden Spot und für jede Markierung wurde die Differenz aus Signal und Hintergrund berechnet. For each spot and for each marker, the difference between the signal and the background was determined calculated.

Im Gegensatz zu Experimentbeispiel 1 wurde hier aus praktischen Gründen nicht Q = n(Cy5) - n(Cy3)/n(Cy3) berechnet, sondern das Verhältnis V = n(Cy5)/n(Cy3). Es gilt VMM (Mismatch) < VPM (Perfect Match), bzw. VMM/VPM < 1. In contrast to Experiment Example 1, for practical reasons it was not Q = n (Cy5) - n (Cy3) / n (Cy3) that was calculated, but the ratio V = n (Cy5) / n (Cy3). V MM (Mismatch) <V PM (Perfect Match) or V MM / V PM <1 applies.

Das Verhältnis V für jeden der 15 gemessenen Spots ist in Tabelle 1 aufgelistet. The ratio V for each of the 15 measured spots is listed in Table 1.

In Tabelle 2 wurden dann die Mittelwerte von V für 14- und 16-mer mit und ohne Mismatch berechnet. Schließlich wurden die Mittelwerte für Perfect Match und Mismatch (jeweils für 14- und 16-mer) miteinander ins Verhältnis gesetzt. In Table 2 the mean values of V for 14- and 16-mer were then with and without Mismatch calculated. Finally, the averages for Perfect Match and Mismatch (each for 14- and 16-mer) in relation to each other.

Für beide untersuchte Probenmoleküle (14- und 16-mer) findet man VMM/VPM < 1, was deutlich zeigt, dass sich PM und MM hier klar unterscheiden lassen. Tabelle 1

Tabelle 2

V MM / V PM <1 is found for both sample molecules (14 and 16 mer), which clearly shows that PM and MM can be clearly distinguished here. Table 1

Table 2

Beispiel 3Example 3 SNP-Typing auf OligonukleotidenSNP typing on oligonucleotides

Bei diesem Beispiel wurde eine Probesequenz von 16 Nukleotiden Länge hinsichtlich eines Einzelbasenaustauschs untersucht. In this example, a sample sequence of 16 nucleotides in length was considered of a single base exchange.

Bei dem Probemolekül handelte es sich um ein Oligonukleotid, das von 5' nach 3' aus folgenden Sequenzbestandteilen aufgebaut war:
Einer Referenzsequenz von 16 Nukleotiden, einer internen Spacersequenz von 16 Nukleotiden, einer Probensequenz mit 16 Nukleotiden und einer terminalen Spacersequenz von 4 Nukleotiden. Probesequenz und Referenzsequenz waren zueinander revers. Die Rezeptoren bestanden aus einer am 5'-Ende konjugierten Biotin-Gruppe, einem Spacer aus 10 Adeninen sowie aus einer ausgewählten Rezeptorsequenz mit einer Länge von 16 Nukleotiden.
The sample molecule was an oligonucleotide which was built up from 5 'to 3' from the following sequence components:
A reference sequence of 16 nucleotides, an internal spacer sequence of 16 nucleotides, a sample sequence with 16 nucleotides and a terminal spacer sequence of 4 nucleotides. Sample sequence and reference sequence were reversed to each other. The receptors consisted of a biotin group conjugated at the 5 'end, a spacer of 10 adenines and a selected receptor sequence with a length of 16 nucleotides.

Passend zur Wildtyp-Rezeptorsequenz mit einer Länge von 16 Nukleotiden wurde ein mutierter Rezeptor mit einem Basenaustausch abgeleitet, bei dem Cytosin an Position 12 durch Adenin ersetzt wurde. Matched to the wild-type receptor sequence with a length of 16 nucleotides mutated receptor derived with a base exchange with the cytosine at position 12 was replaced by adenine.

Der Sondenoligo bestand aus einem am 5'-Ende konjugierten Cy5-Molekül, einem Spacer aus 4 Adeninen sowie aus einer Sequenz mit 16 Nukleotiden, die zur Referenzsequenz komplementär ist, sowie einem weiteren Spacer aus zehn Adeninen mit einer 3'- terminalen Biotingruppe. Der Aufbau der Verkettungen des 16mer-Probemoleküls

The probe oligo consisted of a Cy5 molecule conjugated at the 5 'end, a spacer composed of 4 adenines and a sequence with 16 nucleotides which is complementary to the reference sequence, and a further spacer composed of ten adenines with a 3'-terminal biotin group. The structure of the chains of the 16mer sample molecule

Anbindung der RezeptoroligonukleotideConnection of the receptor oligonucleotides

Je 0,5 µl einer 1 µM SSC-Lösung der Rezeptoroligos wurden auf einen mit Streptavidin beschichteten Objektträger (Greiner Bio-One) gespottet und für 30 min in einer feuchten Kammer inkubiert. Der Objektträger wurde 2 × 5 Minuten in 1 × SSC-T (T ist Zusatz von 0,05% Tween-20) gewaschen und verbleibende Tropfen mit einem Stickstoffstrom entfernt (nicht getrocknet). 0.5 µl of a 1 µM SSC solution of the receptor oligos was applied to one with streptavidin coated slides (Greiner Bio-One) spotted and in a moist for 30 min Chamber incubated. The slide was spun 2 × 5 minutes in 1 × SSC-T (T is addition of 0.05% Tween-20) and remaining drops with a stream of nitrogen removed (not dried).

BlockenBlock

Um die nach der Anbindung der Rezeptoroligos verbleibenden freien Streptavidinbindungsstellen mit Biotin abzusättigen, wurde der Objektträger mit einer 2 µM Lösung eines biotinylierten DNA-Oligos (in 1 × SSC, 1% Tween) bedeckt und 15 min inkubiert. Es wurde 2 × 10 min mit 1 × SSC-T (T ist Zusatz von 0,05% Tween-20) gewaschen und verbleibende Tropfen mit einem Stickstoffstrom entfernt (nicht getrocknet). To the remaining free after the binding of the receptor oligos To saturate streptavidin binding sites with biotin, the slide was washed with a 2 µM solution biotinylated DNA oligos (in 1 × SSC, 1% Tween) covered and incubated for 15 min. It was Washed 2 × 10 min with 1 × SSC-T (T is addition of 0.05% Tween-20) and Remaining drops removed with a stream of nitrogen (not dried).

Hybridisierunghybridization

Die Spots der Wildtyp- und Mutanten-Rezeptoren wurden 30 Minuten mit einem Gemisch aus Cy3-markiertem Probenmolekül (0,25 µM) und Cy5-markiertem Sondenoligo (1 µM) in 5 × SSC inkubiert. The wild-type and mutant receptor spots were mixed for 30 minutes from Cy3-labeled sample molecule (0.25 µM) and Cy5-labeled probe oligo (1 µM) in 5 × SSC incubated.

Durch die Hybridisierung kam es zur Ausbildung des Probenkomplexes und des Referenzkomplexes, wie oben dargestellt, wobei die Verkettung über den Rezeptoroligo an den Objektträger angebunden war. Es wurde 2 × 10 min mit 1 × SSC-T (T ist Zusatz von 0,05% Tween-20) gewaschen und verbleibende Tropfen mit einem Stickstoffstrom entfernt (nicht getrocknet). The hybridization led to the formation of the sample complex and the Reference complex, as shown above, with the concatenation via the receptor oligo the slide was attached. It was 2 × 10 min with 1 × SSC-T (T is addition of 0.05% Tween-20) and remaining drops with a stream of nitrogen removed (not dried).

StempelnStamp

Es wurde ein mikrostrukturierter Stempel aus PDMS (Polydimethylsiloxan) gefertigt. Die Strukturen bestanden dabei aus Stempelfüßchen von ca. 100 × 100 µm, die durch Vertiefungen von ca. 25 µm Breite und einem µm Tiefe getrennt wurden. Hierzu wurde ein Ansatz aus einer 10 : 1 Mischung von Silikonelastomer (Sylgard 184, Dow Corning) und Vernetzungsreagenz nach mehrfachem Entgasen auf einen entsprechend strukturierten Siliziumwafer gegossen und für 24 h bei RT inkubiert. Nach der Polymerisierung wurde die strukturierte Oberfläche des Stempel bei 1 mbar in einem Plasmaofen für 60 s einem H2O- Plasma ausgesetzt. A micro-structured stamp made of PDMS (polydimethylsiloxane) was manufactured. The structures consisted of stamp feet of approx. 100 × 100 µm, which were separated by depressions approx. 25 µm wide and 1 µm deep. For this purpose, a mixture of a 10: 1 mixture of silicone elastomer (Sylgard 184, Dow Corning) and crosslinking reagent was poured onto a correspondingly structured silicon wafer after multiple degassing and incubated for 24 h at RT. After the polymerization, the structured surface of the stamp was exposed to H 2 O plasma at 1 mbar in a plasma oven for 60 s.

Die oxidierte Oberfläche wurde mit 3% Aminosilan (3-Aminopropyldimethyl-ethoxysilan; ABCR, Karlsruhe) in 10% H2O und 87% Ethanol für 30 min inkubiert. Die silanisierte Oberfläche wurde mit Reinstwasser gewaschen und mit Stickstoff trocken geblasen. An die Aminogruppen des Silans wurde ein bifunktionales PEG angebunden, dessen eines Ende über eine durch NHS aktivierte Carboxygruppe, das andere über eine Biotingruppe verfügte. 20 µl einer Lösung mit 2 mg/100 µl NHS-PEG-Biotin (Shearwater Polymers, AL) wurden unter einem Deckglas für 1 h auf einem Stempel mit einer Fläche von 1 cm2inkubiert. Es wurde mit Reinstwasser gewaschen und mit Stickstoff trocken geblasen. Auf die nun biotinylierte Oberfläche wurde 0,1 mg/ml Streptavidin (Sigma) in PBS gegeben und für 30 min inkubiert. Es wurde mit Reinstwasser gewaschen und mit Stickstoff trocken geblasen. The oxidized surface was incubated with 3% aminosilane (3-aminopropyldimethylethoxysilane; ABCR, Karlsruhe) in 10% H2O and 87% ethanol for 30 min. The silanized surface was washed with ultrapure water and blown dry with nitrogen. A bifunctional PEG was attached to the amino groups of the silane, one end of which had a carboxy group activated by NHS and the other end had a biotin group. 20 ul of a solution with 2 mg / 100 ul NHS-PEG-Biotin (Shearwater Polymers, AL) were incubated under a cover glass for 1 h on a stamp with an area of 1 cm 2 . It was washed with ultrapure water and blown dry with nitrogen. 0.1 mg / ml streptavidin (Sigma) in PBS was added to the now biotinylated surface and incubated for 30 min. It was washed with ultrapure water and blown dry with nitrogen.

Ein frisch präparierter Stempel und eine Unterlage wurden mit einer Lösung von 30 mM NaCl unter einem Druck von 100 g/cm2 auf die Spots gepreßt. Nach 30 min wurde der Stempel abgehoben. Objektträger und Stempel wurden mit Reinstwasser gewaschen und mit Stickstoff trocken geblasen. A freshly prepared stamp and a base were pressed onto the spots with a solution of 30 mM NaCl under a pressure of 100 g / cm 2 . The stamp was lifted off after 30 minutes. Slides and stamps were washed with ultrapure water and blown dry with nitrogen.

MessungMeasurement

Der Stempel wurde in einem Fluoreszenzscanner (Axon, Genepix 4000 B) mit einer Ortsauflösung von 5 µm hinsichtlich der Intensitäten von Cy3 (Anregung bei 532 nm) und Cy5 (Anregung bei 635 nm) vermessen. The stamp was in a fluorescence scanner (Axon, Genepix 4000 B) with a Local resolution of 5 µm with regard to the intensities of Cy3 (excitation at 532 nm) and Cy5 (Excitation at 635 nm) measured.

Auswertungevaluation

Für beide Meßbilder wurde ein Fluoreszenzhintergrund ermittelt und subtrahiert. Die um den Hintergrund bereinigten Messbilder wurden weiterverarbeitet, indem durch Division für jeden Bildpunkt der Quotient der Fluoreszenzintensitäten (635 nm/532 nm) bestimmt wurde. Als Resultat wurde ein Quotienten-Bild der Fluoreszenzintensitäten erhalten, wie in Fig. 6 für zwei Spots dargestellt. A fluorescence background was determined and subtracted for both measurement images. The measurement images adjusted for the background were further processed by determining the quotient of the fluorescence intensities (635 nm / 532 nm) for each pixel. As a result, a quotient picture of the fluorescence intensities was obtained, as shown in FIG. 6 for two spots.

Aus dem Quotientenbild wurden für die Flächen der Meßspots ein Histogramm der Intensitätsquotienten V' (V' = Intensität (Cy5)/Intensität (Cy3)) erstellt (Fig. 7), wobei die Skalierung der Intensitätsquotienten willkürlich gewählt werden konnte. A histogram of the intensity quotients V '(V' = intensity (Cy5) / intensity (Cy3)) was created from the quotient image ( FIG. 7), the scaling of the intensity quotients being arbitrary.

Die niedrigen Peaks im Histogramm entsprachen dabei den Stempelflächen (dunkle Rechtecke in Fig. 6), die hohen Peaks den Vertiefungen des Stempels, auf die keine Fluorophore übertragen wurden (helles Gitter in Fig. 6). The low peaks in the histogram corresponded to the stamp areas (dark rectangles in FIG. 6), the high peaks to the depressions in the stamp, to which no fluorophores were transferred (light grid in FIG. 6).

Für alle Spots wurden die mittleren Intensitätsquotienten V (Maxima der niedrigen Peaks) bestimmt. Dann wurden VMM (Mutante) und VPM (Wildtyp) miteinander ins Verhältnis gesetzt. The mean intensity quotients V (maxima of the low peaks) were determined for all spots. certainly. Then VMM (mutant) and VPM (wild type) were compared set.

Dabei war zu erwarten, dass: VMM (Mutante) < VPM (Wildtyp), bzw. VMM/VPM < 1. Für das vorliegende Beispiel wurde aus dem Histogramm (Fig. 7) ermittelt:

VMM/VPM = 124/154 = 0,81.
It was to be expected that: VMM (mutant) <VPM (wild type), or VMM / VPM <1. For the present example, the histogram ( FIG. 7) determined:

V MM / V PM = 124/154 = 0.81.

Hiermit konnte der Unterschied von einer Einzelbasenfehlpaarung in einem Duplex von 16 Nukleotiden sicher nachgeweisen werden. This was the difference between a single base mismatch in a duplex of 16 nucleotides can be reliably detected.

Varianten der AusführungVariants of execution

Für das beschriebene Verfahren sind viele Variationen möglich, die je nach der Situation ausgewählt werden können. Many variations are possible for the described method, depending on the situation can be selected.

Anlegen der ZugkraftApply the traction

Wie in der bevorzugten Ausführung beschrieben, wird der Kraftvergleich am einfachsten durch die Kopplung einer Verkettung zwischen zwei angenäherte Oberflächen und anschließendes Trennen der Oberflächen ausgeführt. Statt der Immobilisierung an Oberflächen, kann die Immoblisierung der Bindepartner aber auch an anderen Festkörpern, z. B. Kügelchen, oder über Moleküle, an die eine Zugkraft angelegt werden kann, erfolgen. As described in the preferred embodiment, the comparison of forces is easiest by coupling a chain between two approximate surfaces and then separating the surfaces. Instead of immobilization Surfaces, the immobilization of the binding partners but also on other solids, e.g. B. Beads, or via molecules to which a tensile force can be applied.

Der KopplungsschrittThe coupling step

Unter Kopplung versteht man den Schritt, durch den eine Verkettung mit den beiden Kraftangriffspunkten verbunden wird. Coupling is the step by which a chain is linked with the two Force application points is connected.

Beim Kopplungsschritt sind mehrere Fälle zu unterscheiden, die in Fig. 3 illustriert sind: Fall 1 entspricht dem oben ausgeführten Beispiel, wobei der Kopplungschritt der Ausbildung der Biotin-Streptavidin-Bindung zwischen Sondenoligo und dem Stempel entspricht. A distinction is made between several cases in the coupling step, which are illustrated in FIG. 3: Case 1 corresponds to the example given above, the coupling step corresponding to the formation of the biotin-streptavidin bond between the probe oligo and the stamp.

Wie bei Fall 1 erfolgt auch bei Fall 2 der Kopplungsschritt erst nach der Ausbildung der Verkettung, d. h. erst nachdem Probenkomplex und Referenzkomplex bereits miteinander verbunden waren. Der Unterschied ist lediglich, dass bei Fall 1 auf der Seite des Referenzkomplexes und bei Fall 2 auf der Seite des Probenkomplexes gekoppelt wird. As in case 1, in case 2 the coupling step takes place only after the formation of the Concatenation, d. H. only after the sample complex and the reference complex are already together were connected. The only difference is that in case 1 on the side of the Reference complex and in case 2 on the side of the sample complex is coupled.

Bei Fall 3, 4 und 5 erfolgt die Kopplung und die Ausbildung der Verkettung durch den gleichen Schritt. Bei Fall 3 erfolgt die Kopplung durch die Ausbildung des Probenkomplexes und bei Fall 4 durch die Ausbildung des Referenzkomplexes. In cases 3, 4 and 5, the coupling and the formation of the chain is done by the same step. In case 3, the coupling takes place through the formation of the Sample complex and in case 4 by the formation of the reference complex.

Bei Fall 5 liegen sind beide Komplexe bereits ausgebildet und mit den Kraftangriffspunkten (Oberflächen) verbunden, wenn es zur Kopplung zwischen den Komplexen kommt. In case 5 both complexes are already formed and with the Force application points (surfaces) connected when there is coupling between the complexes.

Position des Probenmoleküls in der VerkettungPosition of the sample molecule in the chain

Das obige Ausführungsbeispiel schildert einen Fall, bei dem die Analytnucleinsäure oder Probesequenz den zweiten Bindungspartner des Probenkomplexes darstellt und folglich unmittelbar mit Bindungspartner 3, der Referenzsequenz verbunden ist. Die Probensequenz nimmt hier eine "zentrale Position" innerhalb der Verkettung ein. The above embodiment describes a case in which the analyte nucleic acid or Sample sequence represents the second binding partner of the sample complex and consequently directly with binding partner 3, which is linked to the reference sequence. The Sample sequence occupies a "central position" within the chain.

Davon abweichend, kann die Probensequenz auch Bindungspartner 1 entsprechen. In diesem Fall nimmt sie eine "periphere Position" in der Verkettung ein. Für diese Ausführungsform wird daher das Probenmolekül auf einer Oberfläche immobilisiert. Dies wird in Fig. 4 veranschaulicht. Fall A und B zeigen einen Aufbau, bei dem die Probe zentral plaziert ist (Fall A entspricht dem obigen Ausführungsbeispiel). Bezüglich der Kopplung kann man A mit Fall 1 von Fig. 3 vergleichen und B mit Fall 5 in Fig. 3. Bei C ist das Probemolekül hingegen peripher plaziert und auf der Unterlage immobilisiert. Bezüglich der Kopplung ist C mit Fall 5 von Fig. 3 vergleichbar. Deviating from this, the sample sequence can also correspond to binding partner 1. In this case it occupies a "peripheral position" in the chain. For this embodiment, the sample molecule is therefore immobilized on a surface. This is illustrated in Figure 4. Cases A and B show a structure in which the sample is placed centrally (case A corresponds to the above embodiment). Regarding the coupling, one can compare A with case 1 of FIG. 3 and B with case 5 in FIG. 3. At C, on the other hand, the sample molecule is placed peripherally and immobilized on the support. With regard to the coupling, C is comparable to case 5 of FIG. 3.

Die Immobilisierung des Probemoleküls kann dadurch erfolgen, dass man in einen der PCR-Primer, die zur Amplifikation des Probemoleküls verwendet werden ein Biotin einführt. Die Anbindung erfolgt dann über die Bindung dieses Biotins an die Streptavidinbeschichtung der Unterlage. The sample molecule can be immobilized by placing it in one of the PCR primers that are used to amplify the sample molecule are a biotin introduces. The connection then takes place via the binding of this biotin to the Streptavidin coating of the underlay.

Alternativ kann die Immobilisierung auch über die Hybridisierung mit einem Capture-Oligo erfolgen. Das Captureoligo wird hierfür terminal an die Unterlage gebunden und bildet mit dem Probemolekül einen Komplex aus, der kraftstabiler ist als Referenz- oder Probekomplex. Bei Fall C wird das Probenmolekül nicht markiert. Alternatively, the immobilization can also be carried out via hybridization with a capture oligo respectively. For this purpose, the capture oligo is bound to the base and forms the sample molecule from a complex that is more stable than the reference or Sample complex. In case C, the sample molecule is not labeled.

Die Auswertung von Fall B und C erfolgt, indem die Menge an Markierung 1, die auf den Stempel übertragen wird und die Menge an Markierung 2, die auf die Unterlage übertragen wird, bestimmt wird. Es gilt: Q* = nRef-/nPro- ∼ Q = Marker 2 (Stempel)/Marker 1 (Unterlage) Cases B and C are evaluated by determining the amount of marker 1 that is transferred to the stamp and the amount of marker 2 that is transferred to the base. The following applies: Q * = n Ref- / n Pro ∼ Q = Marker 2 (stamp) / Marker 1 (pad)

Der ReferenzkomplexThe reference complex

Der Referenzkomplex kann aus einem Duplex von Nukleinsäuren oder auch aus einem Komplex beliebiger anderer Bindungspartner, z. B. Partnern eines spezifisch bindenden Paares aufgebaut sein. The reference complex can consist of a duplex of nucleic acids or also of one Complex any other binding partner, e.g. B. partners of a specific binding Couple be built.

Es ist von Vorteil, einen Referenzkomplex zu wählen, der unter den gegebenen Versuchsbedingungen einen dem Probenkomplex ähnliche Trennkraft aufweist. Deshalb werden bevorzugt Referenzkomplexe gewählt, die dem Probenkomplex in der Chemie, Basenzusammensetzung und im GC-Gehalt ähnlich sind. Es können jedoch auch Referenzkomplexe verwendet werden, die gegeneüber dem Probenkomplex in der Länge, der Basenzusammensetzung abweichen, wobei die oben angegebenen Bedingungen bezüglich der freie Basenpaarungsenergie dann beachtet werden sollten. It is advantageous to choose a reference complex that is among the given Test conditions has a separation force similar to the sample complex. Therefore reference complexes are preferably chosen that correspond to the sample complex in chemistry, Base composition and GC content are similar. However, it can also Reference complexes are used that are opposite the sample complex in length Base composition differ, subject to the conditions given above regarding the free base pairing energy should then be considered.

Die ReferenzsequenzThe reference sequence

In dem obigen Ausführungsbeispiel ist die Referenzsequenz ein Bestandteil des Probenmoleküls. Bei einer peripheren Position des Probenmoleküls wäre dies jedoch nicht der Fall. In the above embodiment, the reference sequence is part of the Sample molecule. However, this would not be the case with a peripheral position of the sample molecule the case.

Im Fall des Ausführungsbeispiels entspricht die Referenzsequenz Primer 2 der Amplifikation bzw. der ursprünglichen Sequenz der genomischen DNA. Die Referenzsequenz kann jedoch ebenso aus einer Sequenz bestehen, die so nicht auf der genomischen DNA enthalten war und erst durch einen degenerierten Primer bei der Amplifikation eingefügt wurde. In the case of the exemplary embodiment, the reference sequence Primer 2 corresponds to Amplification or the original sequence of the genomic DNA. The reference sequence may also consist of a sequence that is not on the genomic DNA was included and only inserted by a degenerate primer during the amplification has been.

Detektiondetection

Die Ermittlung von Q* = nRef-/nPro- (s. u.) kann entweder über den Nachweis getrennter Bindungspartner eines getrennten Komplexes oder durch den Nachweis noch intakter Komplexe erfolgen. The determination of Q * = n Ref- / n Pro (see below ) can be carried out either by the detection of separate binding partners of a separate complex or by the detection of still intact complexes.

Der Nachweis der Bindungspartner erfolgt über die Markierung. Abhängig von der verwendeten Markierung wird daher die zu bestimmende Eigenschaft des Detektormoleküls bestimmt. Dies geschieht in der Regel durch Auswertung optischer oder elektrischer Parameter. Auch der Einsatz von Massenspektroskopie ist möglich. The detection of the binding partner is done via the marking. Depends on the The marking used therefore becomes the property of the detector molecule to be determined certainly. This is usually done by evaluating optical or electrical Parameter. The use of mass spectroscopy is also possible.

Ermittlung von QDetermination of Q

Da es in der Praxis sehr schwierig ist das Verhältnis der mittleren Trennkräfte exakt zu bestimmen, wird statt dem idealen Q* = nRef-/nPro- ^= F* Ref/F* Pro näherungsweise Quotient Q bestimmt, d. h. Q ≍ Q*. Since it is very difficult in practice to determine the ratio of the average separating forces exactly, instead of the ideal Q * = n Ref- / n Pro ^ = F * Ref / F * Pro, the approximate quotient Q is determined, ie Q ≍ Q * ,

Unter idealen Bedingungen kann man das Verhältnis von getrennten Probenkomplexen zu den getrennten Referenzkomplexen einfach aus der Verteilung des Probenmoleküls zwischen den beiden Oberflächen ermitteln. Im Ausführungsbeispiel würde das bedeuten, nur den Cy3-Marker am Probenmolekül einzusetzen. Q* = nRef-/nPro- entspräche in diesem Fall näherungsweise dem Verhältnis von Cy3, das auf den Stempel übertragen wurde zu Cy3, das auf dem Objektträger verblieben ist. Under ideal conditions, the ratio of separate sample complexes to the separate reference complexes can easily be determined from the distribution of the sample molecule between the two surfaces. In the exemplary embodiment, this would mean using only the Cy3 marker on the sample molecule. Q * = n Ref- / n production would correspond in this case, remaining on the slide is approximately the ratio of Cy3, which is assigned to the punch to Cy3.

Dies setzt jedoch voraus, das die Kopplung, also das Verbinden beider Oberflächen durch die Verkettungen bei jedem Experiment reproduzierbar effizient ist. Dies ist nicht immer der Fall und daher werden bevorzugt zwei Markierungen eingesetzt. However, this presupposes that the coupling, i.e. the connection of both surfaces is reproducibly efficient due to the chains in each experiment. this is not always the case and therefore two markings are preferred.

Das folgende Beispiel soll verdeutlichen, warum eine zweite Markierung häufig sinnvoll ist: Ein Experiment, bei dem Referenzkomplex und Probenkomplex gleiche Trennkräfte aufweisen, wird zweimal durchgeführt. Beim Experiment 1 werden alle der 100 Verkettungen gekoppelt (nKop = 100). Nach der Trennung sind 50 Probenmoleküle auf dem Stempel und 50 auf der Unterlage zu finden. Bei Experiment 2 werden von 100 Verkettungen nur 50 gekoppelt. Nach der Trennung sind 25 Probenmoleküle auf dem Stempel und 75 auf der Unterlage zu finden. Für Experiment 1 mißt man Q = nRef-/nPro- = 50/50 = 1. Für Experiment 2 mißt man Q = nRef-/nPro- = 75/25 = 3. Tatsächlich handelt es sich jedoch um nRef- = 25 und nPro- = 25 sowie um 50 Verkettungen, die nicht gekoppelt und getrennt wurden. The following example shows why a second marking is often useful: An experiment in which the reference complex and the sample complex have the same separation forces is carried out twice. In Experiment 1, all of the 100 chains are coupled (n Kop = 100). After separation, 50 sample molecules can be found on the stamp and 50 on the support. In Experiment 2, only 50 out of 100 chains are coupled. After separation, 25 sample molecules can be found on the stamp and 75 on the support. For experiment 1 one measures Q = n Ref- / n Pro = 50/50 = 1. For experiment 2 one measures Q = n Ref- / n Pro = 75/25 = 3. In fact, however, it is n Ref - = 25 and n Pro = 25 as well as 50 chains that were not coupled and separated.

Die unterschiedliche Kopplungseffizienz, die z. B. durch Qualitätsschwankungen der Stempeloberfläche verursacht werden kann, führt also zu einem abweichenden Ergebnis. Bei der bevorzugten Ausführungsform kommt deshalb ein zweiter Marker zum Einsatz, der an der Sonde befestigt ist und zur Bestimmung der Menge der gekoppelten Verkettungen (nKop) dient. The different coupling efficiency, the z. B. can be caused by quality fluctuations in the stamp surface, so leads to a different result. In the preferred embodiment, therefore, a second marker is used, which is attached to the probe and is used to determine the amount of coupled linkages (n Kop ).

In diesem Fall erhält man aus nKop = nRef- + nPro- und Q* = nRef-/nPro- das Verhältnis der Trennkräfte: Q = nKop - nPro-/nPro- In this case, the ratio of the separation forces is obtained from n Kop = n Ref- + n Pro and Q * = n Ref- / n Pro : Q = n Kop - n Pro / n Pro

Bei der Auswertung des Stempels setzt man die Menge des auf eine bestimmte Fläche des Stempels übertragenen Sonden-Markers mit dem auf die gleiche Fläche übertragenen Proben-Markers ins Verhältnis. Die Menge des Sondenmarkers entspricht dabei der Menge der Kopplungen (nKop):
n(Sonden-Marker)/n(Proben-Marker) = nKop/nPro-
When evaluating the stamp, the amount of the probe marker transferred to a specific area of the stamp is compared with the sample marker transferred to the same area. The amount of the probe marker corresponds to the amount of couplings (n Kop ):
n (probe marker) / n (sample marker) = n Kop / n pro

Für das obige Beispiel gilt also:
Experiment 1: Q = nKop - nPro-/nPro- = 100 - 50/50 = 1
Experiment 2: Q = nKop - nPro-/nPro- = 50 - 25/25 = 1
So for the above example:
Experiment 1: Q = n Kop - n Pro / n Pro = 100 - 50/50 = 1
Experiment 2: Q = n Kop - n Pro / n Pro = 50 - 25/25 = 1

Durch Einbeziehen der Kopplungzahl nKop erhält man also auch für nicht reproduzierbare Kopplungseffizienz den richtigen Quotienten. By including the coupling number n Kop , the correct quotient is also obtained for non-reproducible coupling efficiency.

Das RezeptoroligoThe receptor oligo

Das Rezeptoroligonukleotid kann aus DNA, RNA, PNA, oder anderen künstlichen Nukleotidbausteinen bestehen. In der Regel hat es eine Länge zwischen 15 und 25 Basenpaaren. The receptor oligonucleotide can be made of DNA, RNA, PNA, or other artificial Nucleotide building blocks exist. As a rule, it is between 15 and 25 in length Base pairs.

Die DiskriminierungThe discrimination

Die Diskriminierung einer Mutation gegenüber einem Wildtyp erfolgt in der Regel über einen Unterschied im Quotienten Q. Im Ausführungsbeispiel werden zwei Q-Werte bestimmt und miteinander verglichen (Referenzexperiment). Alternativ könnte man auch auf das Referenzexperiment verzichten, wenn z. B. der Quotient für den Wildtyp (QWT) bereits bekannt ist. Eine signifikante Veränderung gegenüber QWT würde dann auf eine Mutation hinweisen. Dies ist jedoch nur sinnvoll, wenn eine sehr gute Reproduzierbarkeit aller Versuchsparameter (z. B. gleichbleibende Qualität der Marker) gewährleistet ist, was nicht immer der Fall ist. A mutation is discriminated against a wild type as a rule via a difference in the quotient Q. In the exemplary embodiment, two Q values are determined and compared with one another (reference experiment). Alternatively, one could also do without the reference experiment if e.g. B. the quotient for the wild type (Q WT ) is already known. A significant change compared to Q WT would then indicate a mutation. However, this only makes sense if a very good reproducibility of all test parameters (e.g. constant quality of the markers) is guaranteed, which is not always the case.

Das ProbenmolekülThe sample molecule

Bei dem Probenmolekül oder der Analytnucleinsäure kann es sich sowohl um DNA als auch RNA als auch synthetische NA unterschiedlichster Herkunft handeln. Ob eine Amplifizierung notwendig ist, hängt dabei immer von der Menge des verfügbaren Probenmaterials ab. Bevorzugt wird das Probenmaterial durch PCR amplifiziert, um eine ausreichende Menge zur Verfügung zu haben. The sample molecule or the analyte nucleic acid can be both DNA and also act as RNA as well as synthetic NA of various origins. If one Amplification is necessary, always depends on the amount of available Sample material. The sample material is preferably amplified by PCR in order to to have enough available.

Claims (30)

1. Verfahren zum Nachweis von Mutationen in einer Nucleinsäure umfassend, dass a) eine Mehrzahl zu analysierender Nucleinsäure-Stränge mit mindestens zwei Arten von Oligonucleotiden, Rezeptoroligos und Sondenoligos, in Kontakt gebracht wird unter solchen Bedingungen, dass die Oligos mit der zu analysierenden DNA hybridisieren unter Bildung eines Probenkomplexes und eines Referenzkomplexes, so dass eine beidseitig immobilisierte oder immobilisierbare Verkettung von Probekomplex und Referenzkomplex vorliegt, b) anschließend gegebenenfalls die Verkettung immobilisiert, c) an die Verkettung eine Zugkraft angelegt wird, bis sich einer der Komplexe trennt und d) bestimmt wird, welcher der Komplexe getrennt wurde. 1. A method for detecting mutations in a nucleic acid comprising that a) a plurality of nucleic acid strands to be analyzed are brought into contact with at least two types of oligonucleotides, receptor oligos and probe oligos, under conditions such that the oligos hybridize with the DNA to be analyzed to form a sample complex and a reference complex, so that one is immobilized on both sides or immobilizable chaining of sample complex and reference complex is present, b) subsequently, if necessary, immobilizing the chain, c) a tensile force is applied to the chain until one of the complexes separates and d) determining which of the complexes has been separated. 2. Verfahren zum Nachweis von Mutationen in Analytnucleinsäuren, bei dem die Analytnucleinsäure mit mindestens zwei Arten von Oligonucleotiden, Rezeptoroligos und Sondenoligos, in Kontakt gebracht wird unter solchen Bedingungen, dass die Oligos mit der Analytnucleinsäure hybridisieren unter Bildung eines Probekomplexes und eines Referenzkomplexes, wobei die Oligonucleotide immobilisiert oder immobilisierbar sind, und wobei gegebenenfalls die Oligonucleotide nach der Hybridisierung immobilisiert werden, so dass eine beidseitig immobilisierte Verkettung von Rezeptoroligo-Analytnucleinsäure-Sondenoligo entsteht; an die Verkettung eine Zugkraft angelegt wird, so dass sich einer der gebildeten Komplexe löst und bestimmt wird, welcher der Komplexe gelöst wurde, wobei die Rezeptoroligonucleotide eine Sequenz aufweisen, die zu einem Sequenzabschnitt des Wildtyps der Analytnucleinsäure komplementär ist, in dem eine Mutation oder Variation vermutet wird. 2. Method for the detection of mutations in analyte nucleic acids, in which the Analyte nucleic acid with at least two types of oligonucleotides, Receptor oligos and probe oligos, is brought into contact under such conditions that the oligos hybridize with the analyte nucleic acid to form a Trial complex and a reference complex, wherein the oligonucleotides immobilized or are immobilizable, and where appropriate the oligonucleotides after Hybridization can be immobilized so that one is immobilized on both sides Concatenation of receptor oligo analyte nucleic acid probe oligo is formed; to the Concatenation a tensile force is applied so that one of the complexes formed resolves and determines which of the complexes has been dissolved, wherein the receptor oligonucleotides have a sequence which leads to a Sequence section of the wild-type analyte nucleic acid is complementary in which a mutation or variation is suspected. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung von Analytnucleinsäure und Sondenoligo über eine Kopplungssequenz erfolgt. 3. The method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the Connection of analyte nucleic acid and probe oligo via a Coupling sequence takes place. 4. Verfahren zum Nachweis von Mutationen in Analytnucleinsäuren, bei dem aus Analytnucleinsäure, zwei Arten von Oligonucleotiden, Rezeptoroligos und Sondenoligos, und gegebenenfalls einer Kopplungssequenz durch Hybridisierung Probenkomplexe und Referenzkomplexe in solcher Weise gebildet werden, dass die beiden Komplexe jeweils miteinander verkettet sind; auf die gebildeten Verkettungen eine Zugkraft ausgeübt wird, wobei sich jeweils einer der Komplexe trennt und dann bestimmt wird, welcher der Komplexe sich jeweils getrennt hat. 4. Method for the detection of mutations in analyte nucleic acids, in which Analyte nucleic acid, two types of oligonucleotides, receptor oligos and Probe oligos, and optionally a coupling sequence by hybridization Sample complexes and reference complexes are formed in such a way that the the two complexes are linked together; on the educated Chains a tensile force is exerted, with each of the complexes separating and then determining which of the complexes separated. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für Probekomplex und Referenzkomplex solche Nucleinsäuren ausgewählt werden, dass sich die freie Basenpaarungsenergie ΔG der hybridisierten Komplexe um ≤ 40 kcal/mol unterscheidet. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that such nucleic acids were selected for the sample complex and reference complex that the free base pairing energy ΔG of the hybridized Complexes differ by ≤ 40 kcal / mol. 6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die freie Basenpaarungsenergie ΔG von Probe- und Referenzkomplex um weniger als 20 kcal/mol unterscheidet. 6. The method according to the preceding claim, characterized in that the free base pairing energy ΔG of the sample and reference complex differs less than 20 kcal / mol. 7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die freie Basenpaarungsenergie ΔG von Probe- und Referenzkomplex um weniger als 4 kcal/mol unterscheidet. 7. The method according to the preceding claim, characterized in that the free base pairing energy ΔG of the sample and reference complex differs less than 4 kcal / mol. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei Probe- und Referenzkomplex die Anzahl der hybridisierenden Paare bei gleichem GC-Gehalt um höchstens zwei Basen Länge unterscheiden. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the number of hybridizing pairs in the sample and reference complex differ by a maximum of two bases in length for the same GC content. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei Probe- und Referenzkomplex die Anzahl der hybridisierenden Paare bei gleichem GC-Gehalt um eine Base Länge unterscheiden. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the number of hybridizing pairs in the sample and reference complex differentiate by one base length for the same GC content. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Mismatches bei Probe- und Referenzkomplex sich nur um einen Mismatch unterscheidet. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the number of mismatches in the sample and reference complex is only about distinguishes a mismatch. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren gleichzeitig und parallel an einer Vielzahl von Analytnucleinsäuren durchgeführt wird. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the process simultaneously and in parallel on a variety of Analyte nucleic acids is carried out. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Analytnucleinsäuren durch PCR erhalten wurden. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the analyte nucleic acids were obtained by PCR. 13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Analytnucleinsäure markiert wird, indem für die PCR Primer, die eine Markierung tragen, eingesetzt werden. 13. The method according to claim 10, characterized in that the Analyte nucleic acid is labeled by labeling the PCR primers be used. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rezeptoroligo und/oder Sondenoligo an einem Ende einen Partner eines spezifisch bindenden Paares aufweisen, wobei der andere Partner des spezifisch bindenden Paares an einer Oberfläche gebunden ist. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that receptor oligo and / or probe oligo have a partner at one end specific binding pair, the other partner of the specific binding pair is bound to a surface. 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rezeptoroligo und/oder Sondenoligo an einer Oberfläche gebunden sind. 15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that receptor oligo and / or probe oligo are bound to a surface. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Analyt und Sondenoligo an einer Oberfläche gebunden sind. 16. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that Analyte and probe oligo are bound to one surface. 17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rezeptoroligo und Sondenoligo an einer Oberfläche immobilisiert werden und anschließend mit der Analytnucleinsäure hybridisiert werden. 17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that receptor oligo and probe oligo are immobilized on one surface and then hybridized with the analyte nucleic acid. 18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rezeptoroligo und/oder Sondenoligo zuerst mit der Analytnucleinsäure in Kontakt gebracht werden unter solchen Bedingungen, dass eine Hybridisierung stattfindet, und anschließend immobilisiert werden. 18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that receptor oligo and / or probe oligo in first with the analyte nucleic acid Be contacted under such conditions that hybridization takes place, and then immobilized. 19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Oberflächen, die zur Immobilisierung verwendet werden, aus einem elastischen Material besteht bzw. mit einem elastischen Material beschichtet ist. 19. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the two surfaces used for immobilization be made of an elastic material or with an elastic Material is coated. 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Oberflächen mit Polydimethylsiloxan oder einem Derivat davon beschichtet ist. 20. The method according to claim 19, characterized in that at least one of the coated on both surfaces with polydimethylsiloxane or a derivative thereof is. 21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rezeptoroligo und/oder Sondenoligo entweder direkt kovalent, über ein Brückenmolekül und/oder über ein spezifisch bindendes Paar an einer Oberfläche immobilisiert ist. 21. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that receptor oligo and / or probe oligo are either directly covalent, via a Bridge molecule and / or via a specific binding pair on a surface is immobilized. 22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementären Nucleinsäurestränge DNA-, RNA- und/oder LNA- Stränge sind. 22. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the complementary nucleic acid strands DNA, RNA and / or LNA Strands are. 23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partner des spezifisch bindenden Paares Biotin und Streptavidin bzw. Antibiotin-Antikörper sind. 23. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the partners of the specifically binding pair biotin and streptavidin or Antibiotin antibodies are. 24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Markierung eine Gruppe verwendet wird, die optisch und/oder elektrisch nachweisbar ist. 24. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a group is used as the marking, the optical and / or electrical is detectable. 25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Markierung eine radioaktive, fluoreszierende, lumineszierende, chromophore Markierung oder ein Farbstoff oder eine leitfähige Gruppe verwendet wird. 25. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a radioactive, fluorescent, luminescent, chromophore marker or a dye or a conductive group used becomes. 26. Verfahren nach Anspruch 25 dadurch gekennzeichnet, dass als Markierung eine fluoreszierende Gruppe verwendet wird. 26. The method according to claim 25, characterized in that as a marker fluorescent group is used. 27. Verfahren nach Anspruch 26 dadurch gekennzeichnet, dass als Markierung Fluoresceinisothiocyanat, Fluorescein, Rhodamin, Tetramethylrhodamin-5-(und-6)- isothiocyanat, Texas Red oder ein Cyaninfarbstoff verwendet wird. 27. The method according to claim 26, characterized in that as a marker Fluorescein isothiocyanate, fluorescein, rhodamine, tetramethylrhodamine-5- (and-6) - Isothiocyanate, Texas Red or a cyanine dye is used. 28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Markierungen verwendet werden, die an Analytnucleinsäure und Sondenoligo bzw. Referenzstrang gebunden sind. 28. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that two labels are used that are attached to analyte nucleic acid and Probe oligo or reference strand are bound. 29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Markierungen verwendet werden, die an Rezeptoroligo und Referenzstrang gebunden sind. 29. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that two labels are used that are attached to receptor oligo and Reference strand are bound. 30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unmarkierten Komponenten immobilisiert werden und die markierten Komponenten zuletzt zu der Reaktionsmischung zugegeben werden. 30. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the unmarked components are immobilized and the marked Components are added last to the reaction mixture.
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