DE202004002064U1 - Microarray carrier containing colored glass fluorescent standard, useful for preparing DNA or protein arrays for e.g. diagnosis, enables instrument calibration and comparability of measurements between laboratories - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mikroarray-Träger, der ein Substrat und einen oder mehrere Standards für Fluoreszenzmessungen umfasst, wobei der Standard oder die Standards ein Farbglas enthält/enthalten. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Biochip, der einen erfindungsgemäßen Mikroarray-Träger umfasst.The present invention relates to a microarray carrier, which is a substrate and one or more standards for fluorescence measurements comprises, wherein the standard or the standards contains / contain a colored glass. Furthermore, the invention relates to a biochip which comprises a microarray carrier according to the invention.
Die Fluoreszenzspektroskopie hat in den letzten Jahren besonders im diagnostischen Bereich und der Qualitätskontrolle stark an Bedeutung zugenommen. Ein Einsatzgebiet von besonders großer Bedeutung ist bspw. die Biochip-Technologie, bei der Bindungstests unter Verwendung von Mikroarrays (z.B. DNA- oder Protein-Mikroarrays) mittels Fluoreszenzmessungen ausgelesen werden.The fluorescence spectroscopy has in the last few years especially in the diagnostic area and quality control greatly increased in importance. An area of application of particularly great importance is for example the biochip technology, binding tests using microarrays (e.g. DNA or protein microarrays) can be read out by means of fluorescence measurements.
Die Fluoreszenz wird dabei im Allgemeinen in willkürlichen und relativen Einheiten gemessen. Solche Messungen erlauben zwar Fluoreszenzintensitäten miteinander zu vergleichen, die mit ein und demselben Gerät gemessen wurden. Ein Vergleich von Messwerten, die mit unterschiedlichen Geräten aufgenommen wurden, ist jedoch nur schwer oder unmöglich. Dies ist insbesondere deshalb von großem Nachteil, da Vergleiche von Messwerten, die in verschiedenen Laboren erhalten werden, kaum möglich ist. Zur Lösung dieses Problems sind daher definierte Standards erforderlich, die als Referenz zur individuellen Messung dienen können.The fluorescence is generally in arbitrary and relative units measured. Such measurements allow fluorescence intensities compare with each other, measured with one and the same device were. A comparison of measurements with different devices is difficult or impossible. This is particularly disadvantageous because comparisons of Measured values that are obtained in different laboratories are hardly possible. To the solution This problem therefore requires defined standards that can serve as a reference for individual measurement.
Im Stand der Technik beschriebene Fluoreszenzstandards bestehen meist aus einem organischen Material. Diese Materialien besitzen u.a. folgende, in der Regel gemeinsam auftretende Nachteile: Photoinduzierte Degradation, geringe chemische Beständigkeit und Fluoreszenzschwankungen von Standard zu Standard.Described in the prior art Fluorescence standards usually consist of an organic material. These materials include following, usually together Disadvantages: photo-induced degradation, low chemical resistance and fluorescence fluctuations from standard to standard.
Dies gilt auch für einen Fluoreszenzkalibrierungsstandard für die Mikoskopie, der in WO 01/059503 beschrieben ist. Dabei wird eine dünne fluoreszierende Schicht auf einer Trägerplatte verwendet. Als Breitbandfluorophor in der Schicht dient ein Polyimid. Auch in WO 02/077620 wird ein Fluoreszenzstandard beschrieben, der eine oder mehrere Polymerschichten auf einem im wesentlichen nichtfluoreszierenden festen Träger umfasst.This also applies to a fluorescence calibration standard for the Microscopy, which is described in WO 01/059503. Doing so thin fluorescent Layer on a carrier plate used. A polyimide serves as the broadband fluorophore in the layer. WO 02/077620 also describes a fluorescence standard which one or more polymer layers on a substantially non-fluorescent solid support includes.
Weiterhin sind in
In WO 01/06227 werden fluoreszierende Partikel beschrieben, welche entweder als interne Standards zur Referenzierung von Fluoreszenzsignalen oder als Marker zur Markierung und Detektion von Biomolekülen verwendet werden. Die Fluoreszenzpartikel sind Metall-Liganden-Komplexe, vorzugsweise Verbindungen von Übergangsmetallen als Zentralatom, die in inerter Form in feste Materialien, wie anorganische Materialien oder organische Polymere, eingebaut werden.WO 01/06227 describes fluorescent Particles described, which either as internal standards for Referencing fluorescence signals or as a marker for labeling and detection of biomolecules become. The fluorescent particles are metal-ligand complexes, preferably Transition metal compounds as a central atom, which in inert form in solid materials, such as inorganic Materials or organic polymers.
Fluoreszenzstandards auf Basis von mit Selten Erdelementen dotierten Gläsern oder Metall-Liganden-Komplexen weisen oftmals den Nachteil auf, dass sie vergleichsweise schmale Fluoreszenzspektren aufweisen. Daher sind derartige Standards in Anwendungsbereichen, bei denen die Detektion über einen spektral breiten Bereich erfolgt, wie etwa bei der DNA-Chip-Technologie, nicht zufriedenstellend einsetzbar.Fluorescence standards based on Glasses doped with rare earth elements or metal-ligand complexes often have the disadvantage that they are comparatively narrow Show fluorescence spectra. Such standards are therefore in Areas of application in which the detection over a spectrally broad As with DNA chip technology, the area is not satisfactory used.
Schließlich wird in
Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neues System zur Kalibrierung von Array-Fluoreszenzgeräten und zur Standardisierung von Fluoreszenzmessungen bei Mikroarray-Experimenten bereitzustellen, das die Nachteile von im Stand der Technik bekannter Systeme umgeht und insbesondere eine Vergleichbarkeit der mittels Fluoreszenzmessung erhobenen Daten von Mikroarray-Experimenten ermöglicht.Thus, the present invention based on the task of a new system for the calibration of array fluorescent devices and for the standardization of fluorescence measurements in microarray experiments To provide the disadvantages of known in the art Bypasses systems and in particular a comparability of means Fluorescence measurement enables data from microarray experiments.
Diese Aufgabe wird durch die in den Schutzansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gelöst.This task is carried out in the protection claims featured embodiments solved the present invention.
Erfindungsgemäß wurde überraschender Weise festgestellt, dass sich Farbgläser in besonderer Weise als Standard für Fluoreszenzmessungen, die bei Mikroarray-Experimenten durchgeführt werden, eignen.According to the invention, it was surprisingly found that there are colored glasses in a special way as the standard for fluorescence measurements that in microarray experiments carried out will be suitable.
Somit wird gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Mikroarray-Träger, umfassend ein vorzugsweise im wesentlichen nichtfluoreszierendes Substrat, und mindestes einen Standard für Fluoreszenzmessungen, der ein Farbglas enthält, bereitgestellt.Thus, according to a first embodiment a microarray carrier comprising a preferred essentially non-fluorescent substrate, and at least one Standard for Fluorescence measurements containing a colored glass are provided.
Der Begriff „Standard für Fluoreszenzmessungen" umfasst insbesondere die Verwendung als Intensitätsstandard (Referenz) zur Normierung von Fluoreszenzintensitäten, die beim Auslesen von Mikroarray-Bindungstests gemessen werden, und die Verwendung als Kalibrierungsstandard zur Prüfung von Fluoreszenzmessgeräten, die im Rahmen von Mikroarray-Experimenten (meist sog. Array-Scanner) eingesetzt werden. Des Weiteren ist an den Einsatz als spektraler Standard bei Mikroarray-Geräten zu denken – etwa die Eigenschaft, dass die Fluoreszenz bei einer Wellenlänge stärker oder schwächer ist als bei einer anderen Wellenlänge.The term "standard for fluorescence measurements" includes in particular the use as an intensity standard (Reference) for normalizing fluorescence intensities that measured when reading microarray binding tests, and the use as a calibration standard for testing fluorescence measuring devices in the context of microarray experiments (usually so-called array scanners) be used. Furthermore, it is used as a spectral Standard for microarray devices to think - about the property that the fluorescence is stronger at a wavelength or weaker than at a different wavelength.
Der Begriff „im wesentlichen nicht-fluoreszierendes Substrat" bedeutet erfindungsgemäß, dass das Substrat nicht bei den oder in der Nähe der Absorptions- und Emissionswellenlängen des oder der Fluoreszenzstandards fluoresziert, so dass die Fluoreszenz des oder der Standards durch das Substrat nicht in messbarer Weise beeinflusst wird.The term “essentially non-fluorescent Substrate "means according to the invention that the substrate is not at or near the absorption and emission wavelengths of the or the fluorescence standards fluoresce so that the fluorescence of the standard or standards through the substrate is not measurable being affected.
Dabei handelt es sich bei dem im
oder auf dem Mikroarray-Träger
vorliegenden Farbglas vorzugsweise um ein Anlaufglas, mehr bevorzugt
um ein Farbglas, das Nanokristalle einer oder mehrerer Halbleiterverbindung(en)
enthält.
Derartige Farbgläser
sind aufgrund ihres selektiv abfallenden Absorptionsverhaltens im Stand
der Technik als Absorptionssteilkantenfilter eingesetzt worden (siehe
bspw. DE-A-20 26 485,
Die farbigen bzw. fluoreszierenden Nanokristalle (auch als Nanokristallite bezeichnet) in den bevorzugt zur Ausstattung des erfindungsgemäßen Mikroarray-Trägers verwendeten Farbgläsern, sind kolloidal in der Glasmatrix verteilt und entstehen durch das spezifische Herstellungsverfahren, bei dem zunächst die Ausgangskomponenten vermischt und eingeschmolzen werden. Danach wird das entstandene Glas in die gewünschte Form gegossen und abgekühlt. Das zunächst hergestellte Glas ist im wesentlichen amorph und wird durch einen definierten Temperaturprozess des erneuten Erhitzens und Abkühlens (Tempern) zum Anlaufen gebracht. Während dieses Prozesses wachsen die fluoreszierenden Nanokristalle im allgemeinen bis zu einer Größe (Durchmesser) von etwa 1 bis etwa 10 nm.The colored or fluorescent Nanocrystals (also referred to as nanocrystallites) are preferred in the used to equip the microarray carrier according to the invention Colored glasses, are distributed colloidally in the glass matrix and result from the specific manufacturing process, in which first the starting components mixed and melted. After that, the resulting one Glass in the desired Mold poured and cooled. First of all manufactured glass is essentially amorphous and is characterized by a defined temperature process of reheating and cooling (tempering) started up. While In this process, the fluorescent nanocrystals generally grow up to one size (diameter) from about 1 to about 10 nm.
Weitere Farbgläser, die zur Ausstattung des erfindungsgemäßen Mikroarray-Trägers mit einem oder mehreren Fluoreszenzstandard(s) dienen können, sind Metallkolloidgläser wie bspw. Cu- oder Au-dotierte Gläser. Derartige Metallkolloid-Farbgläser sind z.B. von der Anmelderin erhältlich und umfassen diejenigen der SSG-Reihe, wie bspw. SSG 460, SSG 480, SSG 510, SSG 530, SSG 550, SSG 565, SSG 580, SSG 600 und SSG 625. Auch die spektralen Eigenschaften der Metallkolloid-Farbgläser lassen sich in einem Fachmann bekannter Weise einstellen.More colored glasses that are used to equip the microarray carrier according to the invention can serve one or more fluorescence standard (s) Metal colloid glasses such as Cu or Au-doped glasses. Such metal colloid colored glasses are e.g. available from the applicant and include those of the SSG series, such as SSG 460, SSG 480, SSG 510, SSG 530, SSG 550, SSG 565, SSG 580, SSG 600 and SSG 625. The spectral properties of the metal colloid colored glasses also leave adjust in a manner known to a person skilled in the art.
Farbgläser zur Verwendung in der vorliegenden
Erfindung sind vorzugsweise solche, die Nanokristalle aus Cd-Halbleiterverbindungen
(eine oder mehrere bzw. Mischverbindungen), insbesondere CdS, CdSe
oder CdTe, enthalten. Eine besonders bevorzugte Cd-Halbleiterverbindung
ist CdSeS. Derartige Farbgläser
sind im Stand der Technik, bspw. in DE-A-20 26 485,
Weitere gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt verwendbare Farbgläser sind solche, die Nanokristalle von Verbindungshalbleitern der Klasse I–III–VI enthalten. Solche Gläser sind z.B. in DE-A-101 41 101 (vgl. auch EP-A-1 288 171) und DE-A-101 41 104 (vgl. auch EP-A-1 285 889, US-A-2003/0158029 und JP-A-2003119049) beschrieben. Auf den Offenbarungsgehalt dieser Druckschriften wird in der vorliegenden Erfindung daher ausdrücklich Bezug genommen. Als fluoreszierende Zentren, d.h. als Dotiermittel zur Verleihung der fluoreszierenden Eigenschaften, enthalten diese Gläser Halbleiterverbindungen der Form MIMIIIYII 2 (mit MI = Cu+ und/oder Ag+, MIII = In3+ und/oder Ga3+ und/oder Al3+ und YII = S2– und/oder Se2–).Further colored glasses which can preferably be used according to the present invention are those which contain nanocrystals of class I-III-VI compound semiconductors. Such glasses are described, for example, in DE-A-101 41 101 (see also EP-A-1 288 171) and DE-A-101 41 104 (see also EP-A-1 285 889, US-A-2003 / 0158029 and JP-A-2003119049). The disclosure content of these publications is therefore expressly referred to in the present invention. These glasses contain semiconductor compounds of the form M I M III Y II 2 (with M I = Cu + and / or Ag + , M III = In 3+ and / or Ga 3) as fluorescent centers, ie as dopants for imparting the fluorescent properties + and / or Al 3+ and Y II = S 2– and / or Se 2– ).
Selbstverständlich können die Farbgläser Nanokristalle verschiedener Arten von Halbleiterverbindungen, bspw. Cd-Halbleiterverbindungen (eine oder mehrer oder Gemische} und Halbleiterverbindungen der Klasse I–III–VI (ebenfalls eine oder mehrere bzw. Mischzusammensetzungen), enthalten.Of course, the colored glasses can be nanocrystals various types of semiconductor connections, for example. Cd semiconductor connections (one or more or mixtures} and semiconductor compounds of the class I-III-VI (also one or more or mixed compositions).
Die Summe der Verbindungshalbleiter im Glas beträgt vorzugsweise mindestens 0,1 Gew.-%, was der Mindestkonzentration entspricht, die zur Lichtabsorption der kolloidal im Glas verteilten Nanokristalle erforderlich ist. Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beträgt die Summe der Verbindungshalbleiter im Glas mehr als 0,3 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 0,5 Gew.-%.The sum of the compound semiconductors in the glass preferably at least 0.1% by weight, which is the minimum concentration corresponds to the light absorption of the colloidally distributed in the glass Nanocrystals is required. According to preferred embodiments of the present invention the sum of the compound semiconductors in the glass is more than 0.3% by weight, particularly preferably more than 0.5% by weight.
Bevorzugte Gläser zur erfindungsgemäßen Anwendung im Mikroarray-Träger sind Silikatgläser mit höheren Gehalten an ZnO und Alkalioxid(en), insbesondere K2O. Derartige Gläser werden im allgemeinen als Zinksilikat- oder Alkalizinksilikatgläser bezeichnet.Preferred glasses for use according to the invention in the microarray carrier are silicate glasses with higher contents of ZnO and alkali oxide (s), in particular K 2 O. Such glasses are generally referred to as zinc silicate or alkali zinc silicate glasses.
Wie vorstehend bereits erwähnt, liegt ZnO ebenfalls in größeren Mengen vor. ZnO erhöht die Temperaturwechselbeständigkeit des Glases. Diese Eigenschaft ist für die Verwendung als Fluoreszenzstandard von erheblicher Bedeutung, da die Bestrahlung des Standards mit den in Photoluminometern üblichen Strahlungsquellen im allgemeinen mit einer erheblichen Temperaturabstrahlung verbunden ist. Des Weiteren unterstützt ZnO die homogene Nanokristallbildung des Dotiermaterials (also die Entstehung der fluoreszierenden Zentren) im Glas und ermöglicht dadurch ein homogenes Kristallitwachstum der Halbleiterdotierung bei der Temperung des Glases. ZnO ist somit für die Größenverteilung der Nanokristalle und damit für die spektrale Verteilung der emittierten Fluoreszenz von erheblicher Bedeutung, weshalb das Fluoreszenzspektrum eines gewünschten Standards auch mit Hilfe der Modulation des ZnO-Gehaltes einstellbar ist.As mentioned above, lies ZnO also in larger quantities in front. ZnO increased the resistance to temperature changes of the glass. This property is for use as a fluorescence standard of considerable importance since the standard is irradiated with the usual in photoluminometers Radiation sources in general with considerable temperature radiation connected is. ZnO also supports the homogeneous formation of nanocrystals the doping material (i.e. the formation of the fluorescent centers) in the glass and allows thereby a homogeneous crystallite growth of the semiconductor doping in the tempering of the glass. ZnO is therefore for the size distribution of the nanocrystals and therefore for the spectral distribution of the emitted fluorescence of considerable Meaning why the fluorescence spectrum of a desired Standards can also be set using the modulation of the ZnO content is.
Erfindungsgemäß bevorzugt verwendete Gläser mit Nanokristallen von einer oder mehreren Halbleiterverbindungen des Typs I–III–VI weisen folgende Zusammensetzung (in Gew.-%) auf:Glasses preferably used in accordance with the invention Nanocrystals from one or more semiconductor compounds of the Type I-III-VI show the following composition (in% by weight):
Derartige Gläser und bevorzugte Ausführungsformen davon sowie deren Herstellung sind in DE-A-101 41 104 (vgl. auch EP-A-1 285 889, US-A-2003/0158029 und JP-A-2003119049) beschrieben, deren diesbezüglicher Offenbarungsgehalt in der vorliegenden Erfindung ausdrücklich aufgenommen ist.Such glasses and preferred embodiments thereof and their production are described in DE-A-101 41 104 (cf. also EP-A-1 285 889, US-A-2003/0158029 and JP-A-2003119049), whose related Disclosure content expressly included in the present invention is.
Weitere erfindungsgemäß bevorzugt
verwendbare Farbgläser
weisen die folgende Zusammensetzung auf:
Solche Farbgläser mit einer oder mehreren Halbleiterverbindungen des Typs I–III–VI sind in DE-A-101 41 101 (vgl. auch EP-A-1 288 171) beschrieben, auf deren Offenbarungsgehalt, insbesondere hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen und Herstellungsverfahren, in der vorliegenden Beschreibung ausdrücklich Bezug genommen wird.Such colored glasses with one or more Semiconductor compounds of type I-III-VI are in DE-A-101 41 101 (cf. also EP-A-1 288 171), on the disclosure content thereof, in particular with regard to preferred embodiments and production methods, express reference is made in the present description.
Im Fall der ternären Halbleitersysteme der obigen Form MIMIIIYII 2 sind alle Randkomponenten, also bspw. CulnS2, CulnSe2, CuGaS2, CuGaSe2, AglnS2, AglnS2, AgGaS2 und AgGaSe2 sowie alle Mischverbindungen aus Zwei- oder Mehrkomponentensystemen verwendbar. Ebenfalls können zwei oder mehrere Randkomponenten gleichzeitig eingesetzt werden.In the case of the ternary semiconductor systems of the form M I M III Y II 2 , all edge components, for example CulnS 2 , CulnSe 2 , CuGaS 2 , CuGaSe 2 , AglnS 2 , AglnS 2 , AgGaS 2 and AgGaSe 2 as well as all mixed compounds of two - or multi-component systems can be used. Two or more edge components can also be used simultaneously.
Besonders bevorzugt sind Farbgläser mit Dotiermitteln von einer oder mehreren Komponenten aus dem System Culn(Se1–xSx)2 mit x = 0 bis 1, also von den Randkomponenten CulnS2 und CulnSe2 sowie von deren Mischverbindungen, wobei diese Komponenten vorzugsweise mit einem Gehalt von 0,1 bis 0,5 Gew.-% vorliegen. Weitere bevorzugte Farbgläser mit Nanokristallen von Halbleitern der Klasse I–III–VI enthalten farbgebende (fluoreszierende) Komponenten der Form CuAl(Se1–xSx)2 mit x = 0 bis 1, d.h. von den Randkomponenten CuAlS2 und CuAlSe2 sowie von deren Mischverbindungen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegen diese Komponenten mit einem Gehalt von 0,1 bis 0,5 Gew.% vor.Color glasses with dopants of one or more components from the system Culn (Se 1-x S x ) 2 with x = 0 to 1, that is to say from the edge components CulnS 2 and CulnSe 2, and their mixed compounds, are particularly preferred, these components preferably having a content of 0.1 to 0.5 wt .-% are present. Further preferred colored glasses with nanocrystals of semiconductors of the classes I-III-VI contain coloring (fluorescent) components of the form CuAl (Se 1-x S x ) 2 with x = 0 to 1, ie from the edge compo nents CuAlS 2 and CuAlSe 2 and their mixed compounds. According to a particularly preferred embodiment, these components are present with a content of 0.1 to 0.5% by weight.
Erfindungsgemäß verwendete Farbgläser mit
Cd-Nanokristallen weisen bspw. folgende Zusammensetzung (in Gew.-%
auf Oxidbasis) auf:
Solche Gläser sind in
Weitere Farbgläser mit Cd-Halbleiterverbindungen,
die erfindungsgemäß verwendbar
sind, sind in
Weitere erfindungsgemäß verwendbare
Farbgläser,
die Nanokristalle von einer oder mehrerer Cd-Halbleiterverbindungen)
enthalten, weisen die folgende Zusammensetzung auf:
Hinsichtlich dieser Gläser und bevorzugter Ausführungsformen sowie Herstellungsverfahren wird ausdrücklich auf die DE-A-26 21 741 verwiesen, deren diesbezüglicher Offenbarungsgehalt vollständig in die vorliegende Erfindung aufgenommen ist.Regarding these glasses and preferred embodiments as well as manufacturing process is expressly referred to DE-A-26 21 741 referenced, their related Full disclosure amount is included in the present invention.
Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
werden Farbgläser
als Fluoreszenzstandard verwendet, die folgende Zusammensetzung
(in Gew.-% auf Oxidbasis) aufweisen:
Die vorstehenden Farbgläser sind in DE-A-101 41 105 (vgl. auch EP-A-1 285 890, US-A-2003/0153451 und JP-A-2003146695) beschrieben, deren Offenbarungsgehalt, insbesondere hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen und Herstellungsverfahren der dort beschriebenen Farbgläser, vollständig in die vorliegende Beschreibung aufgenommen ist.The above colored glasses are in DE-A-101 41 105 (cf. also EP-A-1 285 890, US-A-2003/0153451 and JP-A-2003146695), the disclosure content of which, in particular regarding preferred embodiments and manufacturing process of the colored glasses described there, completely in the present description is included.
Spezifische Zusammensetzungen, insbesondere von im roten, orangen und gelben Bereich des sichtbaren Spektrums fluoreszierenden Anlaufgläsern können den vorstehend genannten Druckschriften entnommen werden.Specific compositions, in particular from in the red, orange and yellow range of the visible spectrum fluorescent tarnish glasses can can be found in the publications mentioned above.
Zur Verbesserung der Glasqualität können den Farbgläsergemengen, die zur Herstellung erfindungsgemäßer Fluoreszenzstandards verwendet werden, zur Läuterung des Glases ein oder mehrere übliche Läutermittel, bspw. Na2SO4, KNO3 u.ä., in üblichen Mengen zugesetzt werden. Die Läuterung fördert die innere Glasqualität bezüglich Blasen- und Schlierenfreiheit.In order to improve the glass quality, one or more customary refining agents, for example Na 2 SO 4 , KNO 3 and the like, can be added in customary amounts to the colored glass batches which are used for producing fluorescence standards according to the invention. The purification promotes the inner glass quality with regard to freedom from bubbles and streaks.
Die Spektren der vom Standard absorbierten und emittierten Strahlung, d.h. die spektralen Eigenschaften des Standards, hängen insbesondere vom Bandabstand der die Nanokristalle aufbauenden Halbleiterverbindungen) ab: Je kleiner die Bandlücke, desto langwelliger ist die emittierte Strahlung. Ein übliches Kriterium für die optischen Eigenschaften der Farbgläser, die sich durch eine niedrige Transmission im kurzwelligen Bereich und eine hohe Transmission im höheren Wellenlängenbereich auszeichnen, ist die sog. Kantenwellenlänge (auch als Kantenlage oder Steilkantenlage bezeichnet). Sie entspricht der Wellenlänge, bei welcher der spektrale Reintransmissionsgrad die Hälfte der Maximaltransmission erreicht. Für die Cadmiumchalkogenide können bspw. folgende Werte der spektralen Eigenschaften angegeben werden (Wellenlänge der für den Standard charakteristischen Absorptionssteilkante = Bandlücke/Plancksches Wirkungsquantum):The spectra of those absorbed by the standard and emitted radiation, i.e. the spectral properties of the Standards, hang especially the bandgap of the semiconductor compounds that make up the nanocrystals) from: the smaller the band gap, the longer wavelength the radiation emitted. A common one Criterion for the optical properties of the colored glasses, which are characterized by a low Transmission in the short-wave range and high transmission in the higher Wavelength range distinguish is the so-called edge wavelength (also as edge position or Called steep edge position). It corresponds to the wavelength at which the spectral pure transmittance is half the Maximum transmission reached. For the cadmium chalcogenides can For example, the following values of the spectral properties can be specified (Wavelength the one for the Standard characteristic absorption partial edge = band gap / Planck's Constant):
Die in der obigen Tab. 1 angegebenen Werte für die Bandlücke der Halbleiter werden in der Realität durch aufgrund der geringen Größe der Kristallite auftretende Quanteneffekte zu größeren Werten hin verschoben.The given in Tab. 1 above Values for the band gap the semiconductor are in reality due to the low Size of the crystallites occurring quantum effects to larger values postponed.
Somit bestimmt die Art der Halbleiterverbindung und die relativen Konzentrationen der die Halbleiterverbindung aufbauenden Komponenten die Größe der Bandlücke innerhalb der Nanokristalle und daher grundlegend die spektralen Eigenschaften des im erfindungsgemäßen Mikroarray-Träger vorliegenden Standards.Thus determines the type of semiconductor connection and the relative concentrations of those building the semiconductor compound Components the size of the bandgap within of the nanocrystals and therefore fundamentally the spectral properties of the present in the microarray carrier according to the invention Standards.
Des Weiteren bestimmt die Größe der Nanokristalle den Bandabstand der Halbleiter. Je größer die Kristallite werden, desto kleiner wird der Bandabstand und desto langwelliger („roter") wird die emittierte Strahlung. Die Bildung der kollidal in der Glasmatrix verteilten Nanokristallite wird während des als „Anlaufprozess" genannten Vorgangs der Farbbildung von der Glaszähigkeit, der Übersättigung, dem Löslichkeitsprodukt und der Wachstumsgeschwindigkeit der Fluoreszenzzentren beeinflusst. Während der Abkühlung der Gläser können sich bereits erste Kristallite ausbilden. Meist ist das zunächst hergestellte Glas jedoch im Wesentlichen amorph. Der eigentliche Anlaufprozess findet durch eine weitere Temperaturbehandlung (Tempern) im Temperaturbereich Glasübergangstemperatur (Tg) + ≤ 150 K statt. Die Anlauftemperatur und die -zeit (also die Höhe und Dauer der Temperaturbehandlung) beeinflussen dabei die Kristallitgröße. Kürzeres Tempern führt zu kleineren Kristalliten und zu kürzeren Fluoreszenzwellenlängen. Durch diese Parameter kann ein Fachmann somit die spektralen Eigenschaften des im erfindungsgemäßen Mikroarray-Träger vorliegenden Fluoreszenzstandards bei gegebener Nanokristallzusammensetzung fein steuern. Erfindungsgemäß ist eine Kristallgröße (Durchmesser) von ≤ etwa 10 nm, insbesondere etwa 3 bis etwa 10 nm, bevorzugt, da oberhalb von etwa 10 nm unerwünschte Streueffekte auftreten. Erfindungsgemäß verwendete Farbgläser können somit im Wellenlängenbereich zwischen etwa 320 nm und etwa 1200 nm, vorzugsweise zwischen etwa 480 nm und etwa 750 nm, angeregt werden. Entsprechend liegen die Absorptionsmaxima der erfindungsgemäßen Farbgläser in diesen Bereichen. Die emittierte Fluoreszenz kann zwischen UV-Werten und dem nahen IR-Bereich liegen. Das Fluoreszenzmaximum des Farbglases liegt daher vorzugsweise zwischen etwa 380 nm und etwa 850 nm, mehr bevorzugt zwischen etwa 500 nm und etwa 770 nm.The size of the nanocrystals also determines the bandgap of the semiconductors. The larger the crystallites, the smaller the band gap and the longer-wave ("red") the emitted radiation becomes. The formation of the colloidally distributed nanocrystallites in the glass matrix is during the "start-up process" mentioned process of color formation influenced by the glass toughness, the supersaturation, the solubility product and the growth rate of the fluorescence centers. The first crystallites can already form during the cooling of the glasses. Most of the time, however, the glass initially produced is essentially amorphous. The actual start-up process takes place through a further temperature treatment (tempering) in the temperature range of glass transition temperature (T g ) + ≤ 150 K. The start-up temperature and time (i.e. the amount and duration of the temperature treatment) influence the crystallite size. Shorter annealing leads to smaller crystallites and shorter fluorescence wavelengths. Using these parameters, a person skilled in the art can thus finely control the spectral properties of the fluorescence standards present in the microarray carrier according to the invention for a given nanocrystal composition. According to the invention, a crystal size (diameter) of etwa approximately 10 nm, in particular approximately 3 to approximately 10 nm, is preferred, since above approximately 10 nm undesirable scattering effects occur. Colored glasses used according to the invention can thus be excited in the wavelength range between approximately 320 nm and approximately 1200 nm, preferably between approximately 480 nm and approximately 750 nm. Accordingly, the absorption maxima of the colored glasses according to the invention lie in these areas. The emitted fluorescence can be between UV values and the near IR range. The fluorescence maximum of the colored glass is therefore preferably between approximately 380 nm and approximately 850 nm, more preferably between approximately 500 nm and approximately 770 nm.
Erfindungsgemäß zu verwendende Farbgläser, die Cd-Halbleiterverbindungen enthalten, sind besonders geeignet, um Fluoreszenzemissionen im Wellenlängenbereich von 400 bis 850 nm bereitzustellen. Durch Variation der obigen Parameter kann dabei der Spektralbereich im jeweils erwünschten Bereich eingestellt werden.Colored glasses to be used according to the invention, the Cd semiconductor compounds are particularly suitable to Fluorescence emissions in the wavelength range to provide from 400 to 850 nm. By varying the above parameters the spectral range can be set in the desired range.
Erfindungsgemäße Cd-haltige Farbgläser, die eine kürzerwellige Fluoreszenz (etwa 400 bis etwa 500 nm) emittieren, werden auch als Gelbgläser bezeichnet und sind bspw. unter den Bezeichnungen GG 400, GG 420, GG 435, GG 455, GG 475 und GG 495 von der Anmelderin erhältlich. Fluoreszenzen im Bereich von z.B. etwa 500 bis etwa 600 nm können bspw. mit den sog. Orangegläsern OG 515, OG 530, OG 550, OG 570 und OG 590 der Anmelderin realisiert werden. Im längerwelligen Bereich (etwa 600 bis etwa 850 nm) stehen z.B. die als Rotgläser bezeichneten Gläser RG 9, RG 610, RG 630, RG 645, RG 665, RG 695, RG 715, RG 780, RG 830 und RG 850 zur Verfügung, die von der Anmelderin erhältlich sind. Als ein erfindungsgemäß besonders bevorzugtes Beispiel ist das Orangeglas OG 550 mit der in Tab. 3.2 angegebenen Zusammensetzung zu nennen.Cd-containing colored glasses according to the invention, the a shorter wave Fluorescence (about 400 to about 500 nm) are also known as yellow glasses designated and are, for example, under the designations GG 400, GG 420, GG 435, GG 455, GG 475 and GG 495 available from the applicant. Fluorescence in the range of e.g. for example, about 500 to about 600 nm. with the so-called orange glasses OG 515, OG 530, OG 550, OG 570 and OG 590 realized by the applicant become. In the longer wave Range (about 600 to about 850 nm) are e.g. which are referred to as red glasses glasses RG 9, RG 610, RG 630, RG 645, RG 665, RG 695, RG 715, RG 780, RG 830 and RG 850 are available, available from the applicant are. As a particularly inventive preferred example is the orange glass OG 550 with the one in Tab. 3.2 specified composition.
Die Herstellung der erfindungsgemäß zum Einsatz
kommenden Farbgläser
kann bspw. im wesentlichen gemäß einem
Fachmann bekannter Verfahren (siehe bspw. DE-A-20 26 485,
Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden die Standards für den erfindungsgemäßen Mikroarray-Träger üblicherweise als Massivgläser hergestellt. Ein als Massivglas vorliegender Standard für den Mikroarray-Träger der vorliegenden Erfindung kann an einem Substrat, bspw. aus Glas, befestigt werden. Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein oder mehrere im wesentlichen nicht-fluoreszierende Gläser. Als geeignete Verbindungsmethoden können an sich bekannte Verfahren wie „Low-Temperature-Bonding", „Verschmelzung im Glasslot", Verkleben und „Ansprengung" genannt werden. So können die im Bereich der Biochip- oder Mikroarray-Technologie als Träger verwendeten (üblicherweise nichtfluoreszierenden) Substrate, vorzugsweise solche aus Glas, mit einem erfindungsgemäßen Fluoreszenzstandard ausgestattet werden. Dies kann vorteilhafter Weise dadurch geschehen, dass ein Teil des verwendeten (Glas)-Substrats bspw. durch Absägen entfernt und durch einen gleich großen Fluoreszenzstandard mit den jeweils gewünschten spektralen Eigenschaften ersetzt wird. Hierdurch ist es möglich, die vorgegebenen Standardmaße (üblicherweise Mikroarray-Träger oder Biochips mit Dimensionen von etwa 75 × 25 × 1 mm), die in der Mikroarray-Technologie verwendet werden, einzuhalten. Selbstverständlich kann das entfernte Substrat- oder allgemein Probenstück durch mehrere verschieden zusammengesetzte Standards ersetzt werden, so dass das fertige Produkt Standards mit unterschiedlichen spektralen Eigenschaften enthält. Vorzugsweise werden so ein oder mehrere Standards in einem oder beiden Endbereichen (also insbesondere an der oder den Schmalseite(n) eines Objekts mit rechteckiger Oberfläche, wie es bei üblichen Mikroarray-Trägern bzw. Biochips der Fall ist) des ansonsten nicht-fluoreszierenden Substrats vorliegen. Im Fall von üblichen Mikroarray-Trägern oder Biochips bleiben somit die Dimensionen des Produkts aus Substrat, vorzugsweise nicht-fluoreszierendem Glas, plus Massivfarbglas (und ggf. aufgetragenen Beschichtungen und Sondenmolekülen), insbesondere von etwa 75 mm × 25 mm × 1 mm, erhalten.With the method described above, the standards for the microarray carrier according to the invention are usually produced as solid glasses. A solid glass standard for the microarray carrier of the present invention can be attached to a substrate, for example made of glass. It is preferably one or more essentially non-fluorescent glasses. Methods known per se such as “low-temperature bonding”, “fusion in a glass slot”, gluing and “singeing” can be mentioned as suitable joining methods. For example, the (usually non-fluorescent) carriers used in the field of biochip or microarray technology can be used as carriers. Substrates, preferably those made of glass, are equipped with a fluorescence standard according to the invention. This can advantageously be done by part of the (glass) substrate used, for example. removed by sawing off and replaced by an equally large fluorescence standard with the desired spectral properties. This makes it possible to adhere to the specified standard dimensions (usually microarray carriers or biochips with dimensions of approximately 75 × 25 × 1 mm) that are used in microarray technology. Of course, the removed substrate or generally sample piece can be replaced by several standards with different compositions, so that the finished product contains standards with different spectral properties. Preferably one or more standards will be present in one or both end regions (in particular on the narrow side (s) of an object with a rectangular surface, as is the case with conventional microarray carriers or biochips) of the otherwise non-fluorescent substrate , In the case of conventional microarray carriers or biochips, the dimensions of the product made of substrate, preferably non-fluorescent glass, plus solid colored glass (and possibly applied coatings and probe molecules), in particular of about 75 mm × 25 mm × 1 mm, are retained.
Das erfindungsgemäß verwendete Farbglas kann auch als dünner Film mit einer Dicke von einigen Nanometern bis einigen Mikrometern, vorzugsweise etwa 3 nm bis etwa 20 μm, vorliegen, der auf einem Substrat, z.B. einem im wesentlichen nichtfluoreszierenden Glassubstrat, aufgebracht ist. In dieser Ausführungsform kann der Glasfilm durch an sich bekannte Depositionsverfahren, wie Sol-Gel-Verfahren, Siebdruckverfahren (mit organischen oder anorganischen Bindemitteln) oder Sputtern, gegebenenfalls mit nachfolgenden Temperschritten, hergestellt werden. Ein derartiger Fluoreszenzstandard in Form eines Glasfilms kann außerdem in mehrere flächige Einzelsegmente strukturiert auf dem Substrat vorliegen. Die Strukturierung des Dünnfilmstandards kann z.B. unmittelbar im Siebdruckverfahren oder durch Maskierung des Substrats erfolgen. Des Weiteren ist eine Strukturierung des Glasfilms durch Ätztechniken möglich. Mit derartigen strukturierten Standards können weitere Testmöglichkeiten für Mikroarray-Fluoreszenzmessgeräte, bspw. das flächenhafte Auflösungsvermögen, bereitgestellt werden.The colored glass used according to the invention can also as thinner Film with a thickness of a few nanometers to a few micrometers, preferably about 3 nm to about 20 μm, which is on a Substrate, e.g. an essentially non-fluorescent glass substrate, is applied. In this embodiment can the glass film by known deposition methods, such as Sol-gel process, screen printing process (with organic or inorganic Binders) or sputtering, if necessary with subsequent tempering steps, getting produced. Such a fluorescence standard in the form of a Glass films can also be used in several flat Individual segments are structured on the substrate. The structuring of the thin film standard can e.g. directly by screen printing or by masking of the substrate. Furthermore, a structuring of the Glass films by etching techniques possible. With such structured standards, further test options can be used for microarray fluorescence measuring devices, e.g. the areal Resolving power provided become.
Weiterhin ist es möglich, erfindungsgemäße Fluoreszenzstandards als Dünnglas herzustellen und als dünne Glasplättchen mit einer Dicke von bspw. etwa 50 bis etwa 200 μm, typischerweise etwa 100 μm, auf ein geeignetes Substrat, vorzugsweise nicht-fluoreszierendes Glas, aufzubringen. Diese Ausführungsform kann bspw. durch Aufkleben des Dünnglases realisiert werden.Furthermore, it is possible to use fluorescence standards according to the invention as thin glass manufacture and as thin glass flakes with a thickness of, for example, about 50 to about 200 μm, typically about 100 μm, to a suitable one Apply substrate, preferably non-fluorescent glass. This embodiment can, for example, by sticking the thin glass will be realized.
Prinzipiell kann der Fluoreszenzstandard im Mikroarray-Träger zweierlei Funktionen dienen. Der Standard kann erstens zur Prüfung des jeweiligen Mikroarray-Fluoreszenzgeräts verwendet werden. Hierbei kann mit Hilfe der Farbgläser insbesondere die Uniformität, die Linearität und das flächenhafte Auflösungsvermögen des Messgeräts getestet werden. Weiterhin kann das Gerät hinsichtlich einer zeitlichen Variabilität über bspw. Tage, Wochen, Monate oder Jahre überprüft werden. Der Mikroarray-Träger mit Fluoreszenzstandard dient zweitens der Normierung unkalibrierter Fluoreszenzintensitäten, wodurch eine allgemeine Vergleichbarkeit der mit Mikroarray-Experimenten erhaltenen Messwerte ermöglicht wird. Die Ausstattung des erfindungsgemäßen Mikroarray-Trägers mit einem oder mehreren Farbglasfluoreszenzstandard(s) erlaubt die simultane Standardisierung der in der bzw. den Probe(n) des Biochips gemessenen Fluoreszenzsignale.In principle, the fluorescence standard in the microarray carrier serve two functions. The standard can firstly be used to check the respective microarray fluorescence device used become. Here, with the help of the colored glasses in particular the uniformity, the linearity and the areal Resolution of the meter getting tested. Furthermore, the device can be timed Variability over e.g. days, Weeks, months or years to be checked. The microarray carrier with the fluorescence standard, secondly serves to standardize uncalibrated Fluorescence intensities which allows a general comparability with microarray experiments measurements obtained becomes. The equipment of the microarray carrier according to the invention with one or more colored glass fluorescence standard (s) allows simultaneous Standardization of those measured in the sample (s) of the biochip Fluorescence signals.
Ein unter Verwendung der erfindungsgemäßen Farbgläser hergestellter Standard kann vorteilhafter Weise mit unterschiedlichen Fluoreszenz- bzw. Fluoreszenzintensitäten bereitgestellt werden. Die vom Standard emittierte Intensität hängt im wesentlichen von der Intensität der Anregungsstrahlung und der Menge des angeregten Materials ab. Die Anregungsintensität (bspw. die Intensität eines Lasers) ist ein rein externer Einfluss, wobei Anregungs- und Fluoreszenzintensität in der Regel linear miteinander zusammenhängen. Daher kann durch eine Veränderung der Anregungsintensität die Fluoreszenzintensität moduliert werden und so z.B. die Linearität der Detektion getestet werden.One made using the colored glasses according to the invention Standard can advantageously with different fluorescence or fluorescence intensities to be provided. The intensity emitted by the standard essentially depends on the intensity the excitation radiation and the amount of the excited material. The excitation intensity (e.g. the intensity of a laser) is a purely external influence, whereby excitation and fluorescence intensity usually linearly related. Therefore, by a change the excitation intensity the fluorescence intensity be modulated and so e.g. the linearity of the detection can be tested.
Erfindungsgemäß können die Farbgläser als Fluoreszenzstandards für Mikroarray-Träger durch geeignete Wahl der Konzentration bzw. absolute Menge der angeregten und damit fluoreszierenden Zentren mit unterschiedlichen Emissionsintensitäten hergestellt werden. Nach Eichung der Standards können diese dazu verwendet werden, den Messbereich oder die Linearität der Detektion eines unbekannten Geräts zu prüfen. Die Konzentration der fluoreszierenden Zentren kann insbesondere durch Veränderung der Glaszusammensetzung und/oder der bei der Glasherstellung gewählten Bedingungen (z.B. Temperatur und Dauer der Temperung) moduliert werden. Wenn das erfindungsgemäße Farbglas als dünne Schicht, insbesondere als Glasfilm vorliegt, kann die Intensität der emittierten Strahlung auch durch Variation der Schicht- bzw. Filmdicke verändert werden. Diese Möglichkeit beruht auf der Tatsache, dass bei einer dünnen Schicht, bspw. einem Glasfilm obiger Dicke, nicht das gesamte anregende Licht sondern nur ein Teil davon absorbiert wird. Der nicht absorbierte Teil wird transmittiert. Bei einem dickeren Film können daher mehr Fluoreszenzzentren angeregt werden, weshalb über die Schichtbzw. Filmdicke die Intensität des vom Standard emittierten Lichts gesteuert werden kann. Somit kann durch Verwendung des erfindungsgemäßen Farbglases die Konzentration der fluoreszierenden Zentren (Nanokristallite aus einer oder mehreren Halbleiterverbindungen) und/oder die Filmdicke derart eingestellt werden, dass die vom Standard emittierte Strahlung (bei gegebener Anregungsintensität) in einem Intensitätsbereich liegt, welcher dem Bereich der Fluoreszenzintensitäten der jeweils zu messenden Proben entspricht.According to the color glasses as Fluorescence standards for Microarray carrier through suitable choice of the concentration or absolute amount of the excited and thus fluorescent centers with different emission intensities become. After the standards have been calibrated, they can be used to: the measuring range or the linearity of the detection of an unknown equipment to consider. The Concentration of the fluorescent centers can in particular by change the glass composition and / or the conditions chosen in the glass production (e.g. temperature and duration of the tempering) can be modulated. If the colored glass according to the invention as thin Layer, in particular as a glass film, the intensity of the emitted Radiation can also be changed by varying the layer or film thickness. This possibility is based on the fact that with a thin layer, for example a glass film above thickness, not all the stimulating light but only one Part of it is absorbed. The non-absorbed part is transmitted. With a thicker film you can therefore more fluorescence centers are excited, which is why Schichtbzw. Film thickness the intensity of that emitted by the standard Light can be controlled. Thus, by using the colored glass according to the invention the concentration of the fluorescent centers (nanocrystallites of one or more semiconductor compounds) and / or the film thickness that the radiation emitted by the standard (at given excitation intensity) in an intensity range which is the range of the fluorescence intensities of the corresponds to the samples to be measured.
Erfindungsgemäße Mikroarray-Träger, die mit einem oder mehreren Fluoreszenzstandard aus Farbglas versehen sind, können daher auf zweierlei Weise an die jeweiligen Messungen angepasst werden. Zum einen kann, wie vorstehend beschrieben, der Spektralbereich des Glases, d.h. Absorptions- und Emissionseigenschaften, insbesondere Absorptionsmaxima und Fluoreszenzmaxima, derart eingestellt werden, dass die spektralen Kenngrößen in einem ähnlichen Bereich liegen, wie die entsprechenden Kenngrößen der in einer Mikroarray-Messung eingesetzten fluoreszierenden Materialien, insbesondere organische und/oder biologisch-chemische Fluorophoren. Vorzugsweise weichen die spektralen Eigenschaften, wie Fluoreszenzmaxima und/oder Absorptionsmaxima, um nicht mehr als 20%, mehr bevorzugt nicht mehr als 10%, besonders bevorzugt nicht mehr als 5%, insbesondere nicht mehr als 1 %, von den Fluoreszenzmaxima bzw. Absorptionsmaxima ab, welche Fluoreszenzzentren, meist organische und/oder biologisch-chemische Fluorophore, aufweisen, die bei einer gegebenen Mikroarray-Messung verwendet werden. Zum anderen kann der Standard, wenn er bspw. als dünne Schicht vorliegt, bei gegebener Anregungsintensität eine Fluoreszenzintensität aufweisen, welche im Bereich der mittleren Intensität liegt, die bei einem gegebenen Mikroarray-System gemessen werden. Vorzugsweise weicht die Intensität der vom Farbglas emittierten Strahlung (bei gegebener Anregungsintensität) um nicht mehr als 20%, mehr bevorzugt nicht mehr als 10%, besonders bevorzugt nicht mehr als 5%, insbesondere nicht mehr als 1 %, von der mittleren Fluoreszenzintesität ab, die bei einer typischen Messung im Mikroarraybereich gemessen wird.Microarray carriers according to the invention which provided with one or more fluorescent standards made of colored glass are, can therefore adapted to the respective measurements in two ways become. On the one hand, as described above, the spectral range of the glass, i.e. Absorption and emission properties, in particular Absorption maxima and fluorescence maxima can be set in such a way that the spectral parameters in a similar Range, as are the corresponding parameters of a microarray measurement fluorescent materials used, especially organic and / or biochemical fluorophores. Preferably soft the spectral properties, such as fluorescence maxima and / or absorption maxima, by no more than 20%, more preferably no more than 10%, especially preferably not more than 5%, in particular not more than 1%, of the fluorescence maxima or absorption maxima, which fluorescence centers, mostly organic and / or biochemical fluorophores, that are used in a given microarray measurement. On the other hand the standard, if it is, for example, a thin layer, can be given excitation intensity a fluorescence intensity have, which is in the range of the medium intensity, measured on a given microarray system. Preferably gives way to the intensity the radiation emitted by the colored glass (for a given excitation intensity) by no more than 20%, more preferably not more than 10%, particularly preferred not more than 5%, especially not more than 1%, of the middle fluorescence intensity from that measured in a typical measurement in the microarray range becomes.
Das in seinen optischen Eigenschaften im Vergleich zu anderen Standards in einem weiten Bereich gezielt veränderbare Farbglas zur Anwendung in der vorliegenden Erfindung kann daher in vielseitiger Weise als Fluoreszenzstandard bei Mikroarray-Experimenten eingesetzt werden. Zu dieser Vielseitigkeit trägt auch bei, dass das Farbglas in vielen unterschiedlichen Formen, bspw. als Massivglas, Glasfilm oder Dünnglas, herstellbar ist.That in its optical properties Targeted in a wide range compared to other standards changeable Colored glass for use in the present invention can therefore used in a variety of ways as a fluorescence standard in microarray experiments become. The color glass also contributes to this versatility in many different forms, e.g. as solid glass, glass film or thin glass, can be produced.
Zunächst eignen sich sämtliche Ausführungsformen sehr gut als Referenz zum Vergleich der Intensität eines bei einer Probe gemessenen Signals. Ebenso können Prüfungen der Langzeitstabilität von Mikroarray-Fluoreszenzmessgeräten, insbesondere Arrayscannern, vorgenommen werden. Hierbei ist besonders die zeitlich und chemisch praktisch unveränderliche Stabilität der optischen Eigenschaften der als Standard verwendeten Farbgläser von zentraler Bedeutung.First of all, all are suitable embodiments very good as a reference for comparing the intensity of a measured in a sample Signal. You can also exams long-term stability microarray fluorescence measuring devices, in particular array scanners, be made. This is particularly the temporal and chemical practically unchangeable stability the optical properties of the colored glasses from of central importance.
Wie bereits vorstehend angedeutet, kann mit einem strukturierten Farbglasstandard, der vorzugsweise als Glasfilm oder Dünnglas auf einem nicht-fluoreszierenden Substrat vorliegt, das flächenhafte Auflösungsvermögen des Array-Messgeräts getestet werden. Bspw. wird hierzu der Standard in Einzelsegmente mit Dimensionen von etwa 9 μm2 bis etwa 12 mm2 strukturiert, wobei die Flächen z.B. quadratische Formen von bspw. etwa 3 μm × 3 μm annehmen oder rund mit Durchmessern von bspw. etwa 3 μm bis etwa 2 mm vorliegen können. Weiterhin können als großflächige Standards, hier also vorzugsweise als Massivglas, Glasfilm oder Dünnglas, vorliegende Farbgläser zur Prüfung der Uniformität von Fluoreszenzmessungen auf zweidimensionalen Array-Messoberflächen verwendet werden.As already indicated above, the areal resolving power of the array measuring device can be tested with a structured colored glass standard, which is preferably present as a glass film or thin glass on a non-fluorescent substrate. For example. For this purpose, the standard is structured into individual segments with dimensions of approximately 9 μm 2 to approximately 12 mm 2 , the surfaces taking on, for example, square shapes of approximately 3 μm × 3 μm or round with diameters of approximately 3 μm to approximately 2 mm can be present. Furthermore, existing color glasses for checking the uniformity of fluorescence measurements on two-dimensional array measurement surfaces can be used as large-area standards, here preferably as solid glass, glass film or thin glass.
Weiterhin dienen erfindungsgemäße Mikroarray-Träger mit Farbgläsern als Standards zur Prüfung der Linearität von mit Fluoreszenzspektrometern ausgestatteten Mikroarray-Geräten. Durch geeignete Wahl der Zusammensetzung des Fluoreszenzstandards wird erreicht, dass die Intensität der emittierten Strahlung (bei gegebener Anregungsintensität) in weiten Bereichen variiert werden kann, wodurch es ermöglicht wird, den linearen Bereich des zu prüfenden Array-Messgeräts zu bestimmen.Microarray carriers according to the invention also serve colored glasses as standards for testing of linearity of microarray devices equipped with fluorescence spectrometers. By suitable choice of the composition of the fluorescence standard achieved that intensity of the emitted radiation (given the excitation intensity) Ranges can be varied, which enables the linear range of the item to be checked Determine array measuring device.
Ein weiterer Anwendungsbereich liegt in der Feststellung von sog. „Cross Talk" in einem Array-Messgerät durch erfindungsgemäß verwendete Farbgläser. Hierbei wird es aufgrund des bekannten, zeitlich im wesentlichen keinerlei Schwankungen unterlegenen Fluoreszenzspektrums ermöglicht, die Genauigkeit der Abgrenzung unterschiedlicher Fluoreszenzdetektionskanäle untereinander zu prüfen.Another area of application is in the so-called “Cross Talk "in an array meter used according to the invention Colored glasses. Here it becomes due to the known, essentially in terms of time allows no fluctuations in the inferior fluorescence spectrum, the accuracy of the delimitation of different fluorescence detection channels from one another to consider.
Ein besonders vorteilhafter Gesichtspunkt bei der Anwendung der erfindungsgemäßen, mit Farbglasfluoreszenzstandards ausgestatteten Mikroarray-Träger bzw. Biochips bildet die Möglichkeit des Vergleichs von Fluoreszenzmessungen in unterschiedlichen Laboren. Da die Intensitäten aufgrund eines erhöhten Aufwands in der Regel nicht in absoluten Einheiten gemessen werden, stellt ein gemeinsamer Farbglasstandard, vorzugsweise enthaltend Nanokristalle einer oder mehrerer Halbleiterverbindung(en), eine Referenz dar, mit der Messergebnisse verschiedener Labore (die mit unterschiedlichen Geräten erhoben wurden) verglichen werden können.A particularly advantageous point of view when using the inventive, with colored glass fluorescence standards equipped microarray carrier or Biochips is the possibility the comparison of fluorescence measurements in different laboratories. Because the intensities due to an increased Effort is usually not measured in absolute units, represents a common color glass standard, preferably containing Nanocrystals of one or more semiconductor compound (s), one Reference, with the measurement results of different laboratories (those with different devices were collected) can be compared.
Schließlich kann bei bekannter quantitativer Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Standards eine Umrechnung des Fluoreszenzsignals in Effizienzen (bspw. Fluoreszenz pro Molekül und Fläche) erfolgen.Finally, with known quantitative Composition of the standard according to the invention a conversion of the fluorescence signal in efficiencies (e.g. fluorescence per molecule and area).
Wie bereits vorstehend erläutert, können erfindungsgemäß in einem Mikroarray-Träger verwendete Farbgläser mit gezielt in einem weiten Bereich veränderbaren spektralen Eigenschaften hergestellt werden. Daher kann das zu untersuchende Material in einem geeigneten spektralen Bereich angeregt, die Fluoreszenz gemessen und mit dem Standard verglichen werden.As already explained above, according to the invention, in one Microarray carriers used colored glasses with Spectral properties that can be changed in a wide range getting produced. Therefore, the material to be examined can be found in stimulated a suitable spectral range, the fluorescence measured and be compared to the standard.
Erfindungsgemäße Mikroarray-Träger mit Farbglasstandards können vorteilhafter Weise in der Qualitätskontrolle eingesetzt werde. Hier wird das zu prüfende Material üblicherweise im UV-Bereich bei Wellenlängen unterhalb von 400 nm, bspw. bei etwa 320 ± 15 nm oder auch darunter, angeregt und bei Wellenlängen um die 400 nm, bspw. 380 ± 15 nm nm, ggf. aber auch darunter oder darüber, die emittierte (Fluoreszenz-)Strahlung detektiert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der im Mikroarray-Träger einzusetzende Farbglasstandard entsprechend den in diesem Anwendungsbereich erforderlichen spektralen Eigenschaften durch geeignete Wahl der Glaszusammensetzung und Temperarturbehandlung (Tempern) eingestellt. Ein Fachmann kann ohne weiteres ausgehend von bekannten Nanokristallit- oder Metallkolloid-Farbgläsern mit Hilfe von Routineversuchen und seines allgemeinen Fachwissens das jeweilige Farbglas mit den gewünschten optischen Eigenschaften bereitstellen. Dies gilt für alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.Microarray carriers according to the invention with colored glass standards can advantageously be used in quality control. Here the material to be tested is usually excited in the UV range at wavelengths below 400 nm, for example at approximately 320 ± 15 nm or below, and at wavelengths around 400 nm, for example 380 ± 15 nm nm, but possibly also below or above it, the emitted (fluorescent) radiation is detected. According to a preferred embodiment of the present invention, the colored glass standard to be used in the microarray carrier is set in accordance with the spectral properties required in this area of application by suitable selection of the glass composition and temperature treatment (tempering). A person skilled in the art can readily provide the respective colored glass with the desired optical properties on the basis of known nanocrystallite or metal colloid colored glasses with the aid of routine tests and his general specialist knowledge. This applies to all embodiments of the present invention.
Ein besonders bevorzugter Anwendungsbereich der vorliegend beschriebenen Farbgläser liegt in der Standardisierung von Fluoreszenzsignalen, die bei Mikroarray-Messungen detektiert werden sowie in der Kalibrierung von in diesem Anwendungsbereich eingesetzten Messgeräten, insbesondere Arrayscannern. Demnach wird ein erfindungsgemäßer Mikroarray-Träger mit mindestens einem Fluoreszenzstandard, umfassend ein oder mehrere vorstehend beschriebenes) Farbglas/Farbgläser, bevorzugt mit Mikroarray-Systemen verbunden, die im biologisch-chemischen Bereich angewandt werden. Zu nennen sind hier insbesondere Laser-gestützte Systeme, die vorzugsweise für Hochdurchsatzverfahren ausgelegt sind. Solche Systeme werden üblicherweise in der Materialprüfung, Wirkstofforschung („high throughput screening", HTS) und bei Bindungstests (z.B. DNA- oder Protein-Mikroarrays) eingesetzt.A particularly preferred area of application The color glasses described here are in the standardization of fluorescence signals that are detected in microarray measurements and in the calibration of measuring devices used in this area of application, in particular Array scanners. Accordingly, a microarray carrier according to the invention is also used at least one fluorescence standard comprising one or more Color glass / color glasses described above, preferably with microarray systems connected, which are applied in the biological-chemical field. Particularly noteworthy are laser-based systems, which preferably for high throughput processes are designed. Such systems are commonly used in materials testing, drug discovery ("high throughput screening ", HTS) and binding tests (e.g. DNA or protein microarrays) used.
Bei Mikroarray-Anwendungen werden üblicherweise im sichtbaren Bereich des Lichts bis zum nahen IR emittierende Fluoreszenzfarbstoffe eingesetzt, in dem geeignete Derivate davon an die zu untersuchenden Moleküle gekoppelt werden. Im allgemeinen werden hierzu im Stand der Technik bekannte Fluoreszenzmarker verwendet. Derartige Fluoreszenzmarker sind im Handel, bspw. bei Amersham Bioscience (Piscataway, NJ, USA; http://www.amershambioscience.com), Molecular Probes (Eugene, OR, USA; http://www.probes.com), Sigma-Aldrich (München, Deutschland; http://www.sigmaaldrich.com), Atto-Tec (Siegen, Deutschland; http://www.atto-tec.de) u.v.a., erhältlich. Unter den entsprechenden Internet-Seten der einem Fachmann bekannten Firmen können die spektralen und chemischen Eigenschaften der jeweiligen Fluorophore abgerufen werden.Microarray applications are commonly used in the visible range of light up to the near IR emitting fluorescent dyes used, in which suitable derivatives of which are coupled to the molecules to be investigated become. In general, this is known in the prior art Fluorescence marker used. Such fluorescent markers are in the Trading, e.g. at Amersham Bioscience (Piscataway, NJ, USA; http://www.amershambioscience.com), Molecular Probes (Eugene, OR, USA; http://www.probes.com), Sigma-Aldrich (Munich, Germany; http://www.sigmaaldrich.com), Atto-Tec (Siegen, Germany; http://www.atto-tec.de) etc., available. Under the corresponding Internet sets of those known to a person skilled in the art Companies can the spectral and chemical properties of the respective fluorophores be retrieved.
Im Mikroarray-Anwendungsbereich (Markierung von Biomolekülen, aber auch, wo erwünscht, von kleineren organischen Molekülen, bspw. pharmakologisch zu testenden Verbindungen) werden z.B. oft Texas Rot, Fluorescein, insbesondere Fluoresceinisothiocyanat (FITC), Rhodamin und entsprechende Derivate, sowie Fluoreszenzmarker der CyDye®-Serie (Amersham Bioscience) verwendet. Die wesentlichen spektralen Eigenschaften dieser bevorzugt verwendeten Fluorophore sind in der Tab. 2 beispielhaft angegeben.In the field of microarrays (labeling of biomolecules, but also, where desired, of smaller organic molecules, e.g. compounds to be tested pharmacologically), Texas red, fluorescein, in particular fluorescein isothiocyanate (FITC), rhodamine and corresponding derivatives, and fluorescent markers from CyDye are often used ® series (Amersham Bioscience). The essential spectral properties of these preferably used fluorophores are given as examples in Table 2.
Besonders bevorzugte Anregungswellenlängen, die bei Mikroarray-Anwendungen gewählt werden, liegen um 530 nm, bspw. 532 nm, sowie um 630 nm, bspw. 635 nm (jeweils üblicherweise ± 15 nm). Die Detektion der Fluoreszenz erfolgt bevorzugt bei Wellenlängen um etwa 580 nm und/oder 680 nm, typischerweise bei 580 nm ± 15 nm und 680 nm ± 15 nm.Particularly preferred excitation wavelengths which are selected in microarray applications are around 530 nm, for example 532 nm, and around 630 nm, for example 635 nm (in each case usually ± 15 nm). The fluorescence is preferably detected at wavelengths around 580 nm and / or 680 nm, typically at 580 nm ± 15 nm and 680 nm ± 15 nm.
Daher wird der im erfindungsgemäßen Mikroarray-Träger vorliegende Standard vorzugsweise mit spektralen Eigenschaften ausgestattet, welche den bei Mikroarray-Experimenten verwendeten Fluorophoren entsprechen. Selbstverständlich können auch Standards aus Massivglas (als solches oder angefügt an geeignete Gegenstände, vorzugsweise aus Glas), Glasfilmen oder Dünngläsern derart ausgestaltet werden, dass das Endprodukt als Standard für verschiedene spektrale Bereiche und/oder Emissionsintesitäten dienen kann. So können zwei oder mehr verschiedene Standards aus Massivglas zusammengefügt (z.B. verklebt) und an Substrate aus Glas oder aus Kunststoff (siehe hierzu auch die obigen Ausführungen), angefügt werden. Es können auch zwei oder mehr verschiedene Standards aus Dünngläsern auf ein geeignetes Substrat aufgebracht werden. Gleiches gilt selbstverständlich für Glasfilme. So können die Signale von zwei oder mehr verschiedenen Fluoreszenzmarkern während eines einzelnen Messvorgangs standardisiert werden, wenn das Array-Messgerät entsprechend ausgelegt ist und emittierte Strahlung in zwei oder mehr verschiedenen Kanälen detektieren kann. Derartige Messungen von Doppel- und Mehrfachmarkierungen werden in der Biochip-Technologie häufig durchgeführt.Therefore, the present in the microarray carrier according to the invention Standard preferably equipped with spectral properties, which is the case with microarray experiments fluorophores used correspond. Of course you can too Solid glass standards (as such or attached to suitable objects, preferably made of glass), glass films or thin glasses be designed that the end product as the standard for various spectral ranges and / or emission intensities can serve. So two can or more different standards made of solid glass (e.g. glued) and on substrates made of glass or plastic (see here also the above explanations), added become. It can also two or more different standards made of thin glasses on a suitable substrate be applied. The same naturally applies to glass films. So they can Signals from two or more different fluorescent markers during one individual measurement process can be standardized if the array measuring device accordingly is designed and emitted radiation in two or more different Detect channels can. Such measurements of double and multiple markings will be common in biochip technology carried out.
Die Bereitstellung von langlebigen und gleich bleibenden Fluoreszenzstandards mit wohl definierten spektralen Eigenschaften ist in der Biochip-Technologie besonders erwünscht. Gerade hier fehlt es den im Stand der Technik bekannten Standards an der Langlebigkeit, Lagerbeständigkeit, chemischen Beständigkeit, Photobeständigkeit und den gleich bleibenden optischen Eigenschaften (sowohl über die Zeit als auch von Standard zu Standard), die für die im erfindungsgemäßen Mikroarray-Träger vorliegenden Farbgläser, deren Eigenschaften ein Fachmann, wie vorstehend erläutert, in weiten Bereichen gezielt steuern kann, kennzeichnend sind.The provision of durable and consistent fluorescence standards with well-defined spectral Properties are particularly desirable in biochip technology. Just here the standards known in the prior art lack the Longevity, shelf life, chemical resistance, photo resistance and the consistent optical properties (both via the Time as well as from standard to standard) for those present in the microarray carrier according to the invention Colored glasses, the properties of which a person skilled in the art, as explained above, in can control specific areas, are characteristic.
Weitere spezifische Ausführungsformen des Trägers der vorliegenden Erfindung sind einem Fachmann bekannt. Der Träger wird vorzugsweise geeignete, im Stand der Technik bekannte Beschichtungen, bspw. Silanderivate, Polymerbeschichtungen, einschließlich Hydrogele, aufweisen, um die aufzubringenden Sondenmoleküle auf dem Substrat zu verankern. Der Mikroarray-Träger kann auch zur Aufnahme mehrerer Array-Anordnungen (multiple Arrays) ausgelegt sein.Other specific embodiments of the carrier the present invention is known to a person skilled in the art. The carrier will preferably suitable coatings known in the prior art, e.g. Have silane derivatives, polymer coatings, including hydrogels, to anchor the probe molecules to be applied to the substrate. The microarray carrier can also accommodate multiple arrays (multiple arrays) be designed.
Vorzugsweise bildet der Fluoreszenzstandard (es können, wie oben beschrieben auch mehrere vorliegen) einen Teil des Substrats, d.h. einen oder mehrere Bereiche der Oberfläche des Mikroarray-Trägers (auf dem bei einem Biochip die Sondenmoleküle aufgebracht werden) aus. Vorzugsweise liegt der/liegen die Standards) in einem oder mehreren Endbereichen) des Substrats vor. Bei einer bevorzugten Form des Mikroarray-Trägers handelt es sich, wie bereits vorstehend ausgeführt, um Objekte, vorzugsweise aus Glas, mit Dimensionen von etwa 75 mm × 25 mm × 1 mm (also einer rechteckige Oberfläche mit 75 mm × 25 mm). Im Fall eines oder mehrerer Standards aus Massivglas kann somit der Träger derart ausgestaltet werden, dass ein entsprechender Endbereich vom Substrat entfernt, bspw. abgeschnitten, und das so entfernte Teilstück durch einen entsprechenden Standard aus Massivglas ersetzt wird (Kleben, Ansprengung etc.). Weitere bevorzugte Ausführungsformen stellen Mikroarray-Träger dar, bei denen der/die Standards) als Glasfilme oder als Dünnglas mindestens bereichsweise auf dem Substrat (das vorzugsweise jedenfalls nicht bei den entsprechenden Wellenlängen des/der Standards) fluoresziert) aufgebracht ist/sind. Vorzugsweise sind dies wiederum ein oder mehrere Rand- oder Endbereiche) des Trägers. Auf der Oberfläche des Substrats, welche zur Aufnahme der Array-Moleküle vorgesehen ist, wird vorteilhafter Weise kein Fluoreszenzstandard vorliegen.The fluorescence standard preferably forms (it can, as described above, there are also several) part of the substrate, i.e. one or more areas of the surface of the microarray carrier (on which in the case of a biochip, the probe molecules are applied). The standard (s) is preferably in one or more End areas) of the substrate. In a preferred form of Microarray carrier as already stated above, it is preferably objects made of glass, with dimensions of about 75 mm × 25 mm × 1 mm (i.e. a rectangular surface with 75 mm × 25 mm). In the case of one or more standards made of solid glass, this can be done the carrier be designed such that a corresponding end region from Substrate removed, for example cut, and the section so removed by a corresponding standard made of solid glass is replaced (gluing, scorching Etc.). Further preferred embodiments make microarray carriers where the standard (s) are at least as glass films or as thin glass in some areas on the substrate (preferably not at the corresponding wavelengths of the standard (s) fluorescent) is / are applied. Preferably are these again one or more edge or end areas) of the Carrier. On the surface of the substrate, which is intended to accommodate the array molecules there is advantageously no fluorescence standard.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Biochip, umfassend einen wie vorstehend definierten Mikroarray-Träger, auf dem ein Mikroarray von Sondenmolekülen aufgebracht ist. Hierzu zählen Protein-Mikroarrays, DNA-Mikroarrays, Saccharid-Mikroarrays usw. Es können auch auf einem Biochip mehrere Mikroarrays aufgebracht sein (multiple Arrays).Another subject of the present Invention is a biochip comprising one as defined above Microarray substrate, on which a microarray of probe molecules is applied. For this count protein microarrays, DNA microarrays, Saccharide microarrays, etc. It can several microarrays can also be applied to a biochip (multiple Arrays).
Die Figur zeigt:The figure shows:
Ein erfindungsgemäßer Mikroarray-Träger (
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung näher, ohne sie einzuschränken.The following examples explain the present invention closer, without restricting them.
BeispieleExamples
Beispiel 1example 1
Herstellung eines Fluoreszenzstandards für einen Mikroarray-Träger als Massivglas Mit den Bestandteilen gemäß nachstehender Tab. 3.2 wird das Orangeglas OG 550 (siehe Beispiel 10) hergestellt, das Nanokristalle der Form CdSeS enthält. Die Bestandteile werden bei etwa 1300°C in einem Tiegel (etwa 1300 mm × 1300 mm × 200 mm) eingeschmolzen (sog. Hafenschmelze) und danach in Formen gegossen sowie ggf. gewalzt. Das Glas wird dann langsam abgekühlt. Bei diesem Abkühlungsprozess bilden sich wenige CdSeS-Aggregate in einer ansonsten amorphen und farblosen Glasmatrix. Während des nachfolgenden Temperns bei etwa 600°C für 1 bis 3 Tage bilden sich CdSeS-Nanokristalle. Im Endprodukt liegen etwa 0,4 Gew.-% Nanokristalle in der Glasmatrix vor. Während des Schmelzvorgangs der Glasbestandteile sublimieren oder zersetzen sich mehr als 80% der Cd-Chalkogenide, weshalb die Cd-, S- und Se-Bestandteile im Überschuss eingesetzt werden.Production of a fluorescence standard for one Microarray substrate as solid glass With the components according to Table 3.2 below the orange glass OG 550 (see Example 10), the nanocrystals of the form CdSeS. The components are placed in a crucible at about 1300 ° C (about 1300 mm × 1300 mm × 200 mm) melted down (so-called port melt) and then poured into molds as well as rolled. The glass is then slowly cooled. at this cooling process few CdSeS aggregates form in an otherwise amorphous and colorless glass matrix. While the subsequent annealing at about 600 ° C for 1 to 3 days CdSeS nanocrystals. The end product contains about 0.4% by weight of nanocrystals in the glass matrix. While sublimate or decompose the melting process of the glass components more than 80% of the Cd chalcogenides, which is why the Cd, S and Se components in excess be used.
Beispiele 2 bis 22Examples 2 to 22
Zusammensetzung von Anlaufgläsern als Fluoreszenzstandards für Mikroarray-Träger Die Zusammensetzungen von im roten, orangen und gelben Bereich des sichtbaren Spektrums fluoreszierenden Anlaufgläsern ist nachfolgend in den Tab. 3.1 bis 3.3 angegeben. Mit Ausnahme des Rotglases RG 9 geben die Zahlen im Namen der Gläser jeweils die sog. Kantenwellenlänge (Wellenlänge bei der die Transmission des Glases die Hälfte des Maximalwerts erreicht) an. Gläser mit gleicher Ausgangszusammensetzung jedoch unterschiedlichen spektralen Eigenschaften können durch Variation der Temperbedingungen (Temperatur und Dauer) durch Routineversuche bereitgestellt werden.Composition of tarnish glasses as Fluorescence standards for Microarray carrier Compositions of visible, red, orange and yellow areas Spectrum fluorescent tarnish glasses is shown in the following Tab. 3.1 to 3.3 specified. Except for the red glass RG 9 the numbers in the name of the glasses in each case the so-called edge wavelength (Wavelength at which the transmission of the glass reaches half of the maximum value) on. glasses with the same initial composition, but different spectrals Properties can by varying the tempering conditions (temperature and duration) Routine trials will be provided.
Das Farbglas OG 550 (siehe Beispiel 10) eignet sich aufgrund seiner spektralen Eigenschaften besonders zur Anwendung als Fluoreszenzstandard für Mikroarrays.The colored glass OG 550 (see example 10) is particularly suitable due to its spectral properties for use as a fluorescence standard for microarrays.
- 11
- Mikroarray-TrägerMicroarray substrate
- 22
- Substratsubstratum
- 33
- Mikroarray-BereichMicroarray area
- 4a/b4a / b
- FarbglasfluoreszenzstandardColored glass fluorescence standard
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004047593A1 (en) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Reference body for fluorescence measurements and method of making the same |
EP1889810A1 (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-20 | HeiQ Materials AG | Method for producing nanoparticle loaded powders using flame spray pyrolysis and applications thereof |
DE102006009196B4 (en) * | 2005-02-25 | 2009-01-15 | Schott Ag | Use of a standard for referencing luminescence signals |
US7769902B2 (en) | 2002-07-31 | 2010-08-03 | Brocade Communications Systems, Inc. | Topology database synchronization |
DE102016210357A1 (en) * | 2016-06-10 | 2017-12-14 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Method and device for detecting an occupation of a surface by means of induced fluorescence |
CN109154570A (en) * | 2016-05-19 | 2019-01-04 | 浜松光子学株式会社 | The correction reference body of fluorescence determination device |
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2004
- 2004-02-11 DE DE200420002064 patent/DE202004002064U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7769902B2 (en) | 2002-07-31 | 2010-08-03 | Brocade Communications Systems, Inc. | Topology database synchronization |
DE102004047593A1 (en) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Reference body for fluorescence measurements and method of making the same |
DE102006009196B4 (en) * | 2005-02-25 | 2009-01-15 | Schott Ag | Use of a standard for referencing luminescence signals |
EP1889810A1 (en) * | 2006-08-10 | 2008-02-20 | HeiQ Materials AG | Method for producing nanoparticle loaded powders using flame spray pyrolysis and applications thereof |
CN109154570A (en) * | 2016-05-19 | 2019-01-04 | 浜松光子学株式会社 | The correction reference body of fluorescence determination device |
EP3460457A4 (en) * | 2016-05-19 | 2020-02-26 | Hamamatsu Photonics K.K. | Calibration reference body for fluorescence measurement device |
DE102016210357A1 (en) * | 2016-06-10 | 2017-12-14 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Method and device for detecting an occupation of a surface by means of induced fluorescence |
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