DE69828083T2 - Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Durchführung eines Tests, Verwendung einer Membran zur Herstellung dieser Vorrichtung, Kit mit dieser Vorrichtung und Analyseverfahren unter Verwendung dieses Gerätes - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines Assays, wobei die Vorrichtung ein Substrat mit durchgehenden ausgerichteten Kanälen umfasst, die genannten Kanäle sich zu einer Oberfläche hin zum Auftragen von Proben öffnen, die Kanäle zumindest in einem Bereich der Oberfläche zum Auftragen von Proben mit einer ersten bindenden Substanz ausgestattet sind, die fähig ist einen Analyten zu binden.
  • Solch eine Vorrichtung ist in der WO 95/11755 für Anwendungen „zum Sequenzieren durch Hybridisierung" offenbart. Die Vorrichtung umfasst ein mit Kanälen versehenes Substrat, worin die Kanäle im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Substrats angeordnet sind. Drei Typen von Substraten werden offenbart. Der erste Typ umfasst eine Vielzahl von hohlen Glasfasern. Er wird durch Aufeinanderstapeln von Glasfasern mit einem ätzbaren Kern, durch Versehen des Stapels mit flachen Enden, Polieren dieser Enden und Ätzen des Kerns, gewöhnlich mit Säure, hergestellt. Der zweite Substrat-Typ wird durch elektrochemisches Ätzen von einem kristallinen Silikonwafer hergestellt. Zuerst wird sowohl die Position der Kanäle als auch ihre Größe unter Verwendung standardisierter photolithographischer Verfahren definiert. Anschließend werden die ausgerichteten Kanäle elektrochemisch gebildet. Der dritte Substrat-Typ wird durch nukleares Spurätzen eines anorganischen Substrats hergestellt. Dieses Verfahren, welches die Schritte des Aussetzens des Substrats von schweren, energiegeladenen Partikeln und Nassätzen umfasst, resultiert in einem Substrat mit zufällig über die Oberfläche des Substrats verteilten Kanälen. Mit höheren Porendichten und Porosität besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit der Fusion von Kanälen, die einen reduzierten Fließwiderstand im Vergleich zu anderen, nicht-fusionierten Kanälen aufweisen.
  • Alle drei Substrat-Typen sind aufgrund ihres arbeitsintensiven Herstellungsverfahrens und/oder teuren Ausgangsmaterialien und aufwendigen Verfahren wie Sägen und Polieren und/oder teurer Ausrüstung ziemlich teuer. Außerdem zeichnen sich die Substrate durch eine verhältnismäßig niedrige Porosität von 30% und weniger aus. Vorteilhafter sollen hohe Porositäten bis zu 80% erzielbar sein, jedoch mit nur niedri ge Kanaldichten, was den Nachteil mit sich bringt, dass der wirksame Oberflächenbereich der Kanäle eines bestimmten Bereichs des Substrats im Vergleich mit einem Substrat niedriger ist, das eine vergleichbare Porosität, jedoch mit höheren Kanaldichten (und folglich engeren Kanälen) aufweist. Ein weitere Nachteil der auf Silikon basierenden Substrate wie in der WO 95/11755 offenbart, ist, dass sie nicht lichtdurchlässig sind. Diese Substrate lassen daher die vorteilhafte Verwendung von optischen Markierungssystemen zum Nachweis eines an das Substrat gebundenen Analyten nicht zu. Beliebte optische Markierungssysteme basieren zum Beispiel auf enzymatisch induzierten Farbreaktionen, auf Bio- oder Chemilumineszenz oder auf Photolumineszenz. Im letztgenannten Fall muss sowohl das erregende Licht als auch das emittierte lumineszente Licht das Substratmaterial passieren.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu beseitigen und ein Substrat zur Verfügung zu stellen, das sowohl eine hohe Kanaldichte als auch eine hohe Porosität aufweist, was noch höhere Dichteanordnungen erlaubt, die verschiedene erste Bindungssubstanzen pro Oberflächeneinheit zum Auftragen der Proben umfassen. Außerdem ist das Substrat für sichtbares Licht hochdurchlässig. Es ist insbesondere ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein verhältnismäßig billiges Substrat umfasst, das die Anwendung jeglicher typischer Mikrofabrikationstechnologie entbehrlich macht und das eine verbesserte Kontrolle der Flüssigkeitsverteilung über die Oberfläche des Substrats bietet.
  • Die oben genannten Gegenstände werden mit einer Vorrichtung erreicht, in der das poröse Substrat eine elektrochemisch hergestellte Metalloxidmembran ist.
  • Metalloxidmembranen mit durchgehenden, ausgerichteten Kanälen können kostengünstig durch elektrochemisches Ätzen eines Metallblatts hergestellt werden. Als Metalle werden unter anderen sowohl Tantal, Titan und Aluminium als auch Verbindungen von zwei oder mehr Metallen und dotierte Metalle und Metallverbindungen betrachtet. Die Metalloxidmembranen sind durchsichtig, insbesondere im nassen Zustand, was die Durchführung von Assays unter Verwendung verschiedener optischer Techniken erlaubt. Solche Membranen haben ausgerichtete Kanäle mit gut kontrolliertem Durchmesser und vorteilhafte chemische Oberflächeneigenschaften.
  • Die vorliegende Erfindung ist in den anhängenden Ansprüchen definiert. Insbesondere stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Durchführen eines Assays zur Verfügung, wobei die Vorrichtung ein Substrat mit ausgerichteten durchgehenden Kanälen umfasst, die genannten Kanäle sich zu einer Oberfläche hin zum Auftragen von Proben öffnet, die Kanäle mindestens in einem Bereich der Oberfläche zum Auftragen der Proben mit einer ersten bindenden Substanz ausgestattet sind, die in der Lage ist an einen Analyten zu binden, worin das Substrat eine elektrochemisch hergestellte Metalloxidmembran ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die erste Bindungssubstanz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Nukleinsäure-Sonde, einem Antikörper, einem Antigen, einem Rezeptor, einem Hapten und einem Liganden für einen Rezeptor.
  • Assays, in welchen die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, können Sequenzieren durch Hybridisierung, Immunoassays, Rezeptor/Liganden-Assays und ähnliche einschließen.
  • Wenn die Vorrichtung als Werkzeug zum Erhalt von DNA-Sequenzinformation verwendet wird, wird eine ganze Reihe von Bereichen zur Verfügung gestellt, wobei jeder Bereich als eine erste Bindungssubstanz eine Oligonukleotidsonde mit einer unterschiedlichen Basenpaarsequenz umfasst. Wenn eine Probe, die DNA- oder RNA-Fragmente mit einer (teilweise) unbekannten Sequenz enthält, in Kontakt mit dem Substrat gebracht wird, kann ein spezifischen Hybridisierungsmuster auftreten, von dem die Sequenzinformation der DNA/RNA abgeleitet werden kann. Solche „Sequenzieren durch Hybridisierungs"-Verfahren sind im Stand der Technik gut bekannt (Siehe z.B. Fodor, S.P.A. et al.(1992), Science 251, 767-773 und Southern, E.M. et al. (1994) Nucleic Acids Res. 22, 1368-1373).
  • Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch verwendet werden, um eine biologische Probe, wie beispielsweise Blut, auf eine große Zahl von Analyten hin zu untersuchen. Die Reihe kann aus Bereichen bestehen, die Oligonukleotidsonden umfassen, die zum Beispiel für E. coli, S. aureus, S. pneumonia etc. spezifisch sind. Ein biologische Probe kann wie in der EP 0 389 063 beschrieben, hergestellt werden. Wenn diese Probe in Kontakt mit dem Substrat gebracht wird, kann das resultierende Hybridisierungsmuster zum Beispiel unter Verwendung einer CCD-Kamera in Kombination mit einem geeigneten optischen Marker gelesen werden.
  • Außer für das Screenen von Bakterien ist die Vorrichtung zum Nachweis von Viren und der Klassifizierung verschiedener Sub-Typen von zum Beispiel HIV- und HCV-Viren etc. geeignet. Virusklassifikation kann wichtig sein, um eine potentielle Medikamentenresistenz zu bestimmen. Im allgemeinen erfordert dies die Fähigkeit einzelne Punktmutationen in der Virus-RNA zu bestimmen.
  • Die Vorrichtung ist ebenfalls zur Durchführung von Sandwich-Immunoassays geeignet. In diesem Fall wird bevorzugt, dass ein zweiter Antikörper zum Binden an den gebundenen Analyten verwendet wird, wobei der genannte zweite Antikörper für jeden der Analyten von einem dritten markierten Antikörper erkannt wird. Dies kann erreicht werden, indem die zweiten und dritten Antikörper von verschiedenen Spezies stammen und der dritte Antikörper gegen Antikörper der anderen Spezies gerichtet ist. Auf diese Weise wird vermieden, dass der zweite Antikörper für jeden einzelnen Analyten markiert wird. Die Vorrichtung ist ebenfalls geeignet „pepscans" durchzuführen, wie in Geysen et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:3998-4002 (1984) offenbart wird. In diesem Fall bestehen die ersten Bindungssubstanzen, die an die verschiedenen Bereiche des Substrats gebunden sind, aus verschiedenen Aminosäuresequenzen. Wenn das Substrat mit einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird, die einen bestimmten Analyten enthält, kann ein Reaktionsmuster auftreten, das die spezifische Affinität des Analyten für verschiedene Aminosäuresequenzen repräsentiert.
  • Es wird bevorzugt, dass die erste Bindungssubstanz kovalent an das Substrat gebunden ist.
  • Dies verringert den Verlust der ersten Bindungssubstanz vom Substrat. Kovalente Bindung einer organischen Verbindung an ein Metalloxid ist im Stand der Technik bekannt, zum Beispiel die von Chu, C.W. et al., (J. Adhesion Aci. Technol., 7, S. 47-433, 1993) und Fadda, M.B. et al., (Biotchnology and Applied Biochemistry, 16, S. 221-227, 1992).
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Membran ein Aluminiumoxid.
  • Solch eine Membran aus Aluminiumoxid scheint durchgehende Kanäle zu haben, die hydrophil im Vergleich zur Oberfläche der Membran sind. Daher tritt vorteilhafterweise eine hydrophile Flüssigkeit in die Kanäle ein, anstatt sich über die Oberfläche der Membran auszubreiten. Daher können Aluminiumoxidmembranen hohe Dichten in Bereichen beherbergen, die verschiedene erste Bindungssubstanzen umfassen. Aluminiumoxidmembranen mit durchgehenden Kanälen werden von Rigby, W.R. et al. (Trans. Inst. Metal Finish., 68 (3), S. 95, 1990) offenbart und werden von Anotec Separation Ltd., Oxon, GB vermarktet. Diese Membranen wurden verwendet, um Viren zu reinigen und Enzyme für Sensorzwecke aufzubewahren, jedoch gab es keinen Hinweis in Bezug auf ihre Eignung als Substrate zur Durchführung von Tests auf Basis einer Sonde.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung, die Membranen mit durchgehenden ausgerichteten Kanälen gemäß der Erfindung umfasst, wobei die erste Bindungssubstanz in situ synthetisiert wird.
  • Zum Beispiel, unter Verwendung einer nur limitierten Anzahl von Reagenzien für eine Vorrichtung, die ein Oligonukleotid als die erste Bindungssubstanz umfasst, können gewöhnlich vier Nukleotidverbindungen (dA, dT, dC und dG für DNA, A, U, C und T für RNA) und zusätzliche Reagenzien wie blockierende Reagenzien und Schutzgruppen verwendet werden, um ein Substrat mit einer oder einer Anordnung einer Vielzahl von Bereichen mit Oligonukleotidsonden zu versehen.
  • Reagenzien können einfach auf die durchgehenden Kanäle in einem bestimmten Bereich unter Verwendung der Ink-Jet-Technologie aufgetragen werden. Die Ink-Jet-Technologie erlaubt eine genaue Platzierung eines definierten Volumens einer Flüssigkeit. In situ-Synthese eines Oligonukleotidsonden auf einem flachen nicht-porösen Substrat ist im Stand der Technik bekannt (siehe z.B. T.P.Theriault: DNA diagnostic systems based an novel Chem-Jet technologies, IBC Conference an Biochip Array Technologies, Washington D.C., 10. Mai 1995).
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Nukleotidverbindungen unter Verwendung elektrostatischer Anziehung aufgetragen. Elektrostatische Anziehung vermindert das Risiko des Verspritzens.
  • Gemäß einem alternativen Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung, die durchgehende Kanäle gemäß der Erfindung umfasst, wird die erste Bindungssubstanz auf die durchgehenden Kanäle eines bestimmten Bereichs unter Verwendung der Ink-Jet-Technologie aufgebracht. Dies erlaubt die Reinigung der ersten Bindungssubstanz und, zum Beispiel im Fall einer Oligonukleotidsonde, die Bestätigung ihrer Sequenz vor dem Aufbringen auf das Substrat.
  • Aus den zuvor genannten Gründen wird es wiederum vorgezogen, dass die erste Bindungssubstanz unter Verwendung elektrostatischer Anziehung aufgetragen wird.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung einer elektromechanisch hergestellten Metalloxidmembran, vorzugsweise einer Aluminiumoxidmembran, bei der Herstellung irgendeiner der oben beschriebenen Vorrichtungen, beispielsweise zur Durchführung eines Tests auf Basis einer Sonde.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Temperaturunterschied zwischen den verschiedenen Bereichen der Membran während der Durchführung des Assays eingestellt, um verschiedene Hybridisierungsbedingungen in verschiedenen Membranbereichen zu erstellen.
  • Die Verwendung umfasst vorzugsweise einen Nukleinsäurehybridisierungsassay oder einen immunologischen Assay. In einem solchen Assay wird eine Probe, die einen Analyten umfasst, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Kontakt gebracht. Dem Analyten wird anschließend erlaubt an die erste Bindungssubstanz zu binden, die ihrerseits mit dem Substrat verbunden ist. Eine solche Bindung wird sehr erleichtert, indem dem Analyten erlaubt wird, durch das poröse Substrat zu migrieren. Der Nachweis einer Bindung kann durchgeführt werden, indem eine zweite, an einen Marker gebundene Bindungssubstanz zugegeben wird, wobei der genannten zweiten Bindungssubstanz erlaubt wird an den Komplex aus erster Bindungssubstanz und Analyt zu binden und durch Bestimmen ob der Marker an der Stelle vorhanden ist, an der die erste Bindungssubstanz immobilisiert wurde. Als Alternative kann der Analyt bereits mit einer Markierung versehen worden sein, in welchem Fall die Bindung an die erste Bindungssubstanz direkt nachgewiesen. werden kann, ohne Zugabe einer zweiten Bindungssubstanz.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch die Verwendung einer elektrochemisch hergestellten Metalloxid-Membran in der Herstellung einer Vorrichtung wie hierin beschrieben zur Durchführung eines Immunoassays oder pepscans.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Set, das alle oben genannten Vorrichtungen umfasst, wobei das Set zusätzlich ein Nachweismittel zur Bestimmung des Auftretens einer Bindung zwischen der ersten Bindungssubstanz und dem Analyten umfasst, wobei das Nachweismittel eine enzymatische Reaktion verwendet. Solch ein Nachweismittel kann vorzugsweise eine zweite, mit einem Marker ausgestattete Bindungssubstanz sein. Der Marker ist vorzugsweise in der Lage eine Farbreaktion auszulösen und/oder zu Bio- oder Chemo- oder Photolumineszenz fähig.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Nachweis eines Analyten in einer Probe, welche die Schritte umfasst:
    • a) In-Kontakt-Bringen der Probe mit irgendeiner der oben beschriebenen Vorrichtungen, wobei die Probe kontinuierlich durch die Membran hin und her fließt,
    • b) Ermöglichen der Bindung zwischen der ersten Bindungssubstanz und dem Analyten,
    • c) Nachweis, ob eine Bindung zwischen der ersten Bindungssubstanz und dem Analyten ausgebildet worden ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren wie hierin beschrieben, wobei sich die Bindungsbereitschaft des Analyten durch Temperaturänderung verändert.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren wie hierin beschrieben, wobei der Nachweis, ob eine Bindung zwischen der ersten Bindungssubstanz und dem Analyten ausgebildet worden ist, über einen Zeitraum durchgeführt wird.
  • In diesem Verfahren kann der Analyt eine Nukleinsäure-Sonde, ein Antikörper, ein Antigen, ein Rezeptor, ein Hapten, ein Ligand für einen Rezeptor sein und eine Nukleinsäure umfassen.
  • Letztendlich betrifft die vorliegenden Erfindung ein Verfahren wie hierin beschrieben, wobei die Nukleinsäure aus humanem Immundefizienzvirus gewonnen werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun durch die folgenden Beispiele illustriert.
  • Beispiel 1
    • Simultaner Nachweis zweier verschiedener Typen eines HIV-1 Amplifikats, einer Wildtyp-RNA (WT) und einer Kalibrator-DNA (Qa) unter Verwendung einer Aluminiumoxidmembran in einer Durchflusszelle.
  • Analyte:
  • Die Wildtyp-RNA und die Qa-RNA-Fragmente repräsentieren einen Teil der GAG-Region des HIV-1-Genoms. Diese Fragmente haben die gleiche Längen (145 nt) und identische Sequenzen, außer einer 21 nt langen Region im zentralen Teil des Fragments. Die Sequenzen der Fragmente sind:
    WT-RNA: 5'cccugcuaugucacuuccccuugguucucucaucuggccuggug caauaggcccugcaugcacuggaugcacucuaucccauucugcag cuuccucauugauggucucuuuuaacauuugcauggcugcuugau guccccccacu3' (SEQ ID NR.1)
    Qa-RNA: 5'cccugcuaugucacuuccccuugguucucucaucuggccuggug caauaggcccugcaugcgacugucaucuaucuacacugucugcag cuuccucauugauggucucuuuuaacauuugcauggcugcuuga uguccccccacu3' (SEQ ID NR.2)
  • Die Sequenz der Wildtyp- und Qa-spezifischen Teile sind unterstrichen. In diesem Beispiel wurden zwei gepufferte Lösungen verwendet: Ein Phosphatpuffer pH 7,4, der 8 g/l NaCl enthält („Inkubationspuffer").
  • Ein Phosphatpuffer pH 7,4, der 8 g/l NaCL und 0,05% Polysorbat (Tween 20) enthält, hiernach als „Wasch-Puffer" bezeichnet.
  • Substrat:
  • Aluminiumoxidmembran 60 μm dick, Durchmesser 24 mm. Die Kanäle sind 0,2 μm im Durchmesser, die Dichte beträgt ungefähr 18 Kanäle/μm2 („Anodisc 25", Whatman).
  • Die Membranoberfläche wird mit Streptavidin durch 60-minütiges Eintauchen in 2 g/l Streptavidin enthaltenden Inkubationspuffer überzogen. Anschließend werden die Membranen unter Verwendung des Waschpuffers gewaschen und bei Raumtemperatur luftgetrocknet.
  • Immobilisierung der ersten Bindungssubstanz:
  • Zwei Oligonukleotidsonden, teilweise komplementär zu den WT- und Qa-Fragmenten werden aufgetragen:
    WT-Sonde: 5'GAATGGGATAGAGTGCATCCAGTG3' (SEQ ID NR.3)
    Qa-Sonde: 5'GACAGTGTAGATAGATGACAGTCG3' (SEQ ID NR.4)
    beide mit einem an das 5'-Ende gekoppelten Biotin-Molekül.
  • Flecken mit einem spezifischen Durchmesser wurden unter Verwendung einer porösen Spitze (Nylon-Feeder) wie sie in den gewöhnlichen „Fineliner"-Schreibstiften (Hauser Schreibtechnik GmbH, Gosheim, Deutschland) verwendet werden, aufgetragen. Während die „Feeder"-Spitze die Membran bespritzt, ist das andere Ende in Flüssigkontakt mit einem Reservoir, das die Sondenlösung (Inkubationspuffer, Sondenkonzentration 25 μmol/l) enthält. Der Transfer der Sondenlösung in die Membran wird durch die kapillare Interaktion zwischen Membran und „Feeder" gut kontrolliert: die Sondenlösung füllt selbständig solche Kanäle, die in physikalischem Kontakt mit der „Feeder"-Spitze sind. In diesem Beispiel wurden 2 Linien mit 3 Flecken von 0,5 mm Durchmesser verwendet (3 Flecken für jeden Sondentyp). Der Abstand zwischen den einzelnen Flecken betrug 1 mm. Nach dem Auftragen und einer Inkubationsphase von 10 Minuten bei Raumtemperatur wurde nicht-gebundenes Material unter Verwendung des Waschpuffers weggewaschen.
  • In diesem Beispiel wurden auf diese Weise 4 identische Substrate hergestellt.
  • Hybridisierung
  • Als nächstes wurden die Membranen in eine Durchflusszelle eingeführt und in Kontakt mit dem Inkubationspuffer, der die HIV-RNA-Fragmente enthielt, gebracht.
  • Vier Sets von Hybridisierungsbedingungen wurden in 4 verschiedenen Experimenten angewendet:
    • 1 Volumen 25 μl, die 1,5· 1012 Molküle Qa-RNA enthalten, kein Fluss
    • 2 Volumen 25 μl, die 1,5·1012 Molküle WT-RNA enthalten, kein Fluss
    • 3 Volumen 25 μl, die 1,5·1012 Molküle Qa-RNA enthalten, kontinuierlicher Fluss
    • 4 Volumen 25 μl, die 1,5·1012 Molküle WT-RNA enthalten, kontinuierlicher Fluss.
  • In den Experimenten 1 und 2 findet kein Transport des Puffers durch die Membran statt. In den Experimenten 3 und 4 fließt die 25 μl RNA-Lösung kontinuierlich in zwei Richtungen (vor und zurück) mit einer Geschwindigkeit von etwa 25 μl/min durch die Membran. Um den Fluss zu kontrollieren, wurde ein automatischer Hamilton-Dispenser verwendet.
  • Alle Hybridisierungsexperimente wurden 10 Minuten bei Raumtemperatur durchgeführt.
  • Waschen
  • Nach der Hybridisierung wurden die Membranen unter Verwendung von 5 ml Waschpuffer gewaschen.
  • Markierung und Nachweis
  • Für den Nachweis wurde eine für HIV-RNA (SEQ ID NR.5) generische Sonde mit den Membranen interagieren gelassen. Diese Sonde ist in dem Inkubationspuffer (40 nmol/l) enthalten. Für jedes Experiment wurde ein Volumen von 75 μl, ohne Durchfluss verwendet. Die Sonden waren mit Meerettich-Peroxidase (HRP)-Enzym in einem 1:1-Verhältnis markiert, unter Verwendung von Maleimid, das heterobifunktionale Cross-Linker enthielt (Hashida, S. et al. (1984) J. Applied Biochem. 56, 56-63). Bevor die Sonden an HRP gebunden wurden, wurden sie thioliert (Carlson, J. et al.(1978), Biochem. J. 173, 723-737).
  • Nach dem Waschen mit 10 ml Waschpuffer wurde eine Lösung, die 3,3',5,5'-Tetramethylbenzidinwasserstoffperoxid, TMB(Organon Teknika, Art.: 78510) enthielt, mit den Membranen in Kontakt gebracht (kein Fluss).
  • Ergebnis
  • Eine Interpretation der Ergebnisse wurde mit bloßem Auge durchgeführt. In den Experimente 3 und 4 traten blaue Flecken beinahe sofort an den Stellen auf, bei denen eine spezifische Reaktion erwartet wurde (Flecken, die WT-Sonde enthielten, wurden bei Verwendung von WT-RNA blau und die Qa-Sonde enthielten, wurden bei Verwendung von Qa-RNA blau). Bei den Flecken, die zu der RNA im Puffer nicht komplementär waren, wurde keine Färbung beobachtet, obwohl der Bereich auf der Membran zwischen den Flecken nach einigen Minuten eine leicht bläuliche Verfärbung zeigte, die vermutlich aufgrund von ungenügendem Wasche oder geringfügiger unspezifischer Bindung auftrat. In den Experimenten 1 und 2 wurden ähnlich Ergebnisse beobachtet, jedoch dauerte es in diesen Fällen ungefähr eine Minute, bevor die Flecken sichtbar wurden.
  • Zu der visuellen Auswertung der Flecken während der TMBReaktion, wurden die Flecken auf den Membranen in den Experimenten 3 und 4 unter Verwendung eines bildgebenden Densitometers (Biorad GS700) ausgewertet. An diesem Punkt wurden die Membranen aus den Durchflusszellen entfernt (Tabelle 1).
  • Tabelle 1: Dichte der Flecken mit einem Densitometer gemessen
    Figure 00120001
  • Beispiel 2
  • Oligonukleotidsonden wurden kovalent an die Anopore-Membranen unter Verwendung von 3-Aminopropyltriethoxysilan (APS) als Linker zwischen dem Aluminium und dem Oligo gebunden. Für die Experimente wurden Anodisc 25-Membranen mit einem Durchmesser von 25 mm und einem Gesamtoberflächenbereich von 0,3 m2 verwendet.
  • Die Membranen wurden durch Eintauchen in eine Salpetersäurelösung (0,4 mol/l) während einer Stunde aktiviert. Nach dem Spülen mit Wasser wurden die Membranen getrocknet und in einer 0,25%-igen (V/V)-Lösung aus APS in Wasser 2 Stunden eingetaucht. Überschüssiges APS wurde durch Spülen mit Wasser entfernt. Nach dem Trocknen bei 120°C unter reduziertem Druck wurden die Membranen aufbewahrt. Die Konzentration der Aminogruppen aufgrund der Bindung der APS-Moleküle betrug typischerweise 2-3 μmol/m2.
  • Vor dem Koppeln wurden die durch Aminogruppen terminierten Oligonukleotide mit Disuccinimidylsuberat (DDS, siehe z.B. PIERCE BV, Immunotechnology Catalog & Handbook, 1990) aktiviert. Die resultierende Succinimidylgruppe am Ende des Oligos wurde zum Koppeln der APS-aktivierten Membran verwendet. Zur Quantifizierung der Ergebnisse wurde 32P-Markierung verwendet. Koppeln mit 500 μl Oligolösung an eine Anodisc-Membran während 60 Minuten resultierte in einer Kopplungsausbeute von 1 × 10–10 mol/m2 Oligonukleotid.
  • Beispiel 3
  • Definition einer Musterreihe auf einer Al2O3-Membran unter Verwendung einer Ink-Jet-Vorrichtung. Bei Anwendung der Ink-Jet-Technologie können kleine Tropfen mit einem Durchmesser von 20-80 μm hergestellt und auf einem Substrat mit hoher Durchsatzrate in μm-Auflösung aufgebracht werden. Einen im Handel erhältlichen Desk-Jet (HP 660C) in Kombination mit den Al2O3-Membranen verwendend, wurden Anordnungen mit hoher Auflösung erhalten. Visuelle Untersuchung mit einem Mikroskop (Vergrößerung: 400x) zeigte perfekt runde Flecken mit sehr scharfen Rändern von ungefähr 60 μm Durchmesser. Es wurden keine Anzeichen von Verspritzen beobachtet, wie es normalerweise bei der Verwendung von nicht-porösen Oberflächen beobachtet wurde. Wir führen die hohe Auflösung der Anordnung auf die hohe Porosität des Materials in Kombination mit dem hydrophilen Charakter der durchgehenden Kanäle zurück.
  • Beispiel 4
  • Durchführung eines Sandwich-Immuno-Assays
    • Nachweis menschlichen Choriogonadotrophins (hCG) mit einem Enzymimmuno-Assay unter Verwendung einer Aluminiumoxid-Membran als feste Phase.
  • Überziehen der Membran
  • Kleine Bereiche der Aluminiumoxidmembranen (rund mit einem Durchmesser von 20 mm) wurden mit einer gepufferten Lösung (0,0127 mol/l Phosphat und 0,140 mol/l NaCl bei pH 7,4), 1 μg/ml monoklonalen Maus-Antikörper (OT-hCG-4B) gegen hCG gerichtet enthaltend, überzogen. Die Lösung wurde durch Pipettieren von 10 μl-Tröpchen oder durch Kontaktauftragen mit einem Polyester-„Feeder" (Hauser) auf die Membran aufgebracht. Nach einer 30-minütigen Inkubation bei 37°C waren die Membranen gebrauchsfertig.
  • Inkubation
  • Die positiven Proben waren eine Mischung aus 50 μl hCG in einer Konzentration von 2000 IE/1 und 50 μl Maus-anti-hCG (OT-hCG-3A) mit Meerrettich-Peroxidase (HRP) (1 μg/ml) konjugiert. Diese Mischung wurde 15 Minuten vorinkubiert. Für die negative Kontrolle wurden 50 μl Puffer mit 50 μl Konjugatlösung gemischt.
  • Als nächstes wurde die Mischung (100 μl) auf die Membranen pipettiert und 15 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert.
  • Waschen und Nachweis
  • Die Membranen wurden gründlich mit einem Waschpuffer (0,131 mol/l) NaCl, 0,0127 mol/l Phosphat und 0,5 ml Polysorbat 20) auf einem Trichter gespült. Schließlich wurden die Membranen in ein Becherglas, das ein Substrat für HRP basierend auf 3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin und Wasserstoffperoxid enthielt, gelegt. Während 30 Minuten Inkubation wurden die Membranen visuell und mit einer Kamera beobachtet.
  • Ergebnisse
  • Klare blaue Flecken wurden bei den positiven Proben innerhalb weniger Minuten an den Stellen sichtbar, an denen die Membranen mit OT-hCG-4B überzogen waren. An anderen Stellen der Membran und mit der negativen Kontrolle konnte nur eine schwache Blaufärbung nach einer verhältnismäßig langen Inkubationszeit beobachtet werden.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Durchführung eines Tests, wobei diese Vorrichtung ein Substrat beinhaltet, das ausgerichtete, durchgehende Kanäle aufweist, wobei besagte Kanäle sich in Richtung einer Oberfläche für die Probenauftragung öffnen, die Kanäle in mindestens einem Bereich der Oberfläche für die Probenauftragung mit einer ersten Bindungssubstanz versehen sind, welche dazu befähigt ist, an einen Analyten zu binden, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine elektrochemisch hergestellte Metalloxid-Membran ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Bindungssubstanz aus der Gruppe bestehend aus einer Nukleinsäure-Sonde, einem Antikörper, einem Antigen, einem Rezeptor, einem Peptid, einem Hapten und einem Liganden eines Rezeptors, ausgewählt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Bindungssubstanz kovalent an das Substrat gebunden ist.
  4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Metalloxid-Membran aus Aluminiumoxid besteht.
  5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die erste Bindungssubstanz in situ synthetisiert wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die besagte in situ-Synthese der ersten Bindungssubstanz durch Festphasen-Synthese erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei eine Verbindung zur Synthese der ersten Bindungssubstanz unter Verwendung der Tintenstrahltechnik auf einen bestimmten Bereich aufgebracht wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Verbindung unter Nutzung elektrostatischer Anziehung aufgebracht wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Bindungssubstanz unter Verwendung der Tintenstrahltechnik auf einen bestimmten Bereich aufgebracht wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die erste Bindungssubstanz unter Nutzung elektrostatischer Anziehung aufgebracht wird.
  11. Verwendung einer elektrochemisch hergestellten Metalloxid-Membran für das Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für die Durchführung eines Tests auf Basis einer Sonde.
  12. Verwendung einer elektrochemisch hergestellten Metalloxid-Membran für das Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für die Durchführung eines Immunoassays oder eines Peptid-Bindungstests ("pepscan").
  13. Kit, enthaltend eine Vorrichtung, die durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt wurde, besagtes Kit zusätzlich enthaltend ein Nachweismittel zur Feststellung, ob eine Bindung zwischen der ersten Bindungssubstanz und dem Analyten ausgebildet worden ist, wobei das Nachweismittel eine Enzymreaktion nutzt.
  14. Verfahren zur Detektion eines Analyten in einer Probe, umfassend die Schritte a) die Probe, mit einer Vorrichtung, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in Kontakt zu bringen, wobei die Probe kontinuierlich durch die Membran hin und her fließt, b) eine Bindung zwischen der ersten Bindungssubstanz und dem Analyten zu ermöglichen, und c) nachzuweisen, ob eine Bindung zwischen der ersten Bindungssubstanz und dem Analyten ausgebildet worden ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei sich die Bindungsbereitschaft des Analyten durch Temperaturänderung verändert.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Nachweis, ob eine Bindung zwischen der ersten Bindungssubstanz und dem Analyten ausgebildet worden ist, über einen Zeitraum durchgeführt wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Analyt Nukleinsäure enthält.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Nukleinsäure aus humanem Immundefizienzvirus (HIV) gewonnen werden kann.
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Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6521187B1 (en) 1996-05-31 2003-02-18 Packard Instrument Company Dispensing liquid drops onto porous brittle substrates
US6855539B2 (en) * 1997-07-11 2005-02-15 Pamgene International B.V. Device for performing an assay, a method for manufacturing said device, and use of a membrane in the manufacture of said device
EP1050588B1 (de) * 1997-07-11 2004-12-08 PamGene B.V. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Durchführung eines Tests, Verwendung einer Membran zur Herstellung dieser Vorrichtung, Kit mit dieser Vorrichtung und Analyseverfahren unter Verwendung dieses Gerätes
GB9820163D0 (en) * 1998-09-17 1998-11-11 Sentec Ltd Micro-fabricated coded labels, reading systems and their applications
EP1206579B1 (de) * 1999-08-16 2008-03-12 PamGene B.V. Herstellung von metalloxidträgern, die mit biomolekülen beladen sind
US6383748B1 (en) 1999-09-14 2002-05-07 Pamgene B.V. Analytical test device with substrate having oriented through going channels and improved methods and apparatus for using same
JP2001186880A (ja) * 1999-10-22 2001-07-10 Ngk Insulators Ltd Ｄｎａチップの製造方法
US6656432B1 (en) * 1999-10-22 2003-12-02 Ngk Insulators, Ltd. Micropipette and dividedly injectable apparatus
US6503736B1 (en) * 1999-11-12 2003-01-07 BIOMéRIEUX, INC. Antibodies to crosslinkers and methods for using the same
US20030091477A1 (en) * 1999-12-22 2003-05-15 Paul Eric A. Flow-thru chip cartridge, chip holder, system & method thereof
WO2001073125A2 (en) * 2000-03-24 2001-10-04 Lyles Mark B High throughput screening array containing porous material
US6676904B1 (en) * 2000-07-12 2004-01-13 Us Gov Sec Navy Nanoporous membrane immunosensor
US7105134B2 (en) 2001-03-13 2006-09-12 Pamgene B.V. Device for holding a substrate
US6886409B2 (en) 2001-03-13 2005-05-03 Pamgene International B.V. System for controlling the flow of a fluid through a substrate
US6869532B2 (en) 2001-06-04 2005-03-22 Cuno Incorporated Nucleic acid binding matrix
WO2003004690A2 (en) * 2001-07-06 2003-01-16 454$m(3) CORPORATION Method for isolation of independent, parallel chemical micro-reactions using a porous filter
CA2482887A1 (en) * 2002-04-19 2003-10-30 Pamgene B.V. System, substrate plate and incubation device for conducting bioassays
US20030207099A1 (en) * 2002-05-01 2003-11-06 Gillmor Susan D. Low-contact-angle polymer membranes and method for fabricating micro-bioarrays
EP1513953A1 (de) * 2002-06-03 2005-03-16 PamGene B.V. Verfahren für integrierte chemische und biochemische reaktionen mit hohem durchsatz
AU2003273530A1 (en) * 2002-06-03 2003-12-19 Pamgene B.V. Biomolecular kinetics method using a flow-through microarray
ES2271634T3 (es) * 2002-06-03 2007-04-16 Pamgene B.V. Metodo para ensayos basados en celulas de alto rendimiento que usan micromatrices vivas versatiles.
US7153687B2 (en) * 2002-08-13 2006-12-26 Hong Kong Dna Chips Limited Apparatus and methods for detecting DNA in biological samples
AU2007224397B2 (en) * 2002-08-13 2011-06-02 Hai Kang Life Corporation Limited Apparatus and Methods for Detecting DNA in Biological Samples
JP2005537002A (ja) 2002-09-02 2005-12-08 パムジーン ベー．ベー． 新規な一体化したマイクロアレイ分析
US7597936B2 (en) * 2002-11-26 2009-10-06 University Of Utah Research Foundation Method of producing a pigmented composite microporous material
JP4824312B2 (ja) * 2002-11-26 2011-11-30 ユニバーシティ オブ ユタ リサーチ ファンデーション 微小孔物質、被分析物の局在化及び定量の方法、並びに被分析物の局在化及び定量用物品
US20060228813A1 (en) * 2003-04-10 2006-10-12 Ying Wu Method for immobilizing biomolecules on metal oxide substrates
WO2004104584A1 (ja) * 2003-05-26 2004-12-02 Olympus Corporation 生体関連物質の検査方法と、そのための流体移送装置と流体移送方法
US20040259142A1 (en) * 2003-06-04 2004-12-23 Imperial College Innovations Limited Products and methods
GB0312747D0 (en) * 2003-06-04 2003-07-09 Imp College Innovations Ltd Products and methods
US20060286555A1 (en) * 2003-08-21 2006-12-21 Van Beuningen Marinus G J Microarray support for bioprobe synthesis
EP1695084A2 (de) * 2003-11-28 2006-08-30 PamGene B.V. Verfahren und vorrichtung für mikroarray-tests auf zellbasis
JP2005204609A (ja) 2004-01-26 2005-08-04 Canon Inc 有機物固定化用キット、有機物固定化構造体及びその製造方法
EP1718411B1 (de) * 2004-02-11 2010-04-07 PamGene B.V. Vorrichtung zur analyse einer wechselwirkung zwischen target- und sondenmolekülen
EP2194485B1 (de) 2004-11-16 2012-10-17 Illumina, Inc. Verfahren und Vorrichtung zum Auslesen kodierter Mikroperlen
US20060141486A1 (en) * 2004-12-29 2006-06-29 Coonan Everett W Porous substrates and arrays comprising the same
EP1934582A1 (de) * 2005-10-03 2008-06-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Biosensoren mit erhöhter sensitivität
JP2009510427A (ja) * 2005-10-03 2009-03-12 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光学的に整合された基板を有するバイオセンサ
WO2007041692A2 (en) 2005-10-04 2007-04-12 Magic Technologies, Inc. Microfluidic detection of analytes
CN101312786A (zh) * 2005-11-25 2008-11-26 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有多孔膜和无分支通道的微流体装置
CN101375166B (zh) 2006-01-25 2013-07-10 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于分析流体的装置
US7830575B2 (en) 2006-04-10 2010-11-09 Illumina, Inc. Optical scanner with improved scan time
US7492312B2 (en) * 2006-11-14 2009-02-17 Fam Adly T Multiplicative mismatched filters for optimum range sidelobe suppression in barker code reception
JP2008249534A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Sanyo Chem Ind Ltd 免疫測定用担体
EP2260943A1 (de) * 2009-06-11 2010-12-15 Innosieve Diagnostics B.V. Mikrofilter-Zentrifugenrohr
EP2756308A1 (de) 2011-09-16 2014-07-23 PamGene B.V. Verfahren zur vorhersage der reaktion auf eine endokrine therapie
JP6787924B2 (ja) 2015-04-09 2020-11-18 アングル ヨーロッパ リミテッド ディスポーザブルバイオアッセイカートリッジ、複数のアッセイステップを実施しカートリッジ内の流体を搬送する方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3652761A (en) * 1969-09-04 1972-03-28 Corning Glass Works Immunochemical composites and antigen or antibody purification therewith
US3671410A (en) * 1970-02-16 1972-06-20 Philip Morris Inc Method for making metal oxide membranes
DE2429196A1 (de) * 1973-07-09 1975-02-06 Corning Glass Works Poroese anorganische traeger mit iminogruppen
US4427415A (en) 1979-01-05 1984-01-24 Cleveland Patrick H Manifold vacuum biochemical test method and device
US4693985A (en) * 1984-08-21 1987-09-15 Pall Corporation Methods of concentrating ligands and active membranes used therefor
GB8426264D0 (en) 1984-10-17 1984-11-21 Alcan Int Ltd Porous films
US4777021A (en) 1986-04-25 1988-10-11 Richard K. Wertz Manifold vacuum device for biochemical and immunological uses
JP3488465B2 (ja) * 1993-10-28 2004-01-19 ヒューストン・アドバンスド・リサーチ・センター 結合反応を別々に検出する微細加工フロースルー多孔性装置
US5772735A (en) * 1995-11-02 1998-06-30 University Of New Mexico Supported inorganic membranes
EP1050588B1 (de) * 1997-07-11 2004-12-08 PamGene B.V. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Durchführung eines Tests, Verwendung einer Membran zur Herstellung dieser Vorrichtung, Kit mit dieser Vorrichtung und Analyseverfahren unter Verwendung dieses Gerätes

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