Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung von Substanzen, wie z.B. DNA-Sequenzen, in einer Probe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung von Substanzen, wie z.B. DNA-Sequenzen, in einer Probe, wobei die Substanzen mit Meßpunkten, die durch mit den Substanzen reagierenden Komplementär- Agenzien, wie z.B. komplementären DNA-Einzelsträngen, gebildet werden, in Kontakt gebracht werden und unter Einstrahlung von Anregungslicht, insbesondere Laserlicht, ein Fluoreszenzlicht erzeugt wird, das über eine Erfassungseinrichtung ausgewertet wird.
Zur Bestimmung von Substanzen in Proben, insbesondere zur Feststellung bestimmter DNA-Sequenzen in einer Probe, ist die Verwendung von Biochips bekannt. Diese bilden planare Substaπzträger, auf deren Oberfläche eine Vielzahl von Meßpunkten, z.B. gebildet durch Nukleinsäuren (komplementäre DNA- Einzelstränge) immobilisiert sind, wobei diese Chipoberfläche mit einer die DNA- Sequenzen als zu analysierende Substanzen enthaltenden Probe in Kontakt gebracht werden und die Probe die zu analysierenden Nukleinsäuren enthält. Da jeder Einzelstrang eines Nukleinsäure-Moleküls mit seinem komplementären Strang eine Bindung eingeht, die als Hybridisierung bezeichnet wird, erhält man nach Prüfung der einzelnen Meßpunkte hinsichtlich der Anbindung von Probenmolekülen eine Aussage über die in der Probe vorhandenen DNA-Sequenzen. Einer der Vorteile der Biochip-Analytik besteht darin, daß bis zu einigen tausend Hybridisierungsereignissen parallel auf einem Biochip durchgeführt und detektiert werden können.
Entsprechend der Parallelität der Hybridisierungsereignisse ist ein Analysator zur Auswertung des Biochips erforderlich, der bei hoher Ortsauflösung eine ebenfalls hohe Nachweisempfindlichkeit erreicht. Da ein möglichst geringer Aufwand bei der Probenvorbehandlung getrieben werden soll, muß außerdem auch eine ge-
ringe Zahl von hybridisierten Molekülen an den einzelnen Meßpunkten noch zuverlässig erkannt werden.
Die Auswertungsproblematik wird z.B. aus der WO 96/35940 deutlich, bei der auf einem gemeinsamen Substrat eine Mehrzahl von zonaren Wellenleitern verwendet werden und die Sensoren in bestimmten Verteilungsmustern angeordnet sind (s. Fig. 3, Fig. 5).
Die vorliegende Erfindung zielt demgegenüber auf eine beträchtliche Vereinfachung im Aufbau des Reaktionsträgers, wie z.B. eines Biochips, sowie in der zugehörigen Analysevorrichtung (optischer Detektor) ab.
Kommerziell erhältliche Biochip-Reader arbeiten nach dem Scanning-Prinzip. Das Anregungslicht zur Anregung der Fluoreszenz tastet hierbei die Oberfläche seriell ab. Entweder wird bei feststehendem Lichtstrahl der Biochip schnell bewegt oder es wird, zumindest für eine Bewegungsrichtung, ein Galvano-Scanner eingesetzt, mit dem der Lichtstrahl abgelenkt wird. Das von den Fluorochromen emittierte Licht wird dann mit einem empfindlichen Fotodetektor, z.B. einem Foto- Multiplier, nachgewiesen. Derartige Geräte sind als Labormeßsysteme für Anwendungen in der molekularbiologischen Forschung ausgelegt. Das Detektions- limit liegt im Bereich von wenigen Molekülen pro μm2 bis zu ca. 100 μm2. Die Scannzeiten liegen bei ca. 2 bis 4 Minuten.
Den bekannten Meßgeräten ist gemeinsam, daß sie den Biochip (allein) nach abgeschlossener Hybridisierung auswerten. Eine in-situ-Erfassung der Reaktion (Hybridisierung) zwischen den DNA-Sequenzen in der Probe und den komplementären DNA-Einzelsträngen auf dem Biochip ist dabei nicht möglich.
Für eine Reihe von Anwendungen ist es aber auch interessant, den zeitlichen Verlauf der Hybridisierung direkt zu beobachten. Dies ist mit den vorerläuterten, im praktischen Einsatz befindlichen Geräten nicht möglich, da in allen Fällen die an der Oberfläche gebundenen Fluorochrome von der Chipoberseite beleuchtet
werden. Die Echtzeit-Messung erfordert im Gegensatz dazu eine Detektion in Anwesenheit der Probe. Die Probe mit den Substanzen, insbesondere DNA- Sequenzen (es sind aber auch andere biologische oder chemische Substanzen in gleicher Weise durch Beobachtung der Reaktion mit Komplementär-Agenzien auf dem Reaktionsträger nachweisbar) kann sich z.B. in einer Flußzelle auf der Oberseite des Biochips befinden.
Eine Einstrahlung des Anregungslichtes durch die Flußzelle hindurch oder von der Unterseite des Biochips her würde wegen der Anregung von Fluorochromen in der Probe eine sehr hohe Untergrundintensität erzeugen und damit die Auswertung der Reaktion auf der Oberseite des Biochips, die mit hoher Ortsauflösung erfolgen muß, beträchtlich erschweren oder gar unmöglich machen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern derart, daß in einfacher Weise und ohne hohe Anforderungen an die Probenvorbehandlung eine präzise Detektion von Substanzen in einer Probe mit Hilfe eines Reaktionsträgers mit hoher Ortsauflösung erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Substanzen mit Meßpunkten auf einem planaren Lichtwellenleiter eines Reaktionsträgers, insbesondere eines Biochips, in Kontakt gebracht werden, wobei diese Meßpunkte durch mit den Substanzen reagierende Komplementär-Agenzien gebildet sind, die dort immobilisiert sind und wobei die Anregung von an die Substanzen und/oder Komplementär-Agenzien gebundenen, fluoreszierenden Farbstoffen zur Emission von Fluoreszenzlicht durch das evaneszente Feld des in den planaren Lichtwellenleiter eingekoppelten Anregungslichtes erfolgt, wobei eine Detektion des Fluoreszenzlichtes in der Umgebung des Reaktionsträgers erfolgt oder das Anregungslicht aus der Umgebung des Reaktionsträgers diesen beleuchtet und im letzteren Falle das im Bereich des Evaneszentfeldes des Anregungslichtes befindliche Fluoreszenzlicht, emittiert von den an der Oberfläche des planaren Lichtwellenleiters gebundenen fluo-
reszierenden Stoffen in den Lichtwellenleiter eingekoppelt und in diesem geführt sowie zu einem Detektor geleitet wird.
Ein solches Verfahren ermöglicht eine sehr einfache Auslegung des Reaktionsträgers, insbesondere Biochips, durch Beschichten eines transparenten Körpers mit einer hochbrechenden planaren Wellenleiterschicht und gestattet eine einfache Analysevorrichtung, bei der z.B. eine die Probe enthaltende Flußzelle (oder eine Küvette oder sonstiger stationärer Probenkörper) in abdichtenden Oberflächenkontakt mit dem Reaktionsträger, insbesondere Biochip, gebracht wird, dessen Oberfläche zumindest im wesentlichen als planarer Wellenleiter ausgebildet ist und das Anregungslicht, das an einem Ende des planaren Wellenleiters in diesen eingekoppelt wird, führt, wobei das vom evaneszenten Feld des Anregungslichtes angeregte Fluoreszenzlicht durch den transparenten Trägerkörper hindurch an der dem planaren Wellenleiter und der Flußzelle gegenüberliegenden Seite des Reaktionsträgers bzw. Biochips durch eine, vorzugsweise einen Filter enthaltende Abbildungsoptik erfaßt und einem zugehörigen ortsauflösenden Detektor, z.B. einem Foto-Multiplier oder einer CCD-Kamera zum Auslesen des Reaktionsträgers, insbesondere Biochips, zugeführt wird.
Hierbei werden sämtliche Meßpunkte auf der Oberseite des planaren Wellenleiters des Reaktionsträgers bzw. Biochips gleichzeitig durch das evaneszente Feld des in den planaren Lichtwellenleiter eingekoppelten Anregungslichtes zur Fluoreszenzlichtemission in Verbindung mit einer Reaktion zwischen den immobilisierten Agenzien auf der Chip-Oberfläche, wie z.B. DNA-Einzelsträngen und den nachzuweisenden Substanzen in der Probe, wie z.B. den DNA-Sequenzen, angeregt.
In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Anregungslicht auch von der Umgebung, z.B. der Gegenseite des Reaktionsträgers, wie z.B. Biochips, her durch einen transparenten Abschnitt desselben in den Wellenleiter im möglichen Reaktionsbereich zwischen den die Meßpunkte bildenden Agenzien auf der Oberfläche des planaren Wellenleiters und den Sub-
stanzen in der Probe eingestrahlt werden, wobei zwar alle, d.h. auch die gelösten und die gebundenen Fluorochrome durch das Anregungslicht zur Fluoreszenz angeregt werden, jedoch nur das von den nahe der Oberfläche des planaren Lichtwellenleiters gebundenen Fluorochromen emittierte Fluoreszenzlicht in den planaren Lichtwellenleiter eingekoppelt wird und in den planaren Lichtwellenleiter eingekoppelt wird und das in dem planaren Wellenleiter geführte Fluoreszenzlicht an zumindest einer Seite des Lichtwellenleiters z.B. über eine einen Filter enthaltende Abbildungsoptik ausgelesen und z.B. einem Foto-Multiplier als Detektor zugeführt wird. Es könnte jedoch auch ein Detektor mit der Endfläche des Lichtwellenleiters (ohne Abbildungsoptik) gekoppelt werden. Es könnte jedoch auch ein Detektor direkt mit der Endfläche (Chipkante) gekoppelt werden, vorzugsweise unter Vermittlung eines Interferenzfilters.
In diesem Fall wird eine linienmäßige Erfassung der Meßpunkte (Scannen durch eine Scanneinrichtung) unter Bewegung des Reaktionsträgers bzw. Biochips bzw. des eingestrahlten Anregungslichtes relativ zueinander vorgenommen.
Die vorgenannte Aufgabe wird ferner durch eine Einrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der der Reaktionsträger, insbesondere Biochip, an seiner Oberseite einen planaren Lichtwellenleiter, auf dem sich Meßpunkte mit Komplementär-Agenzien befinden, aufweist, wobei sich die hochbrechende Schicht des planaren Wellenleiters vorzugsweise auf einem transparenten Körper erstreckt und die Komplementär-Agenzien vorgesehen sind, um mit Substanzen in einer Probe, die auf den planaren Wellenleiter aufbringbar ist, in Interaktion zu treten, und wobei Anregungslicht zur gleichzeitigen Anregung der Meßpunkte entweder in den planaren Lichtwellenleiter zur Anregung von Fluoreszenzlicht eingekoppelt und in diesem geführt wird, wobei das durch das evaneszente Feld des eingekoppelten Anregungslichtes angeregte Fluoreszenzlicht vorzugsweise einer Auswerteoptik in der Umgebung des planaren Wellenleiters, insbesondere an der gegenüberliegenden Seite des Reaktionsträgers sowie einem mit dieser verbundenen ortsauflösenden Detektor zugeführt ist, oder wobei der planare Lichtwellenleiter mit dem Anregungslicht bestrahlt wird und das im Bereich des
Evaneszentfeldes emittierte Fluoreszenzlicht der nahe der Oberfläche des Wellenleiters verbindlichen Fluorochrome in den planaren Lichtwellenleiter eingekoppelt und in diesem geführt sowie einer an diesen angeschlossenen Erfassungseinrichtung, z.B. über eine Auswerteoptik und einen Detektor erfaßbar ist.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Anregung der gebundenen, die Anwesenheit der zu detektierenden Substanz signalisierenden Fluorochrome zur Emission von Fluoreszenzlicht entweder durch das Evaneszentfeld des in den planaren Lichtwellenleiter eingekoppelten und in diesem geführten Anregungslichtes erfolgt, wobei das emittierte Fluoreszenzlicht dann entweder oberhalb o- der unterhalb des planaren Lichtwellenleiters, gegebenenfalls über eine Auswerteoptik und einen Filter durch einen ortsauflösenden Detektor erfaßt wird oder a- ber in umgekehrter Weise die Anregung der gebundenen Fluorochrome zur E- mission von Fluoreszenzlicht durch frei in Richtung auf das Meßfeld aus der Umgebung des Lichtwellenleiters auf diesen gestrahltes Anregungslicht erfolgt (wobei sämtliche Fluorochrome - auch die nicht gebundenen - angeregt werden), jedoch nur dann das Fluoreszenzlicht der gebundenen Fluorochrome, das im Bereich des Evaneszentfeldes des Anregungslichtes liegt, in den planaren Lichtwellenleiter eingekoppelt und in diesem dann das Fluoreszenzlicht geführt und einer Detektion entweder über eine Auswerteoptik oder auch direkt am Ende des planaren Lichtwellenleiters zugeführt wird, wobei eine Scanneinrichtung vorgesehen ist, um eine Relativbewegung zwischen dem Anregungslichtstrahl und den Meßpunkten in zwei Achsen hervorzurufen.
Die eine Methode ist praktisch die Umkehrung der anderen, da entweder das Anregungslicht in dem planaren Lichtwellenleiter geführt wird oder das emittierte Fluoreszenzlicht der gebundenen Fluorochrome in dem planaren Lichtwellenleiter geführt wird.
Weitere, bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den übrigen Unteransprüchen dargelegt.
Durch die Erfindung ist eine einfache „in-situ„-Auslesung von Reaktionsträgern, insbesondere von Biochips zur Erfassung von DNA-Sequenzen, die mit auf der Oberfläche des Biochips, d.h. des planare Wellenleiters immobilisierten komple- menären DNA-Einzelsträngen kombinieren (hybridisieren) möglich, wobei die Anregung der gebundenen Fluorochome durch das evaneszente Feld des Anregungslichtes zu einer erhöhten Auswertesicherheit und Zuverlässigkeit und Empfindlichkeit der Detektion führt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehören Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Fig. 1a einen Biochip in schematischer perspektivischer Darstellung,
Fig. 1 b einen Ausschnitt des Biochips nach Fig. 1 a für einen Meßpunkt einer Oberfläche mit immobilisierten DNA-Einzelsträngen,
Fig. 1 c eine schematische Darstellung der Zugabe der Probe mit den zu analysierenden DNA-Sequenzen zu dem Meßpunkt nach Fig. 1a und Darstellung der komplementären Interaktion zwischen den immobilisierten DNA-Einzelsträngen nach Fig. 1 b und den in der Probe enthaltenen DNA-Sequenzen (Hybridisierung),
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines planaren Wellenleiters mit
Intensitätsverteilung des geführten Lichtes sowie auf dessen Oberfläche befindlichen immobilisierten DNA-Einzelsträngen,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Meß- oder Analyseeinrichtung zum Auslesen eines Biochips nach einem ersten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Auslesen eines Biochips nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Als Ausfuhrungsbeispiel des Verfahrens und der Einrichtung, die den Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung bilden, wird die Gestaltung und das Auslesen eines Biochips gewählt, wie er für die Analyse von DNA-Sequenzen, die sich in einer Probe befinden und zur Analyse der Nukleinsäuren mit einer Oberflache eines Biochips in Kontakt gebracht werden, verwendet wird
Selbstverständlich ist dies nur ein Ausfuhrungsbeispiel und können hier auch andere molekularbiologische, biologische und/oder chemische Substanzen, wie z B Gene und Antikörper detektiert werden
In Fig 1a ist in schematischer Darstellung ein solcher Biochip 1 gezeigt, der ein kleines Plattchen bildet, auf dessen Oberflache eine Vielzahl von Nukleinsäuren 11 in einzelnen Meßpunkten 10 immobilisiert sind An jedem einzelnen Meßpunkt 10 befindet sich ein Oligonukleotid mit einer definierten Basensequenz Dies ist in Fig 1 b dargestellt In Fig 1c sind die zu analysierenden Nukleinsäuren der zu untersuchenden Probe mit 12 bezeichnet und durch einen Pfeil ist angedeutet, daß diese in Kontakt gebracht werden, mit den komplementären Nukleinsäuren 11 , die sich im Meßpunkt 10 befinden Da jeder Einzelstrang eines Nukleinsau- remolekuls 11 mit seinem komplementären Strang 12 (s Fig 1b) eine Bindung eingeht (Hybridisierung), erhalt man nach Prüfung der einzelnen Meßpunkte 10 hinsichtlich der Anbindung von Probenmolekulen 12 eine Aussage über die in der Probe vorhandenen DNA-Sequenzen 12 Die hybridisierten DNA-Sequenzen sind in Fig 1c mit 13 bezeichnet
Fig 2 verdeutlicht schematisch die Ausbildung des Biochips 1, bestehend aus einem transparenten Grundkorper 1a und einem planaren Lichtleiter 1b, der die hochbrechende, lichtleitende Schicht auf dem transparenten Substrat 1a bildet
In dieser Darstellung ist die Einkopplungsvorπchtung für das geführte Anre- gungs cht nicht gezeigt Auf der Oberseite des Lichtwellenleiters 1 b befinden sich die Meßpunkte 10, gebildet durch die komplementären DNA-Einzelstrange 11
Die zu detektierenden DNA-Sequenzen 12 der Probe sind mit Fluorochromen, d.h. fluoreszierenden Farbstoffen, markiert, so daß immer dann, wenn diese mit dem auf dem planaren Lichtwellenleiter 1 b immobilisierten, komplementären DNA-Strang 11 hybridisieren, eine Markierung dieser Hybridisierung auf der Oberfläche des planaren Lichtwellenleiters 1 b erfolgt.
Es ist jedoch auch möglich, die immobilisierten komplementären Einzelstränge 11 , die den Meßpunkt 10 bilden, fluoreszenzfarblich zu markieren. Nach Hybridisierung werden die so gebundenen Fluorochromen z.B. durch das evaneszente Feld von in dem planaren Lichtwellenleiter 1 b geführten Anregungslicht zur E- mission von Fluoreszenzlicht angeregt. Da die Intensität des Evaneszentfeldes in einem Abstand von ca. 50 nm auf die Hälfte des Wertes an der Wellenleiteroberfläche abgefallen ist, werden nahezu ausschließlich die an der Oberfläche angebundenen Fluoreszenzfarbstoffe nachgewiesen. Die Intensitätsverteilung des geführten Lichtes ist in Fig. 2 mit 2 bezeichnet.
Es sind jedoch auch stationäre Substanzbereitstellungen in Küvetten oder Probenbehältern möglich.
Mit der Anregung der Meßpunkte 10 durch Einkopplung von Anregungslicht in den planaren Lichtwellenleiter 1 b gemäß Fig. 2 wird eine gleichzeitige Anregung sämtlicher Meßpunkte 10 erreicht.
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Einrichtung zum Auslesen eines Biochips 1 , der eine Konfiguration aufweist, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Der Biochip 1 besteht wiederum aus dem transparenten Substrat 1a und der auf das Substrat aufgebrachten hochbrechenden Beschichtung als planarer Lichtwellenleiter 1b. Die Ränder 1c des Biochips 1 bleiben außerhalb der Wellenleiterstruktur. Der Lichtwellenleiter trägt ein Feld von Meßpunkten 10 und das Anregungslicht 4 wird über ein Koppelgitter 5 in den Lichtwellenleiter 1 b eingekoppelt und in diesem geführt. Die Meßpunkte 10 sind so ausgebildet, wie dies anhand der Fig. 1 b und Fig. 2 erläutert wurde. Zur Analyse von DNA-Nukleinsäuren in einer Pro-
be wird diese Probe hier beispielsweise in einer Flußzelle 6 und durch diese hindurchgeführt, wie dies durch die Strömungspfeile 6a, 6b angedeutet ist. Die Flußzelle 6 wird abgedichtet auf den Lichtwellenleiter 1b aufgesetzt und umgibt das Meßfeld mit den Meßpunkten 10 rahmenartig und fluiddicht, so daß die Probe mit allen Meßpunkten 10 zur möglichen Hybridisierung in Wechselwirkung treten kann. Die Detektion der durch das Evaneszentfeld des Anregungslichtes angeregten Fluoreszenzstrahlung 7 erfolgt z.B. mittels einer Abbildungsoptik 8 in Verbindung mit einem (hier nicht gezeigten) Filter und einem ortsauflösenden Detektor 9, wie z.B. einer DDC-Kamera oder einem Foto-Multiplayer. Die Detektion kann aber auch durch Abstrahlung des Fluoreszenzlichtes nach oben oberhalb des Wellenleiters 1 b erfolgen.
Auf diese Weise ist eine „in-situ-Erfassung„ der Hybridisierung und eine parallele Auslesung des Biochips 1 mit allen Meßpunkten 10 gleichzeitig möglich. Zugleich erfolgt eine selektive Anregung der gebundenen Fluorochrome in den Meßpunkten. Durch dieses Meßprinzip ist daher ohne besondere Probenvorbereitung eine mit großer Genauigkeit hinsichtlich der Ortsauflösung und auch hinsichtlich der Präsenz von hybridisierten Nukleinsäuren eine sehr schnelle Auswertung und Detektion des Biochips 1 möglich.
Bekanntermaßen muß bei einer Analysenanordnung nach Fig. 3 zusätzlicher Aufwand für die Einkopplung des Anregungslichtes 4 in den Wellenleiter 1b (hier über ein Gitter 5) getrieben werden. Einerseits werden somit zusätzliche Präparationsschritte bei der Herstellung des Biochips 1 , andererseits sind Justiervorrichtungen in der optischen Anordnung zwischen Anregungslichtquelle (Laserquelle) und Biochip erforderlich. Die damit einhergehende Erhöhung der Biochipkosten, die als Verbrauchsmaterial problematisch ist, kann dadurch vermieden werden, daß eine Meß- und Analysenanordnung nach der schematischen Darstellung gemäß Fig. 4 verwendet wird, bei der eine Anregung der Fluoreszenz auf der Oberseite des Lichtwellenleiters 1b z.B. von der Rückseite des Biochips 1 und damit von der gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die Flußzelle 6 erfolgt, aber eine Detektion des von den gebundenen Fluorochromen emittierten Fluo-
reszenzlichtes durch Einkopplung desselben in den planaren Wellenleiter 1b vorgesehen wird.
Zur Lösung wird das von einer Laserstrahlquelle emittierte Anregungslicht vorzugsweise über eine Ablenkeinheit 14 auf einen Umlenkspiegel 5 und von dort in den Wellenleiter 1 b im Bereich des Meßfeldes der Meßpunkte 10 geführt, an dem sich z.B. die Flußzelle 6 befindet. Hierbei findet mit einer Scanneinrichtung eine zweiachsige Relativbewegung zwischen Anregungslichtstrahl und Biochip statt. Auch in diesem Fall wird durch den planaren Wellenleiter 1 b eine Trennung von angebundenen und gelösten Fluorochromen erreicht, da nur das im Bereich des Evaneszentfeldes des Anregungslichtes 4 emittierte Fluoreszenzlicht 7 auch in den planaren Wellenleiter 1 b eingekoppelt und anschließend detektiert wird. Die gelösten Fluorochrome erzeugen keine Untergrundintensität, da dieses Licht nicht an die Erfassungseinrichtung herangeführt wird, sondern nur das in dem planaren Wellenleiter 1 b geführte Fluoreszenzlicht der gebundenen Fluorochrome. Die Strömungspfeile 6a, 6b geben wiederum den Probenfluß durch die Flußzelle 6 an, während die Abbildungsoptik 8 mit Filter im Anschluß an den planaren Lichtwellenleiter 1b dargestellt ist, wobei als ortsauflösender Detektor hier ein Foto-Multiplier verwendet wird.
Da bei diesem Ausführungsbeispiel eine zeilenweise Auslesung erfolgen muß, wird der Biochip 1 in Pfeilrichtung A, wie angegeben, entsprechend bewegt.
Gegebenenfalls kann auch auf der anderen Seite des Wellenleiters eine Erfassungseinrichtung mit Auswerteoptik, Filter und Foto-Multiplier zur Erfassung des auf der anderen Seite aus dem Lichtwellenleiter 1b austretenden Fluoreszenz- lichtes vorgesehen sein oder der Detektor kann direkt an die Kante des Lichtwellenleiters 1 b angekoppelt sein.
Als Lichtwellenleiter kann auch unmittelbar eine Glasplatte verwendet werden, die selbst den Reaktionsträger und zugleich planaren Lichtwellenleiter bildet. In die-
sem Fall kann eine separate, den Lichtwellenleiter bildende Beschichtung eines Substrats entfallen.
Die erfindungsgemäße Lösung gestattet die Real-Time-Messung und Auswertung von Biochips oder auch von anderen Reaktionsträgern, auf deren mit einem planaren Wellenleiter beschichteten Oberseite durch Reaktion Analysen von Substanzen in Proben bewirkt werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung von Substanzen, wie z.B. DNA-Sequenzen, in einer Probe, wobei gleichzeitig zu einer Reaktion der in der Probe enthaltenen, zu analysierenden Substanzen mit Komplementär-Agenzien auf einem Reaktionsträger eine Anregung derselben zur Fluoreszenz mittels des evaneszenten Feldes eines Anregungslichtes erfolgt und der Reaktionsträger auf seiner Oberseite einen planaren Lichtwellenleiter aufweist, auf dem sich die immobilisierten Komplementär-Agenzien befinden und entweder das Anregungslicht oder das durch das evaneszente Feld desselben angeregte Fluoreszenzlicht in dem planaren Lichtwellenleiter auf der Oberseite des Reaktionsträgers geführt werden, wobei das Fluoreszenzlicht vorzugsweise über eine Abbildungsoptik einem zugeführt ist.