HU225375B1 - Reactive solid state carriers and production and application of them - Google Patents

Reactive solid state carriers and production and application of them Download PDF

Info

Publication number
HU225375B1
HU225375B1 HU0104423A HUP0104423A HU225375B1 HU 225375 B1 HU225375 B1 HU 225375B1 HU 0104423 A HU0104423 A HU 0104423A HU P0104423 A HUP0104423 A HU P0104423A HU 225375 B1 HU225375 B1 HU 225375B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
solid support
support
protein
oligonucleotide
oligonucleotides
Prior art date
Application number
HU0104423A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Laszlo Dr Puskas
Laszlo Hackler
Original Assignee
Mta
Izinta Kereskedelmi Kft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mta, Izinta Kereskedelmi Kft filed Critical Mta
Priority to HU0104423A priority Critical patent/HU225375B1/en
Publication of HU0104423D0 publication Critical patent/HU0104423D0/en
Publication of HUP0104423A2 publication Critical patent/HUP0104423A2/en
Publication of HUP0104423A3 publication Critical patent/HUP0104423A3/en
Publication of HU225375B1 publication Critical patent/HU225375B1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

A method is described for the preparation of solid substrates suitable for immobilizing nucleic acids, proteins and oligonucleotides, via reactive groups found on links-forming branched molecules. These substrates may be employed in generation of various low and high density nucleic acid-, protein-, and oligonucleotide chips, as well as, for other molecular, biological and diagnostic applications.

Description

A találmány tárgya eljárás szilárd hordozók előállítására, amelyek alkalmasak módosítatlan nukleinsavak, fehérjék és oligonukleotidok immobilizálására olyan reaktív csoportokon keresztül, melyek elágazó összekötő molekulákon helyezkednek el. A találmány szerinti szilárd hordozók képesek módosítatlan nukleinsavakat, fehérjéket és oligonukleotidokat kovalensen megkötni. Az így előállított szilárd hordozók felhasználhatók különböző kis és nagy sűrűségű nukleinsav-, fehérje- és oligonukleotidcsipek létrehozására, valamint egyéb molekuláris biológiai és diagnosztikai alkalmazásokra. A találmány továbbá az így előállított szilárd hordozókra és ezek alkalmazásaira is vonatkozik.The present invention relates to a process for the preparation of solid supports capable of immobilizing unmodified nucleic acids, proteins and oligonucleotides through reactive groups located on branched linker molecules. The solid carriers of the invention are capable of covalently binding unmodified nucleic acids, proteins and oligonucleotides. The solid supports thus prepared can be used to generate various low and high density nucleic acid, protein and oligonucleotide chips, and for other molecular biological and diagnostic applications. The invention further relates to the solid supports thus prepared and their uses.

Az olyan szilárd hordozók, amelyek képesek nukleinsavak, fehérjék és oligonukleotidok rögzítésére, különösen fontos eszközei lettek a különböző molekuláris biológiai kutatásoknak. A kihorgonyzott egy- vagy kettős szálú hosszabb DNS-molekulákat vagy rövid szintetikus oligodezoxinukleotidokat a génexpressziós vizsgálatokban (például US 6,040,138), polimorfizmus detektálására (például US 5,858,659), DNS-szekvenálásokban (például US 6,025,136), betegségek szűrésében, diagnosztikában (például HÍV diagnózisára US 5,861,242 vagy cisztikus fibrózis diagnózisára US 6,027,880) és a génállomány analízisére egyaránt felhasználják. Számos kötési módszert dolgoztak ki, melyek eltérő kémiai mechanizmusokon és kötési stratégián alapulnak.Solid carriers capable of binding nucleic acids, proteins, and oligonucleotides have become particularly important tools in various molecular biological research. Anchored single- or double-stranded longer DNA molecules or short synthetic oligodeoxynucleotides for gene expression assays (e.g., US 6,040,138), for detection of polymorphism (e.g., US 5,858,659), for DNA sequencing (e.g., US 6,025,136), for diagnosis of diseases, 5,861,242 or US 6,027,880 for the diagnosis of cystic fibrosis) and for the analysis of the gene pool. A number of bonding methods have been developed based on different chemical mechanisms and bonding strategies.

Ahhoz, hogy lehetővé tegyék az oligonukleotidok hordozóhoz való kovalens kötését, az oligonukleotidokat általában funkciós csoporttal látják el. (gy módosíthatók egy terminális merkapto-, amino- vagy karboxilcsoporttal 5’- vagy 3’-helyzetben. Pontosabban egy merkapto-, amino- vagy karboxilcsoport hozzáadása lehetővé teszi például hogy az oligonukleotid egy diszulfid-, maleimid-, amino-, karboxi-, észter-, epoxi-, bróm-cián- vagy aldehidfunkciós csoportokat tartalmazó hordozóra kötődjön. A kötődés az oligonukleotid és a hordozó közötti diszulfid-, tioéter-, észter-, amidvagy aminkötések kialakulásával jön létre. Például az US 5,919,523 számú szabadalmi leírásban peptidek, oligonukleotidok vagy kis szerves molekulák, valamint ligand array-k szilárd fázisú szintézisében felhasználható polimerrel bevont szilárd hordozó előállítását ismertetik, ahol a polimer amin-, karboxil- és/vagy hidroxilfunkciós csoportokat tartalmaz.In order to allow covalent attachment of the oligonucleotides to the carrier, the oligonucleotides are usually provided with a functional group. (can be modified with a terminal mercapto, amino or carboxyl group at the 5 'or 3' position. More specifically, the addition of a mercapto, amino or carboxyl group allows, for example, that the oligonucleotide is a disulfide, maleimide, amino, carboxy, Binding is carried out on a support containing ester, epoxy, bromocyano or aldehyde, which is formed by the formation of disulfide, thioether, ester, amide or amine bonds between the oligonucleotide and the support. or the preparation of a polymer-coated solid support for small organic molecules and ligand arrays, wherein the polymer contains amine, carboxyl and / or hydroxyl functional groups.

Az EP 386 229 számú európai szabadalmi leírásban olyan eljárást ismertetnek oligonukleotidok szilárd hordozón történő szintézisére, amelyben az oligonukleotid egy kovalens foszfodiészter kapcsoló (linker) terminális foszfátcsoportján keresztül stabilan kötődik a hordozóhoz.EP 386 229 discloses a process for the synthesis of oligonucleotides on a solid support, wherein the oligonucleotide is stably bound to the support via a terminal phosphate group of a covalent phosphodiester linker.

Beier M. és Hoheisel J. D. [Nucleic Acids Rés. 27(9), 1970-1977 (1999)] szilárd hordozók derivatizálását ismertetik kovalens kötés létrehozásához DNS-array-n vagy DNS-mikrocsipen, melynek során egy elágazó szerkezetű kapcsolómolekulával megnövelik a hordozó felszínét. Ennek a linkernek a megszerkesztése egy négylépéses reakciót igényel. Továbbá a linkért tartalmazó, funkcionalizált felszínt az immobilizálás előtt még egy aktiválóreagenssel, mint például PDITC, DSC vagy DMS, aktiválni kell. Bár PCR-termékek, DNS-oligomerek, PNA-oligomerek hatékonyan kapcsolhatók az így kialakított felülethez, a kötések stabilitása nagyon eltérő, és a különbségekből arra lehetett következtetni, hogy csak gyenge kovalens kapcsolatjön létre egy DNS-molekula belső amínocsoportjának valamelyike útján.Beier M. and Hoheisel J. D. [Nucleic Acids Sl. 27 (9), 1970-1977 (1999)] discloses the derivatization of solid supports to form a covalent bond on a DNA array or DNA microarray, which increases the surface of the support with a branched linker. Designing this linker requires a four step reaction. In addition, the functionalized surface containing the linker must be activated before immobilization with an activating reagent such as PDITC, DSC or DMS. Although PCR products, DNA oligomers, PNA oligomers can be effectively coupled to the surface thus formed, the stability of the bonds is very different and it can be deduced that only weak covalent linkage can be established via one of the internal amino groups of a DNA molecule.

Szilárd hordozóhoz kapcsolt nagy sűrűségű oligonukleotidelrendezéseket (a továbbiakban array) ismertetnek például az EP 373 203 számú és 619 321 számú európai szabadalmi leírásokban, az US 5,744,305 és US 5,445,934 amerikai szabadalmi leírásokban.High density oligonucleotide arrays (hereinafter arrays) linked to a solid support are disclosed, for example, in European Patent Nos. EP 373,203 and 619,321, U.S. Patent Nos. 5,744,305 and 5,445,934.

Az immobilizálandó molekulák, úgynevezett próbák kikötése különböző erősségű és stabilitású lehet. Számos anyagot tanulmányoztak, melyek alkalmasak lehetnek nukleinsavak kikötésére [például Rasmussen S. R. et al.: Anal. Biochem. 198, 138-142 (1991); Salo H. et al.: Bioconjug. Chem. 10, 815-823 (1999)], de legáltalánosabban üvegből vagy műanyagból készült lemezeket használnak DNS- és oligonukleotidalapú csípek létrehozásához [McGall et al.: Proc. Natl. Acad. Sci USA 93, 13 555-13 560 (1996); Beier M. et al.: Nucleic Acids Rés. 27, 1970-1977 (1999)].The binding of the molecules to be immobilized, called probes, can be of different strengths and stability. A number of substances have been studied which may be capable of targeting nucleic acids [e.g., Rasmussen S. R. et al. Biochem. 198: 138-142; Salo H. et al., Bioconjug. Chem. 10: 815-823 (1999)], but most commonly glass or plastic disks are used to create DNA and oligonucleotide based bands [McGall et al., Proc. Natl. Acad. Sci USA 93: 13555-13560 (1996); Beier M. et al .: Nucleic Acids Sl. 27, 1970-1977 (1999)].

Bár az oligonukleotidok és fehérjék különböző felületekre történő kapcsolására számos eljárást közöltek, ezek az eljárások mind költségesek és időigényesek. Az előre elkészített oligonukleotidok módosított üvegfelületekre történő kovalens kapcsolásához mindig módosított oligonukleotidokat alkalmaznak abból a célból, hogy megnöveljék az oligonukleotid reaktivitását és szelektivitását a felületek irányába. Amint a fentiekben említettük, tipikus módosítások közé tartozik az aminocsoportok vagy merkaptocsoportok bevezetése a 3’és/vagy 5'-helyekre. Például Stimpson és munkatársai [P.N.A.S. 92, 6379-6383 (1995)] 3'-amino-oligonukleotidok epoxiszilanizált felszínre történő kovalens kapcsolását ismertetik savkatalízissel, azonban ezzel a módszerrel csak kis sűrűséget értek el. Lamture és munkatársai [Nucleic Acids Rés. 22, 2121-225 (1994)] 3’-amino-oligonukleotidok kapcsolási eljárását írták le epoxiszilanizált üveglemezekhez 0,1 M KOH-ban. Heterobifunkcionális keresztkötéseket alkalmaznak Chrisey és munkatársai 3’- vagy 5’-merkaptomódosított vagy aminomódosított oligonukleotidok kapcsolására amino-propil-szilanizált felszínekre [Nucleic Acids Rés. 24, 30311-3039 (1996)] és Guo és munkatársai [Nucleic Acids Rés. 22, 4556-4565 (1994)]. A fenti eljárások azonban mind módosított oligonukleotidokat igényelnek.Although several methods for linking oligonucleotides and proteins to different surfaces have been reported, these methods are both costly and time consuming. Modified oligonucleotides are always used to covalently attach preformed oligonucleotides to modified glass surfaces in order to increase the reactivity and selectivity of the oligonucleotide towards the surfaces. As mentioned above, typical modifications include the introduction of amino groups or mercapto groups at the 3 'and / or 5' sites. For example, Stimpson et al., P.N.A.S. 92, 6379-6383 (1995)] discloses covalent coupling of 3'-amino oligonucleotides to epoxysilylated surface by acid catalysis, but only a low density is achieved by this method. Lamture et al., Nucleic Acids Slit. 22, 2121-225 (1994)] described a method for coupling 3'-amino oligonucleotides to epoxysilylated glass plates in 0.1 M KOH. Heterobifunctional crosslinks are used to link 3'- or 5'-mercapto-modified or amino-modified oligonucleotides to aminopropylsilane surfaces by Chrisey et al., Nucleic Acids Sl. 24: 30311-3039 (1996) and Guo et al., Nucleic Acids Res. 22: 4556-4565 (1994). However, the above procedures all require modified oligonucleotides.

Az US 5,919,626 számú szabadalmi leírásban módosítatlan nukleinsavak szilanizált szilárd fázisú felszínekhez történő kapcsolási eljárását ismertetik. Ebben az esetben a szilárd hordozó felszínét merkapto-szilánnal vagy epoxi-szilánnal vonják be, majd a szilánnal bevont tiol- vagy epoxicsoportokat hordozó felszínhez kapcsolják a módosítatlan nukleinsavmolekulát a terminális 3’-OH vagy a terminális 5’-OH csoporton keresztül, kovalens tioéter- vagy éterkötéseket létrehozva. Az oligonukleotiddal bevont felületek felhasználhatók ge2U.S. Patent No. 5,919,626 discloses a method for coupling unmodified nucleic acids to silanized solid phase surfaces. In this case, the surface of the solid support is coated with mercapto-silane or epoxy-silane and the unmodified nucleic acid molecule is linked to the surface bearing the silane-coated thiol or epoxy groups via the terminal 3'-OH or the terminal 5'-OH group, or creating ether bonds. The oligonucleotide coated surfaces can be used ge2

HU 225 375 Β1 netikai analízisre és más szkrínelőeljárásokra, mint például fehérje-DNS kötő vizsgálatokra.EN 225 375 Β1 for net analysis and other screening procedures such as protein-DNA binding assays.

A fenti eljárás hátránya, hogy azoknál a módszereknél, ahol szükség van a terminális 3’-OH csoportokra, mivel azok részben blokkoltak, a módszer érzékenysége csökken. További hátrány lehet, hogy ezzel az eljárással kikötött próbanukleinsavak felszínhez közeli része nehezen hozzáférhető a például hibridizációval tesztelni kívánt minta számára, és ennek következtében a specifikus kötések száma lecsökkenhet.A disadvantage of the above procedure is that in methods where terminal 3'-OH groups are required, since they are partially blocked, the sensitivity of the method is reduced. A further disadvantage may be that the near-surface portion of the probed nucleic acids bound by this procedure is difficult to access for the sample to be tested, e.g., by hybridization, and consequently the number of specific bonds may be reduced.

A közelmúltban Smith és munkatársai egy olyan módszert írtak le, ahol kémiailag szintetizált oligonukleotidokat egy hidrogénezett szilíciumfelülethez kötöttek 10-amino-decénen keresztül, heterobifunkcionális kémiai összekötő molekula segítségével [Nucleic Acids Rés. 28, 3535-41 (2000)]. Ebben az eljárásban azonban kémiailag módosított (tiolmodifikációval) oligonukleotidokat használnak, és az alkalmazott szilárd hordozó használata speciális eszközöket igényel, fluoreszcens detektálási módszerek nehezen kivitelezhetők.Recently, Smith et al. Have described a method where chemically synthesized oligonucleotides are linked to a hydrogenated silicon surface via 10-aminodecene using a heterobifunctional chemical linker [Nucleic Acids Slit. 28: 3535-41 (2000). However, in this process chemically modified (thiol modification) oligonucleotides are used and the use of the solid support used requires special tools, fluorescence detection methods are difficult to carry out.

A találmány célja eljárás kidolgozása egy olyan általánosan használható, nem költséges szilárd hordozó előállítására, amely a különböző hibridizáción alapuló technikákban, szekvenálásokban, polimorf helyek azonosításában alkalmazható. A találmány szerinti eljárással ezt a feladatot úgy oldottuk meg, hogy a szilazinált felülethez egy elágazó szerkezetű linkermolekulát kötöttünk, és ehhez kapcsoltuk a reaktív csoportokat. Ezáltal a hordozó aktív felszínét megnöveltük, miközben a távtartó linkermolekulák a próbák jobb hozzáférhetőségét biztosítják a mintához, és lehetőség van az aktív felszín és a próbamolekulák között stabil kovalens kötések létrehozására.It is an object of the present invention to provide a process for the production of a generally usable, inexpensive solid support which can be used in techniques, sequencing, and identification of polymorphic sites based on various hybridizations. The present invention accomplished this task by attaching a branched linker molecule to the silazinated surface and attaching reactive groups thereto. Thus, the active surface of the support is increased, while spacer linker molecules provide better probe accessibility to the sample, and it is possible to form stable covalent bonds between the active surface and the probe molecules.

A találmány tehát egy új rögzítési (immobilizálási) eljárást bocsát rendelkezésre, amely alkalmas módosítatlan nukleinsavak, fehérjemolekulák és oligonukleotidok szilárd hordozóhoz való gyors és költségkímélő immobilizálására. Az így rögzített nukleinsavak hibridizáción alapuló szekvenciakimutatásra, vizsgált nukleinsavak szekvenciasorrendjének hibridizációval történő meghatározására, genetikai analízisekre, génkifejeződés-vizsgálatokra és különböző nukleinsavak, fehérjék és kis molekulatömegü molekulák kölcsönhatásainak kombinatorikus analíziseire egyaránt felhasználhatók.Thus, the present invention provides a novel immobilization process suitable for the rapid and cost-effective immobilization of unmodified nucleic acids, protein molecules and oligonucleotides on a solid support. The nucleic acids thus fixed can be used for hybridization-based sequence detection, sequencing of the tested nucleic acids by hybridization, genetic analysis, gene expression studies and combinatorial analyzes of interactions between different nucleic acids, proteins and low molecular weight molecules.

Az eljárás szerint a szilárd hordozót három lépésben derivatizáljuk úgy, hogy az első lépésben 3-metakril-oxi-alkil-trialkoxi-szilánnal reagáltatjuk, melynek során a szilárd hordozó felületén akrilcsoportok alakulnak ki. A második lépésben az akrilszilanizált felületet tetraalkilén-pentaminnal reagáltatjuk, ezáltal primer és szekunder aminokat tartalmazó elágazó szénláncú molekulák jönnek létre. A harmadik lépésben az így kapott felületet akrilsav-kloriddal reagáltatjuk, és ezáltal egy olyan elágazó szénláncú és amidkötéseket tartalmazó molekula alakul ki, melyen az aminocsoportok helyén reaktív akrilcsoportok helyezkednek el. A harmadik lépésben úgy is eljárhatunk, hogy a második lépésben kapott hordozón aktív epoxicsoportokat tartalmazó hidrofil vagy hidrofób felszínt hozunk létre. A reaktív hidrofil felszín kialakításához a második lépésben kapott hordozót 1,4-alkándiol-diglicidil-éterrel, vagy a hidrofób reaktív felszín létrehozásához epiklórhidrinnel reagáltatjuk. Ezáltal olyan elágazó szénláncú molekula alakul ki, melyen az aminocsoportok helyén reaktív epoxicsoportok találhatók.In the process, the solid support is derivatized in three steps by reacting the first step with 3-methacryloxyalkyl trialkoxysilane to form acrylic groups on the surface of the solid support. In the second step, the acrylic silylated surface is reacted with tetraalkylene pentamine to form branched chain molecules containing primary and secondary amines. In the third step, the resulting surface is reacted with acrylic acid chloride to form a branched and amide bonded molecule with reactive acrylic groups in place of the amino groups. In the third step, it is also possible to form a hydrophilic or hydrophobic surface containing active epoxy groups on the support obtained in the second step. To form the reactive hydrophilic surface, the support obtained in the second step is reacted with 1,4-alkanediol diglycidyl ether or epichlorohydrin to form the hydrophobic reactive surface. This results in a branched-chain molecule that has reactive epoxy groups in place of the amino groups.

DNS-csipek vagy array-k létrehozásához az így aktivált hordozóhoz kapcsoljuk a módosítatlan nukleinsavat, fehérjét, oligonukleotidot vagy oligopeptidet.To create DNA chips or arrays, the unmodified nucleic acid, protein, oligonucleotide or oligopeptide is coupled to the carrier thus activated.

A szilárd hordozó és a kikötésre szánt molekulák között kialakult kovalens kötés nagy stabilitást eredményez. Az eljárás lehetővé teszi szintetikus oligodezoxinukleotidok, oligoribonukleotidok és oligopeptidek kikötését a reaktív akril- vagy epoxicsoportot tartalmazó szilárd felülethez. A reaktív csoportok nagy sűrűségben, elágazó összekötő molekulákon keresztül vannak rögzítve a szilárd hordozóhoz, ami az immobilizált próba nagy koncentrációjának kialakulását teszi lehetővé. A találmány szerinti hordozóhoz kovalensen kötjük a kívánt nukleinsav- vagy fehérjemolekulákat, így azok stabilitása nagy és a felületen lévő próbakoncentráció állandó.The covalent bond formed between the solid support and the binding molecules results in high stability. The method allows the binding of synthetic oligodeoxynucleotides, oligoribonucleotides and oligopeptides to a solid surface containing a reactive acrylic or epoxy group. The reactive groups are attached to the solid support at high density through branched linker molecules, which allows the formation of high concentrations of the immobilized probe. The carrier of the present invention is covalently bound to the desired nucleic acid or protein molecules so that they have a high stability and a constant probe concentration on the surface.

Ezen túlmenően a találmány szerinti eljárásban szemben a legtöbb hagyományos eljárással, melyekben kovalens kötéssel kapcsolják a szilárd hordozó felületére a próbákat - nincs szükség a megkötendő nukleinsavak vagy PCR-termékek vagy oligonukleotidok módosítására. Ennélfogva ez a módszer sokkal olcsóbbá teszi nagy mennyiségű minta előállítását.Furthermore, unlike most conventional methods of covalently attaching probes to the surface of a solid support, there is no need to modify the nucleic acids or PCR products or oligonucleotides to be bound. Therefore, this method makes it much cheaper to produce large volumes of samples.

A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy az immobizálás során nincs szükség további kémiai reakcióra, mint például az ismert eljárások során alkalmazott redukció. Ez azzal a még további előnnyel is jár, hogy redukcióra érzékeny csoportokat (például különböző fluoreszcens vegyületek) tartalmazó próbák is mindenféle károsodás és módosulás nélkül ráköthetők a szilárd hordozóra. Így az olyan nukleinsavak, melyek az egyik vagy mindkét végükön redukcióra érzékeny fluoroforokat vagy egyéb jelzőmolekulákat tartalmaznak, különösebb nehézség nélkül rögzíthetők a találmány szerinti eljárással.A further advantage of the process according to the invention is that no further chemical reaction is required during the immobilization, such as the reduction used in the known processes. This has the additional advantage that probes containing reduction sensitive groups (e.g. various fluorescent compounds) can be attached to the solid support without any damage or modification. Thus, nucleic acids containing at one or both ends redox-sensitive fluorophores or other signaling molecules can be readily fixed by the present invention.

A találmány szerinti eljárással a szilárd hordozó felszínének hidrofobicitását is befolyásolni tudjuk, amellyel közvetlenül a létrehozandó array sűrűségét lehet befolyásolni. Hidrofil felület esetén a próba robottal történő felvitelekor nagyobb pontok képződnek, ami viszonylag kisebb sűrűséget eredményez (1-2 ezer pont/cm2), azonban ez előnyös lehet egy ezt követő hibridizációban. Hidrofób felület esetén a próba kisebb pontokban, de nagyobb sűrűséggel vihető fel a hordozóra (3-6 ezer pont/cm2), de ez a hibridizációnál kevésbé előnyös.The process of the invention can also influence the hydrophobicity of the surface of the solid support, which can directly influence the density of the array to be formed. In the case of a hydrophilic surface, application of a probe to a robot results in higher points, which results in a relatively lower density (1-2 thousand points / cm 2 ), but this may be advantageous in subsequent hybridization. In the case of a hydrophobic surface, the probe can be applied to the substrate at smaller points but with a higher density (3-6 thousand dots / cm 2 ), but this is less advantageous than hybridization.

A fentiek alapján a találmány tárgya eljárás módosítatlan oligonukleotidok, nukleinsav- és fehérjemolekulák kovalens kötésére alkalmas szilárd hordozó előállítására, az így előállított szilárd hordozó és ennek alkalmazásai.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the preparation of a solid support for the covalent bonding of unmodified oligonucleotides, nucleic acid and protein molecules, to a solid support so prepared and to its uses.

A találmány szerinti eljárás abban áll, hogy (a) kémiailag előkészített szilárd hordozót 3-metakril-oxi-alkil-trimetoxi-szilánnal reagáltatjuk, mossuk és 90-130 °C-on szárítjuk,The process of the present invention comprises (a) reacting a chemically prepared solid support with 3-methacryloxyalkyltrimethoxysilane, washing and drying at 90-130 ° C,

HU 225 375 Β1 (b) az így akrilszilanizált hordozót tetraalkilén-pentaminnal reagáltatjuk, mossuk és szárítjuk, majd (c1) az így kapott hordozót akrilsav-kloriddal savmegkötő jelenlétében reagáltatjuk, mossuk és szárítjuk, vagy (c2) az így kapott hordozót 1,4-alkándiol-diglicidil-éterrel vagy epiklórhidrinnel savmegkötő jelenlétében reagáltatjuk, mossuk és szárítjuk.(B) reacting the thus-acrylic silylated support with tetraalkylene pentamine, then (c1) reacting the thus obtained support with acrylic acid chloride in the presence of an acid scavenger, or (c2) alkanediol diglycidyl ether or epichlorohydrin in the presence of an acid scavenger, washed and dried.

A találmány tárgya továbbá eljárás DNS-csipek előállítására, amely abban áll, hogy az (a)-(c) lépéseket követően (d) az így aktivált hordozóra módosítatlan nukleinsav-, fehérje- vagy oligonukleotidmolekulát rögzítünk.The invention further relates to a process for the preparation of DNA chips comprising the steps of (a) - (c): (d) attaching an unmodified nucleic acid, protein or oligonucleotide molecule to a carrier thus activated.

A találmány szerinti eljárásban szilárd hordozóként megfelelően előkészített üveglemezeket, polisztirolvagy polipropilénlemezeket, előnyösen üveg mikroszkóplemezeket használunk. Kontroll szilárd hordozóként kereskedelmi forgalomban kapható, reaktív aldehidcsoportokat tartalmazó lemezeket (Arrayit, USA) vagy poli-L-lizinnel bevont lemezeket (SIGMA) alkalmazunk. A lemezek előkészítése nátrium-hidroxiddal történő maratást, majd egyszerűen vízzel való semlegesre mosást jelent.Suitable solid supports for the process of the present invention are glass plates, polystyrene or polypropylene plates, preferably glass microscope plates. Commercially available plates containing reactive aldehyde groups (Arrayit, USA) or poly-L-lysine coated plates (SIGMA) were used as control solid supports. Preparation of the plates involves etching with sodium hydroxide and then simply washing it with water to neutralize.

Az eljárás első lépésében előnyösen úgy járunk el, hogy a maratott üveglemezeket 3-metakril-oxi-propiltrimetoxi-szilán egy rövid szénláncú alkoholos-vizes oldatával, így metanol vagy etanol 95%-os vizes oldatával reagáltatjuk, majd a lemezeket a felhasznált alkohollal és vízzel mossuk, majd 100-110 °C-on szárítjuk.In the first step of the process, it is preferable to react the etched glass sheets with a lower aqueous alcoholic solution of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, such as 95% aqueous methanol or ethanol, followed by the alcohol and water used. washed and dried at 100-110 ° C.

Az eljárás második lépésében tetraalkilén-pentaminként tetraetilén-pentamint alkalmazunk. Ezt a reakciót egy apoláros oldószerben, mint például dimetil-formamidban vagy dioxánban, előnyösen dimetil-formamidban végezzük, majd a lemezeket dimetil-formamiddal és egy rövid szénláncú alkohollal mossuk és szárítjuk.In the second step of the process, tetraalkylene pentamine is used as tetraethylene pentamine. This reaction is carried out in an apolar solvent such as dimethylformamide or dioxane, preferably dimethylformamide, and the plates are washed and dried with dimethylformamide and a lower alcohol.

Az eljárás harmadik lépésében az amidkötések kialakítására a kapott lemezeket akrilsav-kloriddal reagáltatjuk ekvivalens mennyiségű savmegkötő bázis, így például diizopropil-etil-amin, piridin és hasonlók jelenlétében, egy apoláros oldószerben, előnyösen diklór-metánban, diklór-etánban és hasonlókban. Végül a lemezeket az alkalmazott oldószerrel mossuk és szárítjuk.In the third step of the process, the resulting plates are reacted with acrylic acid chloride in the presence of an equivalent amount of an acid-binding base such as diisopropylethylamine, pyridine and the like in an apolar solvent, preferably dichloromethane, dichloroethane and the like. Finally, the plates are washed with the solvent used and dried.

Az aktív epoxidcsoportokat tartalmazó felszín kialakítására a második lépésben kapott lemezeket 1,4-butándiol-diglicidil-éterrel reagáltatjuk egy bázist tartalmazó rövid szénláncú alkoholban, előnyösen nátrium-hidroxidot tartalmazó etanolban, majd az alkalmazott alkohollal mossuk, és így hidrofil, epoxidcsoportokat tartalmazó felszínt kapunk. Alternatív módon a lemezeket reagáltathatjuk epiklórhidrinnel egy bázist tartalmazó apoláros oldószerben, előnyösen piridintartalmú kloroformban, és így hidrofób felszínhez jutunk.To form the surface containing the active epoxide groups, the plates obtained in the second step are reacted with 1,4-butanediol diglycidyl ether in a lower alcohol containing a base, preferably ethanol containing sodium hydroxide, and then washed with the alcohol used to obtain a hydrophilic surface containing epoxide groups. Alternatively, the plates may be reacted with epichlorohydrin in a base non-polar solvent, preferably pyridine-containing chloroform, to obtain a hydrophobic surface.

A találmány szerinti eljárásban alkalmazott reagensek a kereskedelmi forgalomban beszerezhetők.The reagents used in the process of the invention are commercially available.

A találmány szerinti eljárással előállított szilárd hordozók különösen jól alkalmazhatók oligonukleotidarray-k (oligonukleotidalapú DNS-csipek) létrehozására, amelyek nukleinsavak hibridizáción alapuló szekvenciakimutatásra, vizsgált nukleinsavak szekvenciasorrendjének hibridizációval történő meghatározására, genetikai analízisekre, génkifejeződés-vizsgálatokra és különböző nukleinsavak, fehérjék és kis molekulatömegű molekulák kölcsönhatásainak kombinatorikus analíziseire egyaránt felhasználhatók. A találmány szerinti eljárással derivatizált mikroszkóplemezek tulajdonságai lehetővé teszik egyedi szekvenciájú szintetikus oligonukleotidok, hosszabb nukleinsavak vagy fehérjék nagy sűrűségű, rendezett mintázatú rögzítését nagy stabilitással, és azok DNS- és fehérjecsip-technológiában történő alkalmazását.The solid carriers produced by the method of the invention are particularly useful for generating oligonucleotide arrays (oligonucleotide-based DNA chips) which can be sequenced based on hybridization of nucleic acids, hybridization of sequences of tested nucleic acids, genetic analysis, for combinatorial analyzes. The properties of the microscope slides derivatized by the method of the invention allow high density, high order fixation of unique sequence synthetic oligonucleotides, longer nucleic acids or proteins and their use in DNA and protein chip technology.

Az alábbiakban röviden ismertetjük az ábrákat.The figures are briefly described below.

1. ábra: bemutatja egyetlen mutáció (pontmutáció) vagy egyetlen nukleotideltérés detektálását hibridizációval akrilfelületen a találmány szerinti szilárd hordozó felhasználásával;Figure 1 shows the detection of a single mutation (point mutation) or a single nucleotide mismatch by hybridization on an acrylic surface using the solid support of the invention;

2. ábra: bemutatja PCR-termékek hidridizáción alapuló detektálását a találmány szerinti hordozóval akrilfelületen és a kereskedelemben kapható hordozóval karbonilfelületen;Figure 2 illustrates the detection of PCR products based on hydration on the acrylic surface of the carrier of the invention and on the carbonyl surface of the commercially available carrier;

3. ábra: bemutatja az immobilizálás hatékonysága és a pH közötti összefüggést;Figure 3 shows the relationship between immobilization efficiency and pH;

4. ábra: bemutatja egy fehérje (Cy3 cianin fluoreszcens festékkel jelölt sztreptavidin) immobilizálását a találmány szerinti szilárd hordozóhoz akrilfelületen;Figure 4 shows the immobilization of a protein (Cy3 cyanine fluorescent dye-labeled streptavidin) on a solid support of the invention on an acrylic surface;

5. ábra: tömegspektrometriai analízis, akrilamid reakciója adenozinnal és citidinnel;Figure 5: Mass spectrometric analysis of the reaction of acrylamide with adenosine and cytidine;

6. ábra: tömegspektrometriai analízis, akrilamid reakciója guanozinnal és timidinnel.Figure 6: Mass spectrometric analysis of the reaction of acrylamide with guanosine and thymidine.

A tömegspektrometriai kísérletekkel azt kívántuk igazolni, hogy az oligonukleotidok kovalensen kapcsolódnak a felülethez. A felület imitálására akrilamidot alkalmaztunk, az oligonukleotidokat monomer nukleozidokkal helyettesítettük. A reaktánsokat a kikötés szerinti protokollnak megfelelő körülmények között inkubáltuk.Mass spectrometry was used to verify that the oligonucleotides were covalently attached to the surface. Acrylamide was used to mimic the surface and oligonucleotides were replaced with monomeric nucleosides. The reactants were incubated under protocol conditions.

A reakció után a kiindulási anyagok (akrilamid, adenozin, citidin, guanozin, timidin) mellett új, tömegük alapján a termékhez (akrilamid és az aktuális nukleozid együtt) tartozó csúcsok jelentek meg (5. és 6. ábra). Ezekkel a tömegspektrometriai kísérletekkel igazoltuk, hogy kovalens kötés alakul ki a szilárd hordozó reaktív csoportjai és a nukleinsavak bázisai között.Following the reaction, new peaks related to the product (acrylamide and the actual nucleoside together) appeared in addition to the starting materials (acrylamide, adenosine, cytidine, guanosine, thymidine) (Figures 5 and 6). These mass spectrometry experiments have shown that covalent bonding occurs between the reactive groups of the solid support and the nucleic acid bases.

A találmány szerinti aktivált szilárd hordozók példaképpen az alábbi vizsgálati eljárásokban alkalmazhatók.By way of example, the activated solid carriers of the present invention can be used in the following assays.

1. Hibridáción alapuló mutációanalízis1. Mutation analysis based on hybridization

A találmány szerint előállított szilárd hordozó alkalmas olyan szintetikus oligonukleotidok immobilizálására, melyek egyetlen pontmutáció kimutatására képesek. Meghatározott szekvenciával rendelkező oligonukleotidok a pontmutációt tartalmazó komplementer szálakhoz hibridizálva képesek azok azonosítására (például US 6,025,136). A próbaoligonukleotidokat üveg- vagy polisztirollemezekre immobilizálhatjuk. Egyetlen mutáció vagy egyetlen nukleotideltérés hibri4The solid support of the present invention is capable of immobilizing synthetic oligonucleotides capable of detecting a single point mutation. Oligonucleotides having a defined sequence are capable of identifying them by hybridizing to complementary strands containing the point mutation (e.g., US 6,025,136). The probe oligonucleotides may be immobilized on glass or polystyrene plates. Single mutation or single nucleotide mismatch in hibri4

HU 225 375 Β1 dizációval történő kimutatását a találmány szerinti szilárd hordozóval az 1. ábrán mutatjuk be.The detection of HU 225 375 Β1 by the solid support of the present invention is shown in Figure 1.

2. PCR-termékek hibridizációval történő detektálása2. Detection of PCR products by hybridization

A kovalensen immobilizált nukleinsavmolekulák felhasználhatók specifikus PCR-termékek hibridizációval történő detektálására, ahol a „kifogó'-próbát immobilizálják a szilárd fázison [Ranki et al.: Gene 21, 77-85 (1983) és Keller et al.: J. Clin. Microbiol, 29, 638-641 (1991)]. A mintát, amely a feltételezett célmolekulát tartalmazza ami lehet PCR által amplifikált szekvencia - ezután érintkezésbe hozzák a szilárd fázissal, amikor is a felülethez kötött kifogó próbaoligonukleotid képes a mintában lévő célmolekulával hidridizálni, és így azt azonosítani. Az eljárás egyszálú vagy hővel vagy lúggal denaturált kétszálú PCR-termékek azonosítására alkalmas. A mintában található nem komplementer szálak nem befolyásolják a reakciót. A találmány szerinti szilárd hordozó ilyen célra történő felhasználásának eredményeit a 2. ábrán mutatjuk be. Az ábrából látható, hogy hagyományos szilárd hordozó alkalmazásával, amely a karbonilcsoportokon keresztül köti ki a módosított oligonukleotidokat, lényegesen kisebb jelet kapunk. A találmány szerinti szilárd hordozó sokkal érzékenyebb reakciót tesz lehetővé PCR-termékek hibridizációval történő detektálásakor. A találmány szerinti alkalmazásban előnyösen Chlamydia és humán cytomegalovírus kórokozókra jellemző szekvenciákat mutattunk ki. A próbaként felhasznált oligonukleotidok szekvenciáit az 1. táblázatban adtuk meg.Covalently immobilized nucleic acid molecules can be used to detect specific PCR products by hybridization, wherein the "catch" probe is immobilized on the solid phase (Ranki et al., Gene 21: 77-85 (1983) and Keller et al., J. Clin. Microbiol 29: 638-641 (1991). The sample containing the putative target molecule, which may be a PCR amplified sequence - is then contacted with the solid phase, whereby the surface-bound probe oligonucleotide is capable of hydrating and thus identifying the target molecule in the sample. The method is suitable for the identification of single-stranded or double-stranded PCR products denatured with heat or alkali. Non-complementary fibers in the sample do not interfere with the reaction. The results of using the solid support according to the invention for this purpose are shown in Figure 2. It can be seen from the figure that using a conventional solid support which binds the modified oligonucleotides through the carbonyl groups produces a much smaller signal. The solid support of the invention allows for a much more sensitive reaction when detecting PCR products by hybridization. Preferred sequences for Chlamydia and human cytomegalovirus pathogens have been used in the present invention. The sequences of the oligonucleotides used as probes are given in Table 1.

3. Genetikaibit-analizis (GBA™)3. Genetics Bit Analysis (GBA ™)

A találmány szerinti szilárd hordozó alkalmas olyan szintetikus oligonukleotidok immobilizálására, amelyek felhasználhatók a genetikaibitanalízis-módszerben (WO 92/15712 számú közzétételi irat), melynek során egyetlen nukleotideltérés (polimorfizmus) kimutatható.The solid support of the invention is capable of immobilizing synthetic oligonucleotides that can be used in the genetic bitumen analysis method (WO 92/15712) in which a single nucleotide mismatch (polymorphism) can be detected.

4. Szilárd fázisú DNS-szekvenálás4. Solid-phase DNA sequencing

A találmány szerinti szilárd hordozó felhasználható szilárd fázisú DNS-szekvenálási eljárásban is, melyet Khrapko K. R. és munkatársai [DNA Seq. 1, 375-388 (1999)] és Drmanac R. és Crkvenjakov R. ismertettek [Int. J. Genome Rés. 1,1-11 (1992)].The solid support of the present invention can also be used in the solid phase DNA sequencing method described by Khrapko, K.R. et al., DNA Seq. 1, 375-388 (1999)] and Drmanac R. and Crkvenjakov R. (Int. J. Genome Rés. (1991) 1.1-11.

5. Pontmutáció detektálása ligázreakció segítségével úgynevezett „Oligonucleotide Ligation Assay- OLA”-vel5. Detection of point mutation by ligase reaction with so-called "Oligonucleotide Ligation Assay-OLA"

A találmány szerinti szilárd hordozó alkalmas olyan szintetikus oligonukleotidok immobilizálására is, amelyek ligázreakcióval kombinált úgynevezett „Oligonucleotide Ligation Assay - ÓLA” módszerben felhasználhatók [Landegren U. et al.: Science 241, 1077-1080 (1988)]. Ez a módszer még specifikusabb nukleotideltérés-detektálást tesz lehetővé, mint a GBA™ a hibridizációt követő ligázreakció miatt.The solid support of the present invention is also suitable for immobilizing synthetic oligonucleotides that can be used in a so-called "Oligonucleotide Ligation Assay - OLA" method combined with a ligase reaction (Landegren U. et al., Science 241: 1077-1080 (1988)). This method allows even more specific nucleotide mismatch detection than GBA ™ due to the ligase reaction following hybridization.

6. Az immobilizált fehérjemolekulák alkalmazása6. Use of immobilized protein molecules

A találmány szerinti szilárd hordozó alkalmas szintetikus peptidek, nagyobb molekulatömegű polipeptidek, fehérjék kovalens immobilizálására, melyek nagy sűrűségű, rendezett mintázatú fehérjecsipek létrehozására, fehérje-fehérje, fehérje-nukleinsav, fehérje-kis molekulatömegű vegyületek közötti kölcsönhatások [Anal. Biochem. 270, 103-111 (1999); Nucleic Acids Rés. 28, 3 (2000); Curr. Opin. Chem. Bioi. 5, 40-45 (2001)] tanulmányozására alkalmasak.The solid support of the present invention is suitable for the covalent immobilization of synthetic peptides, higher molecular weight polypeptides, proteins which produce high density, ordered protein chips, protein-protein, protein-nucleic acid, protein-low-molecular-weight compounds. Biochem. 270: 103-111 (1999); Nucleic Acids Slit. 28: 3 (2000); Curr. Opin. Chem. 5, 40-45 (2001)].

A találmány tárgya tehát továbbá egy találmány szerinti szilárd hordozó alkalmazása PCR-termékek azonosítására, genetikaibit-analízisre, genetikaibit-analízisre ligázreakcióval, valamint oligonukleotid- vagy DNSvagy fehérje-array létrehozására.The invention thus also relates to the use of a solid support according to the invention for the identification of PCR products, genetic bit analysis, genetic bit analysis by ligase reaction, and the generation of an oligonucleotide or DNA or protein array.

A találmányt az alábbi - nem korlátozó jellegű példákkal részletesen szemléltetjük.The invention is further illustrated by the following non-limiting examples.

1. példaExample 1

Reaktív akrilcsoportokat tartalmazó szilárd hordozó előállításaPreparation of a solid support containing reactive acrylic groups

A lemezek előkészítésePreparing discs

A kereskedelemben beszerezhető mikroszkópüveglemezeket 24 órán át 1 %-os vizes NaOH- (Molar Chemicals Kft., Magyaro.; tisztaság >98,5%) oldatban állni hagytuk, majd vízzel, 10%-os vizes HCI- (Molar Chemicals Kft., Magyaro.) oldattal, majd újra vízzel addig mostuk, amíg a mosóoldat semleges kémhatású lett. Ezt követően a lemezeket szobahőmérsékleten szárítottuk.Commercially available microscope slides were allowed to stand for 24 hours in 1% aqueous NaOH (Molar Chemicals Ltd., Hungary; purity > 98.5%), followed by water, 10% aqueous HCl (Molar Chemicals Ltd., ) And then again with water until the wash solution was neutral. The plates were then dried at room temperature.

a) lépés: Akrilszilanizált felszín kialakításaStep a) Creating an acrylic silylated surface

A fentiek szerint előkészített, maratott üveglemezeket 95%-os vizes metanolban készített 3%-os 3-metakril-oxi-propil-trimetoxi-szilán-oldattal (ICN Biomedicals Inc., Aurora, Ohio) reagáltattuk 2 órán keresztül. A lemezeket ezután metanollal, majd vízzel mostuk, szárítottuk és 105 °C-on 15 percig hőkezeltük.The etched glass slides prepared as described above were reacted with 3% 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (ICN Biomedicals Inc., Aurora, Ohio) in 95% aqueous methanol for 2 hours. The plates were then washed with methanol and water, dried and heated at 105 ° C for 15 minutes.

b) lépés: Aminoszilanizált felszín kialakításaStep b: Formation of an aminosilylated surface

Az a) lépésben kapott akrilszilanizált lemezeket 0,033 mmol/ml koncentrációjú tetraetilén-pentamin (Fluka, Németo.) dimetil-formamidos (Fluka, Németo.) oldatában 48 órán át inkubáltuk úgy, hogy az átalakítandó felületet az oldat ellepje. Ezután a lemezeket dimetil-formamiddal, majd metanollal mostuk és szobahőmérsékleten szárítottuk.The acrylic silylated plates obtained in step a) were incubated for 48 hours in a solution of tetraethylene pentamine (Fluka, Germany) (0.033 mmol / ml) in dimethylformamide (Fluka, Germany) so that the surface to be converted was covered by the solution. The plates were then washed with dimethylformamide followed by methanol and dried at room temperature.

c) lépés: Reaktív akrilcsoportokat tartalmazó felszín kialakításaStep c) Creating a surface containing reactive acrylic groups

A b) lépésben kapott lemezeket 60 ml diklór-etánban (Merck, Németo.) oldott 2 mmol akrilsav-kloriddal (ICN Biomedicals Inc., Aurora, Ohio) és 2 mmol diizopropil-etil-aminnal (ICN Biomedicals Inc., Aurora, Ohio) 2 órán keresztül inkubáltuk, majd diklór-etánnal mostuk és szobahőmérsékleten szárítottuk.The plates obtained in step b) were dissolved in 60 ml of dichloroethane (Merck, Germany) with 2 mmol of acrylic acid chloride (ICN Biomedicals Inc., Aurora, Ohio) and 2 mmol of diisopropylethylamine (ICN Biomedicals Inc., Aurora, Ohio). ), Incubated for 2 hours, then washed with dichloroethane and dried at room temperature.

2. példaExample 2

a) Aktív epoxicsoportokat tartalmazó hidrofób szilárd hordozó előállításaa) Preparation of a hydrophobic solid support containing active epoxy groups

Az 1. példa b) lépésében kapott lemezeket 55 ml kloroformban (Molar Chemicals Kft., Magyaro.; tisztaság >99%) oldott 30 mmol epiklórhidrinnel (Fluka, Németo.) reagáltattuk 12 mmol (1 ml) piridin (Fluka, Németo.) jelenlétében 2 órán át, majd kloroformmal mostuk és szobahőmérsékleten szárítottuk.The plates obtained in Example 1 (b) were reacted with 30 mmol of epichlorohydrin (Fluka, Germany) dissolved in 55 ml of chloroform (Molar Chemicals Ltd., Hungary; purity> 99%). in the presence of 2 hours, then washed with chloroform and dried at room temperature.

HU 225 375 Β1HU 225 375 Β1

b) Aktív epoxicsoportokat tartalmazó hidrofil szilárd hordozó előállításab) Preparation of a hydrophilic solid support containing active epoxy groups

Az 1. példa b) lépésében kapott lemezeket 55 ml etanolban (Molar Chemicals Kft., Magyaro.; tisztaság >99,7%) oldott 30 mmol 1,4-butándiol-diglicidil-éterrel 5 (Fluka, Németo.) reagáltattuk 5 mmol NaOH jelenlétében 2 órán át, majd etanollal mostuk és szobahőmérsékleten szárítottuk.The plates obtained in Example 1 (b) were reacted with 30 mmol of 1,4-butanediol diglycidyl ether 5 (Fluka, Germany) in 55 ml of ethanol (Molar Chemicals Ltd., Hungary; purity> 99.7%). It was washed with NaOH for 2 hours, then with ethanol and dried at room temperature.

3. példa 10Example 3 10

Nagy sűrűségű oligonukleotidarray elkészítésePreparation of High Density Oligonucleotide Array

Az egyik kísérletben az oligonukleotidoldat nagy sűrűségű felvitele MicroGrid Totál Array System (BioRobotics, Anglia) robot segítségével történt. A másik kísérletben a felvitelt kézzel, pipetta segítségével haj- 15 tottuk végre. A robot által felvitt folyadékmennyiség kb.In one experiment, high density application of the oligonucleotide solution was performed using a MicroGrid Total Array System (BioRobotics, England) robot. In the other experiment, the application was done by hand using a pipette. The amount of fluid applied by the robot is approx.

100 ni, míg a pipettával felvitt mennyiség 0,4-1,0 μΙ volt. Próbafelvitel után a lemezeket ultraibolya sugárral besugaraztuk (700 mJ) UV-keresztkötő (Ultra Lum) segítségével. Az elkészült lemezeket sötétben szobahő- 20 mérsékleten tároltuk.100 µl, while the volume applied with the pipette was 0.4-1.0 µΙ. After test application, the plates were irradiated with ultraviolet radiation (700 mJ) using UV crosslinker (Ultra Lum). The prepared plates were stored in the dark at room temperature.

4. példaExample 4

Hibridizációs vizsgálatokHybridization assays

Hibridizáció előtt a lemezeket 42 °C-on 30 percig 25 inkubáltuk prehibridizációs oldatban (2*SSC, 0,5% SDS, 1 % BSA). Ezután az így előkezelt lemezeket vízzel mostuk, majd szobahőmérsékleten szárítottuk.Prior to hybridization, the plates were incubated at 42 ° C for 30 minutes in prehybridization solution (2 * SSC, 0.5% SDS, 1% BSA). The pre-treated plates were then washed with water and dried at room temperature.

A hibridizációt mikroszkóp-fedőlemez alatt végeztük.Hybridization was performed under a microscope cover plate.

A fluoreszcens festékkel jelölt oligonukleotidokat 30 (10 pmol vagy 0,5 pg) hibridizációs pufferben (50% formamid, 5xSSC, 0,1% SDS, 100 pg/ml lazacsperma DNS) vittük fel, amit a fedőlemez alá pipettáztunk. Hibridizáció után a fedőlemezt eltávolítottuk, majd a lemezeket az alábbi oldatokkal mostuk: 1*SSC, 0,15% 35 SDS, 0,2xSSC, 0,15% SDS, 0,1xSSC. Minden mosást 5 percig végeztünk. Ezután a lemezeket vízbe mártottuk, majd megszárítottuk és Scan Array Lite (GSI Lumonics) konfokális fluoreszcens lézerscanner segítségével 10 pm felbontással leolvastuk. Minden egyes lemezt zöld lézer (532 nm) (Cy5 fluoreszcens jelölés esetén) vagy vörös lézer (Cy3 fluoreszcens jelölés esetén) segítségével gerjesztettünk és az emittált fényt leolvastuk.Fluorescent dye-labeled oligonucleotides were applied in 30 (10 pmol or 0.5 pg) hybridization buffer (50% formamide, 5xSSC, 0.1% SDS, 100 pg / ml salmon sperm DNA), which was pipetted under the cover plate. After hybridization, the cover plate was removed and the plates were washed with 1x SSC, 0.15% 35 SDS, 0.2xSSC, 0.15% SDS, 0.1xSSC. Each wash was performed for 5 minutes. Plates were then dipped in water, dried and read with a Scan Array Lite (GSI Lumonics) confocal fluorescent laser scanner at 10 µm resolution. Each plate was excited with a green laser (532 nm) (for Cy5 fluorescent labeling) or a red laser (for Cy3 fluorescent labeling) and the emitted light was read.

5. példaExample 5

Az immobilizálás hatékonysága és a pH közötti összefüggés vizsgálataInvestigation of the relationship between immobilization efficiency and pH

Ahhoz, hogy megállapítsuk a nukleinsavak immobilizálásának optimális pH-ját, különböző pH-jú pufferben feloldott Cy5 fluoreszcensen jelölt oligonukleotidokat vittünk fel az 1. példa szerint előállított szilárd hordozóra. Az eredmények a 3. ábrán láthatók. Az immobilizálás optimális pH-ja 10-nek adódott. A felvitel manuálisan történt pipetta segítségével (0,5 pl). Két különböző mértékben hígított oligonukleotidoldatot vittünk fel a hordozóra: 0,25 pmol/μΙ és 0,062 pmol/μΙ koncentrációjú oldatokat.To determine the optimum pH for immobilization of the nucleic acids, Cy5 fluorescently labeled oligonucleotides dissolved in various pH buffers were applied to the solid support prepared in Example 1. The results are shown in Figure 3. The optimum pH of the immobilization was 10. The application was done manually using a pipette (0.5 pl). Two different dilutions of oligonucleotide were applied to the vehicle: 0.25 pmol / μΙ and 0.062 pmol / μΙ.

6. példaExample 6

Fehérje immobilizálásaImmobilization of protein

Annak eldöntésére, hogy a találmány szerinti hordozó alkalmas-e fehérjék immobilizálásra, 0,5 mg/ml töménységű Cy3 fluoreszcensen jelölt sztreptavidinoldatból 7-es és 10-es pH-jú foszfátpufferben 1 μΙ-t csepegtettünk a felületre. A lemezeket 30 percig vízgőzzel telített atmoszférában inkubáltuk szobahőmérsékleten, majd vízzel és 1xSSC, 0,15% SDS-oldattal 5-5 percig mostuk. A lemezeket minden egyes mosás után szkenneltük, hogy meghatározzuk a lemezekre immobilizálódott (kötődött) molekulák mennyiségét. A kapott eredményeket a 4. ábrán mutatjuk be. Az ábrából látható, hogy 10-es pH-η igen jól kötődik a sztreptavidin, ennélfogva a találmány szerinti hordozó alkalmas fehérjék immobilizálására.To determine if the carrier of the invention is suitable for protein immobilization, 1 μΙ of a 0.5 mg / ml solution of Cy3 fluorescently labeled streptavidin was added dropwise in phosphate buffer at pH 7 and 10. The plates were incubated for 30 minutes in a steam-saturated atmosphere at room temperature and then washed with water and 1xSSC, 0.15% SDS for 5-5 minutes. The plates were scanned after each wash to determine the amount of molecules immobilized (bound) on the plates. The results obtained are shown in Figure 4. From the figure it can be seen that pH 10 η is very well bound to streptavidin and therefore the carrier according to the invention is suitable for immobilization of proteins.

1. táblázatTable 1

Oligonukleotidszekvenciákoligonucleotide

Oligo neve Oligo's name Szekvencia Sequence Jellemzők (hossz) Features (length) AREV-M1 AREV-M1 5’-CCTGTGTTAAATTGTTATCCGC-N H2-3'5'-CCTGTGTTAAATTGTTATCCGC-N H 2 -3 ' 1 mutáció [22] 1 mutation [22] AREV-M2 AREV-M2 5’-CCTGTTTGAAAT ΓΤΊ TATCCGC-NH2-3’5'-CCTGTTTGAAAT ΓΤΊ TATCCGC-NH 2 -3 ' 2 mutáció [22] 2 mutations [22] AREV-M3 AREV-M3 5’-CCTGTTTGAAATTTTTATCCTC-NH2-3’5'-CCTGTTTGAAATTTTTATCCTC-NH 2 -3 ' 3 mutáció [22] 3 mutations [22] 3' A-AREV 3 'A-AREV 5’-CCTGTGTGAAATTGTTATCCGC-NH2-3’5'-CCTGTGTGAAATTGTTATCCGC-NH 2 -3 ' Nincs mutáció [22] No mutation [22] 5’ A-AREV 5 'A-AREV 5'-NH2-CCTGTGTGAAATTGTTATCCGC-3'5'-NH 2 -CCTGTGTGAAATTGTTATCCGC-3 ' Nincs mutáció [22] No mutation [22] AREV AREV 5’-CCTGTGTGAAATTGTTATCCGC-3’ CCTGTGTGAAATTGTTATCCGC 5'-3 ' Nincs mutáció [22] No mutation [22] Cy5-AREV Cy5 AREV 5’-Cy5-CCTGTGTGAAATTGTTATCCGC-3' 5'-Cy5-CCTGTGTGAAATTGTTATCCGC-3 ' Nincs mutáció [22] No mutation [22] AR17 AR17 5’-GTGAAATTGTTATCCGC-3’ GTGAAATTGTTATCCGC 5'-3 ' Nincs mutáció [17] No mutation [17] AR17-MC MC-AR17 5’-GTGAAATTCTTATCCGC-3’ GTGAAATTCTTATCCGC 5'-3 ' 1 mutáció G->C [17] 1 mutation G-> C [17] AR17-MA AR17-MA 5’-GTGAAATTATTATCCGC-3’ GTGAAATTATTATCCGC 5'-3 ' 1 mutáció G->A [17] 1 mutation G-> A [17] AR17-MT MT-AR17 5-GTGAAATTTTTATCCGC-3’ 5 GTGAAATTTTTATCCGC-3 ' 1 mutáció G->T [17] 1 mutation G-> T [17] AR17-M2 AR17-M2 5’-GTTAAATTTTTATCCGC-3’ GTTAAATTTTTATCCGC 5'-3 ' 2 mutáció [17] 2 mutations [17] Cy5-REV Cy5-REV 5’-GCGGATAACAATTTCACACAGG-3’ GCGGATAACAATTTCACACAGG 5'-3 ' Komplementer [22] Complementary [22] C1 C1 5’-NH2-TATTGTACCATCAATTAATAA-3’5'-NH 2 -TATTGTACCATCAATTAATAA-3 ' Chlamydia-próbal [21] Chlamydia test [21]

HU 225 375 Β1HU 225 375 Β1

1. táblázat (folytatás)Table 1 (continued)

Oligo neve Oligo's name Szekvencia Sequence Jellemzők (hossz) Features (length) C2 C2 5'-NH2-ATCTACGGCAGTAGTATAGTT-3’5'-NH 2 -ATCTACGGCAGTAGTATAGTT-3 ' Chlamydia-próba2 [21] Chlamydia test2 [21] R2 R2 5'-NH2-GATCGATTAAGTTCCTCGTTCGC-3’5'-NH 2 -GATCGATTAAGTTCCTCGTTCGC-3 ' Random [23] Random [23] M1 M1 5’-NH2-GGCGCCTTTAATATGATGGGAGGA-3’5'-NH 2 -GGCGCCTTTAATATGATGGGAGGA-3 ' CMV-próba1 [24] CMV test1 [24] M2 M2 5'-NH2-CCTTTCGAGGAGATGAA-3’5'-NH 2 -CCTTTCGAGGAGATGAA-3 ' CMV-próba2 [17] CMV test2 [17] CPF CPF 5’-Cy5-TTACAAGCCTTGCCTGTAGG-3' 5'-Cy5-TTACAAGCCTTGCCTGTAGG-3 ' Cy5-Chlamydia 5’-primer [20] Cy5-Chlamydia 5'-primer [20] CPR CPR 5’-GCGATCCCAAATGTTTAAGGC-3’ GCGATCCCAAATGTTTAAGGC 5'-3 ' Chlamydia 3’-primer [21] Chlamydia 3'-primer [21] MPF MPF 5'-CGGCATAGAATCAAGGAGCACATGC-3’ CGGCATAGAATCAAGGAGCACATGC 5'-3 ' CMV 5’-primer [24] CMV 5'-primer [24] MPR MPR 5’-Cy5-AAGGCTGAGTTCTTGGTAAAGAAC-3’ 5'-Cy5-AAGGCTGAGTTCTTGGTAAAGAAC-3 ' Cy5-CMV 3’-primer [24] Cy5-CMV 3'-primer [24]

Megjegyzés: a vastag aláhúzott karakterek a megváltoztatott nukleotidokat jelölik a mutáns oligonukleotidszekvenciákban.Note: bold underlined characters denote altered nucleotides in mutant oligonucleotide sequences.

A Chlamydia-próbák az alábbi: Ranki et al.: Gene 21, 77-85 (1983) és Keller et al.: J. Clin. Microbiol. 29, 638-641 (1991) referenciák alapján készültek.Chlamydia probes include Ranki et al., Gene 21: 77-85 (1983) and Keller et al., J. Clin. Microbiol. 29, 638-641 (1991).

Claims (12)

1. Eljárás reaktív szilárd hordozó előállítására, azzal jellemezve, hogy (a) egy kémiailag előkészített szilárd hordozót 3-metakril-oxi-alkil-trialkoxi-szilánnal reagáltatunk, majd mossuk és 90-130 °C-on szárítjuk, (b) az így akrilszilanizált hordozót tetraalkilén-pentaminnai reagáltatjuk, mossuk és szárítjuk, majd (c1) az így kapott hordozót akrilsav-kloriddal savmegkötő jelenlétében reagáltatjuk, mossuk és szárítjuk, vagy (c2) az így kapott hordozót 1,4-alkándiol-diglicidil-éterrel vagy epikiórhidrinnel savmegkötő jelenlétében reagáltatjuk, mossuk és szárítjuk.A process for the preparation of a reactive solid support comprising: (a) reacting a chemically prepared solid support with 3-methacryloxyalkyl trialkoxysilane, then washing and drying at 90-130 ° C; reacting, washing and drying the acrylic silylated support with tetraalkylene pentamine, (c1) reacting the resulting support with acrylic chloride in the presence of an acid scavenger, or (c2) the resulting support with 1,4-alkanediol diglycidyl ether or in the presence of a solvent, washed and dried. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szilárd hordozóként üveg- vagy polisztirol- vagy polipropilénlemezeket alkalmazunk.2. The process of claim 1, wherein the solid support is glass or polystyrene or polypropylene sheets. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szilárd hordozóként üveg mikroszkóplemezeket alkalmazunk.3. The method of claim 2, wherein the solid support is glass microscope slides. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az a) lépésben kémiailag előkészített szilárd hordozóként nátrium-hidroxidban maratott és semlegesre mosott üveg mikroszkóplemezeket alkalmazunk.4. The process of claim 1, wherein the chemically prepared solid support in step a) is a glass microscope plate etched in sodium hydroxide and washed neutral. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (a) lépésben 3-metakril-oxi-propil-trimetoxi-szilánt, a (b) lépésben tetraetilén-pentamint és a (c1) lépésben akrilsav-kloridot és diizopropil-amint alkalmazunk.5. A process according to claim 4 wherein in step (a) is 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, in step (b) tetraethylene pentamine and in step (c1) acrylic acid chloride and diisopropyl. as soon as we apply. 6. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (a) lépésben 3-metakril-oxi-propil-trimetoxi-szilánt, a (b) lépésben tetraetilén-pentamint és a (c2) lé25 pésben 1,4-butándiol-diglicidil-étert és nátrium-hidroxidot alkalmazunk.6. A process according to claim 4, wherein in step (a) 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, in step (b) tetraethylene pentamine and in step (c2) 1,4-butanediol diglycidyl ether and sodium hydroxide are used. 7. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (a) lépésben 3-metakril-oxi-propil-trimetoxi-szilánt, a (b) lépésben tetraetilén-pentamint és a (c2) lé30 pésben epiklórhidrint és piridint alkalmazunk.The process of claim 4, wherein 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane is used in step (a), tetraethylene pentamine in step (b) and epichlorohydrin and pyridine in step (c2). 8. Módosítatlan nukleinsav, fehérje vagy oligonukieotid immobilizálására alkalmas reaktív szilárd hordozó, amely az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárással előállított.A reactive solid support for immobilizing an unmodified nucleic acid, protein, or oligonucleotide as defined in any one of claims 1-7. A process according to any one of claims 1 to 6. 3535 9. Egy 8. igénypont szerinti reaktív szilárd hordozó alkalmazása nukleinsav-, fehérje- vagy oligonukleotidarray-k vagy -csípek előállítására.Use of a reactive solid support according to claim 8 for the preparation of nucleic acid, protein or oligonucleotide arrays or streaks. 10. Egy 8. igénypont szerinti reaktív szilárd hordozó alkalmazása mutációanallzisre, PCR-termékek detek40 tálására, genetikaibit-analízisre vagy genetikaibit-analízisre ligázreakcióval.Use of a reactive solid support according to claim 8 for mutation analysis, detection of PCR products, genetic bit analysis or genetic bit analysis by ligase reaction. 11. Egy 8. igénypont szerinti reaktív szilárd hordozó alkalmazása génexpressziós vizsgálatokban, betegségek szűrésében vagy diagnosztikában történő felhasz45 nálásra.Use of a reactive solid support according to claim 8 for use in gene expression assays, disease screening or diagnostics. 12. Eljárás nukleinsavak, fehérjék vagy oligonukleotidok immobilizálására, azzal jellemezve, hogy (i) az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárással előállítunk egy reaktív szilárd hordozót, és12. A method for immobilizing nucleic acids, proteins or oligonucleotides, characterized in that (i) amino acids 1-7. A process according to any one of claims 1 to 6, for preparing a reactive solid support, and 50 (ii) módosítatlan nukleinsav-, fehérje- vagy oligonukleotidmolekulát az így aktivált hordozóra rögzítünk.(Ii) an unmodified nucleic acid, protein, or oligonucleotide molecule is attached to the support thus activated.
HU0104423A 2001-10-20 2001-10-20 Reactive solid state carriers and production and application of them HU225375B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU0104423A HU225375B1 (en) 2001-10-20 2001-10-20 Reactive solid state carriers and production and application of them

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU0104423A HU225375B1 (en) 2001-10-20 2001-10-20 Reactive solid state carriers and production and application of them

Publications (4)

Publication Number Publication Date
HU0104423D0 HU0104423D0 (en) 2001-12-28
HUP0104423A2 HUP0104423A2 (en) 2004-05-28
HUP0104423A3 HUP0104423A3 (en) 2006-02-28
HU225375B1 true HU225375B1 (en) 2006-10-28

Family

ID=89979814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0104423A HU225375B1 (en) 2001-10-20 2001-10-20 Reactive solid state carriers and production and application of them

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU225375B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
HU0104423D0 (en) 2001-12-28
HUP0104423A2 (en) 2004-05-28
HUP0104423A3 (en) 2006-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6387631B1 (en) Polymer coated surfaces for microarray applications
Beaucage Strategies in the preparation of DNA oligonucleotide arrays for diagnostic applications
US6248521B1 (en) Amplification and other enzymatic reactions performed on nucleic acid arrays
US6858713B1 (en) Chemically modified biological molecules and methods for coupling biological molecules to solid support
US7553943B2 (en) Polynucleotide arrays
US6387626B1 (en) Covalent attachment of unmodified nucleic acids to silanized solid phase surfaces
US20010008765A1 (en) DNA chip and reactive solid carrier
US20030108917A1 (en) Method for manufacturing hydrogel biochip by using star-like polyethylene glycol derivative having epoxy group
AU742599B2 (en) Multiple functionalities within an array element and uses thereof
Hackler et al. Development of chemically modified glass surfaces for nucleic acid, protein and small molecule microarrays
JP2001108683A (en) Dna fragment fixing solid-phase carrier, dna fragment fixing method, and nucleic-acid fragment detecting method
WO2001002538A1 (en) Substrates for nucleic acid immobilization onto solid supports
JP3996307B2 (en) DNA fragment immobilization method, DNA chip and nucleic acid fragment detection method
JP2003508024A (en) Method for identifying nucleic acid fragments
US7829505B2 (en) Method for construction of oligonucleotide microarrays
US20050074781A1 (en) Nucleic acid braided J-probes
HU225375B1 (en) Reactive solid state carriers and production and application of them
JP3888613B2 (en) Nucleic acid immobilization method, microarray, and gene analysis method using the same
JP4184718B2 (en) Method for producing reactive solid support
JP4054499B2 (en) Method for immobilizing DNA fragment on solid support surface and DNA chip

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees