KR20140014385A - 광학적 측정 방법을 위한 인식형 캐리어 - Google Patents

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KR20140014385A
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비아메트릭스 마르켄 운트 레흐테 게엠베하
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Abstract

본 발명은 광학적 측정 방법을 이용하여 기판 표면을 정의하는 표면과의 물리적, 화학적 또는 생화학적 상호 작용을 결정하기 위한, 재인식 가능한 캐리어에 관한 것으로, 상기 표면은 반응 원소들로 코팅된 기초층을 포함하고, 상기 반응 원소들은 상기 반응 원소들의 측에서 포획 분자와의 결합을 포함하고, 이때 기초층 및/또는 반응 원소는 코딩을 형성하는 공백 패턴을 구비하거나/구비하고 그리고/또는 반응 원소는 코딩을 형성하는 연결 분자 또는 마커를 구비한다. 부가적으로, 기판 표면은, 레이저광 또는 화학적 식각을 이용하여 적용된며 코딩을 형성하고 거시적으로 광범위한 패턴을 더 포함할 수 있다. 본 발명은 언급한 상호 작용을 결정하기 위한 분광학 방법 및/또는 세기형 연구법을 위한 재인식형 캐리어의 제조 방법에 관한 것이기도 하다. 캐리어의 재인식을 위한 코딩은 광도계적 평가 유닛과 결합한 판독 유닛에 의해 관리될 수 있다. 이러한 캐리어는 안전 관리, 접근 관리 또는 체외 진단 시 바이오 분자의 분석을 위해 사용될 수 있다.

Description

광학적 측정 방법을 위한 인식형 캐리어{RECOGNIZABLE CARRIER FOR OPTICAL MEASURING METHODS}
본 발명은 광학적 측정 방법을 이용하여 기판 표면을 정의하는 표면과의 물리적, 화학적 또는 생화학적 상호 작용을 결정하기 위한 재인식형 캐리어에 관한 것으로, 상기 표면은 반응 원소들로 코팅된 기초층을 포함하고, 반응 원소들은 상기 반응 원소들의 측에서 포획 분자들과의 결합을 포함한다. 마찬가지로, 광학적 측정 방법을 이용하여 물리적, 화학적 또는 생화학적 상호 작용을 결정하기 위한 재인식형 캐리어의 제조 방법 및 본 발명에 따른 이용이 포함된다.
패턴을 인식하기 위한 마이크로어레이의 코딩 또는 일반적으로 분석 캐리어의 코딩은 그로부터 다양한 정보를 유도하기 위한 것으로 점점 더 중요해지고 있으며 이러한 코딩에 관한 수요가 점차 늘어나고 있다. 그동안 코딩 종류는 다양할 뿐만 아니라 상호간에 개별적으로 상이하다.
DE 600 22 043 T2에 의해 패턴 인식을 포함한 마이크로어레이칩은 공개되는데, 상기 칩은 반응 원소들의 특수한 스폿 패턴(spot patterns)을 가진다. 선택된 스폿들은 패턴 인식을 위해 역할한다. 선택된 스폿들은 발색 효과(color developing)를 내는 색소를 포함하거나 이러한 색소를 축적할 수 있는 적어도 하나의 물질을 포함하는 스폿과 이러한 색소가 결핍된 스폿으로 구분된다. 이를 통해, 필요 시 2차원 패턴이 생성되고, 상기 패턴의 배열은 데이터 뱅크에 기탁되어(deposited) 조회될 수 있다. 이러한 증명 색소로서 형광 마커가 사용된다. 종래 기술에 따라 제안된 패턴 인식은 2차원적으로 정렬되어 있으므로, 패턴 인식은 패턴에 의해 전달될 수 있는 정보와 관련하여 제한되어 있다. 형광 마커의 사용은 어레이의 감도에 불리하게 영향을 미칠 수 있고, 오히려 소모적인 측정 구조를 야기한다.
한편, WO 2005/024695 A2는 생물 정보학의 방법론에 토대를 두어 상기 단점을 극복하기 위한 시도를 하였는데, 상기 방법론은 마이크로어레이의 마킹 종류가 넓게 확장되고, 이러한 마킹을 재인식하는 결과를 가져온다. 이때, 연구해야 할 반응을 위한 패턴 인식과 각각의 어레이를 위해 특징적인 데이터의 인식은 서로 상이해야 한다. 왜냐하면 대부분, 하나의 어레이에서 패턴 인식을 위한 마킹은 일회성의 명백한 마킹으로서 사용되고, 이러한 마킹으로 인하여 사용자는 어레이에 관한 해당 정보를 데이터뱅크로부터 추론할 수 있다. 이를 위해, 프로브를 포함하며 각각 마킹된 어레이는 배양된다. 연구해야 할 프로브내의 타겟 구조물과 각각의 어레이상에 기탁된 정보들이 반응할 때, 상기 반응 시 결합 패턴에 상응하는 데이터들이 얻어진다. 예를 들면 형광 마커를 사용하는 경우, 기탁된 정보들 사이에서 그리고 연구해야 할 타겟 구조물과의 반응 시 서로 다른 발색이 확정되고 분석된다. 이러한 데이터들은 일반적으로, 어레이에 관한 일반 정보들을 가지며 상기 어레이상에 물리적으로 설치된 식별 코드들과 조합된다. 상기 식별 코드는 예를 들면 바코드일 수 있다. 두 코딩 종류는 반응으로부터 측정 데이터의 분석을 위해 필요하고 중요하다. 이제, 상기 설명한 종래 기술은, 어레이상에 물리적으로 설치된 식별 코드가 일반적으로 누구에게나 접근 가능하지 않으며 읽을 수 없다는 것을 단점으로서 제시한다. 상기 바코드를 위한 키(key), 바코드 판독 장치 또는 해당 데이터 뱅크 정보가 없으면, 상기 바코드는 산출할 수 없고, 따라서 분석으로부터 총체적인 정보를 평가할 수 없는 경우가 종종 있다. 이 경우에도 바코드가 오류이거나 읽히지 않거나 잘못 읽힌다는 문제가 있다. 종래 기술은, 이러한 문제를, 십진수의 형태를 가진 비트 코드(BCD 코드)로서 기탁되거나 2진 아스키 코드로서 기탁된 코딩에 의해 방지한다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 정보들은 어레이 당 코딩되고, 적절하게 컴퓨터-판독형 매체에 의해 다시 디코딩될 수 있다. 다양한 종류의 정보들은 조합된 상태로 불러올 수 있다. 상기 종래 기술에 따라 제안된 패턴 인식도 2차원적으로 정렬되어 있다.
DNA 마이크로어레이로서 사용될 수 있는 2차원 패턴 인식을 포함한 다른 분석칩은 WO 02/18945 A2에 소개된다. 이러한 분석칩은 바코드 종류에 따라 데이터를 작업하고 인식한다. 어레이의 서로 다른 스폿 필드들은 2진코드의 형태로 소정의 위치에서 어레이상에 놓인다. 이때, 각각 하나의 바코드는, 어레이상에 고정되며 각각 분석해야 할 프로브를 위해 특징적인 타겟 구조물의 분자 정보에 대응한다. 유전자 분석을 위해 분석칩이 사용될 때, 연구해야 할 DNA 단편들(fragments)의 식별은 프로브내의 서로 다른 착색에 의해 이루어질 수 있다.
앞에 언급한 모든 분석칩은 특수 마커, 일반적으로 형광 마커를 이용하는 분석법에 따라 작업한다. 각각 제안된 패턴 인식은 연구해야 할 종(species)의 식별을 위해 기능하며, 사용 안전을 위한 품질- 및 원본성 관리의 목적을 위한 캐리어의 재인식을 위해 기능하지 않는다. 오류가 있는 출발 물질은 이러한 방식으로 인식되지 않을 수 있거나 적어도 신뢰할만하게 인식되지 않을 수 있고, 특히 고유의 분석 전에 제때에 가려낼 수 없다.
반사율 측정 간섭 분광법(RIfS)의 더 신규한 측정 방법은 그동안 다양한 공개 문헌을 통해 다양한 견지에서 공지되어 있으며 마킹 없이 작업할 수 있다. 이러한 측정 방법을 이용하여, 바이오 분자들간의 상호 작용을 직접 연구할 수 있고, 특히 항체-/항원반응을 직접 연구할 수 있다. 상기 측정 방법은 특수하게 준비된 바이오센서의 층 두께 변화 결정에 기초를 두며, 상기 측정 방법에 의해 하나의 얇은 층내에서 또는 상기 층의 측에서 물리적이거나 화학적이거나 생화학적인 상호작용을 시분해 및 공간분해적으로(time- and spatially resolved) 마킹없이 연구할 수 있다.
바이오센서는 실질적으로 면형 캐리어로 구성되며, 상기 캐리어의 일 표면은, 바이오 분자의 측정을 위해 필요한 반응짝(reaction partner)을 공유 결합에 의해 수용할 수 있기 위해, 특수하게 활성화되어 사전 처리되어 있다. 예를 들면 항체-/항원 반응을 연구해야 하는 경우, 해당 항체는 상기 면형 캐리어에 고정화된다. 기본적으로, 반응짝은, 상기 반응짝이, 분석해야 할 종(들)을 인식하고 결합할 수 있기 위해, 적합한 인식 구조를 포함하도록 선택된다. 즉, 코팅은, 상기 코팅이 각각 분석해야 할 종에 상응하거나 그와 유사하도록 선택된다. 연구해야 할 프로브는, 특수하게 코팅되며 반응짝을 포함하는 캐리어, 바이오센서와 접촉한다. 이후의 배양 단계에서, 프로브내의 분석해야 할 종은 캐리어 코팅의 해당 분자 구조물에 결합할 수 있다. 배양 단계는 미리 정해진 시간 이후에 캐리어의 세척에 의해 종료된다. 프로브내의 분석해야 할 종과 캐리어 코팅 사이의 상호작용은 층 두께 변화로서 직접적으로 증명 가능하다. 이때 증명 방법으로서, 얇은 투명 캐리어층의 경계면에서 반사됨에 따른, 소정의 파장을 가진 광의 간섭이 그 역할을 한다. 층 두께 변화와 관련할 수 있는 간섭 분광이 얻어진다.
상기 약술한 기본적 설명으로부터, 반사율 측정 간섭 분광학을 실시할 때 주의해야 할 견지는 예를 들면 생리학적 액체내에서 항원-항체 상호 작용의 연구를 위해 사용된 캐리어를 목적에 맞게 준비하는 것에 관계된다는 것에 있다.
이와 관련하여 WO-A-2006/131225에 의해 공지된 종래 기술은 캐리어의 준비를 더 상세히 기술하고 있다. 분석해야 할 종 또는 종들 또는 경우에 따라서 그 유도체에 상응하는 물질이 상기 캐리어상에 적용되기 전에, 캐리어 표면은 우선 활성화되고, 이어서 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxysilane)(GOPTS)에 의해 개질되되, 캐리어의 표면에 상기 물질을 얹고, 부가적 캐리어로 덮으면서 그러하다. 이로써 샌드위치 배열이 발생한다. 이러한 샌드위치 배열은, 이로 인하여 동시에 2개의 캐리어가 동일한 품질로 준비될 수 있다는 점에서 유용하다. 그러나, 이러한 샌드위치 배열이 반드시 필요한 것은 아니다. 이와 같이 얻어진 캐리어들은 상기 캐리어들의 샌드위치 배열에서 건조되고, 이어서 특정한 시간의 경과 후에 분석해야 할 종 또는 종들 또는 이들의 각 유도체를 수용하기 위해, 즉 이들과의 선택적 반응을 위해 적합한 액체로 세척됨으로써 부가 처리될 수 있다. 캐리어를 사용하여 연구할 수 있는 생리학적 액체로서 특히 혈청 및 혈장이 거론된다.
식품업, 의학 및 환경의 분야에서 물 분석을 포함하여 분석을 위한 반사율 측정 간섭 분광학을 사용할 수 있으므로, 상기 분광학의 사용 안전성에 있어 중요하고 다른 분석 방법에 비해 현저히 더 많은 요건을 세워야 한다. 측정 결과는 오류를 가진 출발 물질에 의해 오염되는 경우가 없도록 해야 한다. 마지막으로, 점점 더 확대되는 위조품과 관련하여, 분석 공정 및 상기 공정에 사용된 물질의 식별 및 추적을 할 수 있어야 한다.
그러나, 의학 및 식량 산업의 민감한 분야에서 반사율 측정 간섭 분광학의 향후 응용에 있어서, 제품 안전성과 관련하여 완전히 다른 문제가 존재한다. 미국의 FDA(Food and Drug Administration)는 유럽의 EMEA(European Agency for the Evaluation of Medical Products)와 마찬가지로 의약품 및 의료기기를 위해 인증받은 원본 제조사 데이터에 관한 사실 증명을 의무화할 계획을 세우고 있고, 이러한 의무는 민감한 분석 방법 및 상기 방법의 필수 구성요소까지 확대되며, 상기 구성요소는 본 명세서의 경우 분석을 위해 필요한 면형 캐리어이다.
이러한 목표를 달성하기 위해, 이미 소위 데이터 매트릭스 코드가 2차원 코드로서 개발되었다. 상기 코드의 가장 유명한 응용예에서, 화학 및 의학의 분석 장비 및 도구의 영역에 레이저광을 이용하여 지속력을 가진 직접 서명이 사용되고 있다. 이를 위해, 다양한 소정의 코드 패턴이 존재하며, 일반적으로 정사각형 또는 직사각형의 코드 이미지 형태로 존재한다. 이러한 코드 패턴은 DIN 규격에 확정 및 설명되어 있어서, 세계적으로 연계하여 데이터- 및 제품 안전성을 마련할 수 있다. 그러나, 상기 패턴은 반사율 측정 간섭 분광학의 관점에서 사용될 수 없는데, 상기 패턴은 한편으로, 상기 패턴이 기판 표면상에 적용될 때 코드 정보가 점 패턴보다 매우 복잡하게 코딩되는 이유로 분석 결과가 오류를 가질 수 있기 때문이다. 다른 한편으로, 분석 방법에서 데이터 자체는 코드의 검사를 위해 필요한 코드 스캐너를 이용하여 판독 및 검사할 수 없다는 또 다른 어려움이 있다. 부가적으로, 상기 코드는 충분한 신빙성을 갖추지 못하는데, 상기 코드는 기초 물질을 표시하나, 고유의 코팅 자체를 표시하지는 않기 때문이다.
이로부터 시작하여, 본 발명이 기초로 하는 과제는, 목적에 맞는 캐리어 준비를 최적화하는 것으로, 상기 캐리어는 광학적 측정 방법을 실시하기 위해 사용되며, 임의의 물리적, 화학적 또는 생화학적 상호작용을 연구하고 결정하기 위해 적합하며, 이때 품질 안전과 관련하여 캐리어를 최적화하는데, 이로써 방법을 더 안전하고 오류 없이 실시할 수 있고, 향후의 관청 규정 및 조건을 충족하기 위함이다.
상기 과제는 본 발명에 따르면, 광학적 측정 방법을 이용하여, 기판 표면을 정의하는 표면과의 물리적, 화학적 또는 생화학적 상호작용을 결정하기 위한 캐리어에 의하여 해결되며, 상기 기판 표면은 반응 원소들로 코팅된 기초층을 포함하고, 반응 원소들은 상기 반응 원소들의 측에서 포획 분자들(capture molecules)과의 결합을 포함하며, 이때 캐리어는 본 발명에 따르면, 상기 캐리어가 암시적 코딩을 포함함으로써 재인식이 가능하다. 암시적 코딩은, 기초층 및/또는 반응 원소들이 코딩을 형성하는 공백 패턴을 구비하거나/구비하고 반응 원소들이 코딩을 형성하는 연결 분자들(linker molecules)을 구비하면서 달성된다. 종합적으로 또는 다양한 조합을 통해 선택적으로 제공되는 코딩은 캐리어의 원본성 및 품질의 관리를 위해 역할하며, 상기 관리를 최초로 가능하게 한다.
광학적 측정 방법으로, 기본적으로, 굴절률(n)의 변화, 물리적 층 두께(d)의 변화 또는 광학적 층 두께(n*d)의 변화와 같은 파라미터의 변화를 감지할 수 있는 측정 방법을 의미할 수 있다. 여기에는 일반적으로, 분광법, 반사측정방법, 즉 타원변광법(ellipsometry) 및 그 변형 방법이 속하며, 이러한 방법들에는 서두에 이미 언급한 반사율 측정 간섭 분광법(RIfS)이 속한다. 그러나 순수한 세기형(intensiometric) 연구법도 속하며, 즉, 상대적 세기들만 연구되고 이를 비교하여 측정 결과를 얻는 측정법이 속한다.
본 발명에 따르면, 캐리어를 개별적으로 마킹함으로써 혼동을 방지할 수 있다. 캐리어는 예를 들면 면형이고, 바람직하게는 적어도 평편할 수 있다. 기본적으로, 본 발명의 범위내에, 분광법과 같은 광학적 측정 방법 및 세기형 연구법을 위해 사용되며 투입될 수 있는 모든 캐리어가 포함되며, 상기 분광법에는 특히 반사율 측정 간섭 분광법이 속한다. 마킹은 원칙적으로 각각의 층에서, 즉 기판 표면상에 적층된 기초층에서뿐만 아니라 상기 기초층에 결합된 반응 원소들에서도, 경우에 따라 서로 조합된 상태에서 이루어질 수 있음으로써, 특히 선택적으로, 분광법 및 세기형 연구법의 다양한 응용 가능성에 맞춰진 마킹이 매우 확실하게 실시될 수 있다. 이때 특수한 연결 분자에 의한 반응 원소들의 코딩은 위조자가 접근할 수 없고 볼 수도 없는 기호는 이점을 제공하며, 상기 기호에 의해 캐리어의 신뢰할만한 출처가 확실하게 증명될 수 있다.
본 발명에 따른, 특수한 연결 분자에 의한 반응 원소의 마킹 및/또는 기초층의 마킹에 의해, 다양하고 이제까지 가능하지 않았던 품질 관리 및 품질 안전의 이점이 얻어진다. 따라서, 캐리어는 로트(lot) 관리, 공급 관리 및 차후에 보관 관리도 받을 수 있고, 이러한 관리는 캐리어가 이미 연구해야 할 프로브와 접촉하는 것을 불필요하게 만든다. 종래 기술에서, 이제까지 공지되고 사용되었던 코딩은, 연구 결과에 따라 원본품을 위조품과 구분할 수 있기 위해, 관리를 위해 제공된 참조로서 반대 프로브와 접촉되어 있다는 의미에서 명시적 코딩이라고 한다. 본 발명에 따르면, 이러한 공정에는, 이제, 어떠한 반대 프로브도 필요하지 않다는 의미에서 암시적 코딩이라고 표현할 수 있는 관리법이 대치된다. 측정을 위해 준비되며 원본성을 검사해야 할 캐리어는, 예를 들면 항체일 수 있는 반응 원소들로 코팅되며 완성된 기초층을 포함하고, 이러한 캐리어는 상기 캐리어에 입력된 코딩이 검사된다. 이때 얻어진 신호는 코드를 재현하는데, 상기 신호는 건조 신호라고도 할 수 있는데, 상기 신호가 예를 들면 항체-항원 상호작용을 시작할 필요없이 하나의 검사를 나타내기 때문이다. 항원은 측정해야 할 프로브에서만 찾을 수 있다. 항원은 상기 항원의 측정을 위해 사용된 캐리어가 원본품으로서 식별될 때까지 있는 그대로 내버려두어야 한다. 따라서, 코딩을 포함하며 상기 획득된 건조 신호가 예를 들면 준비된 룩업표(look-up table)에 의해 확정되고 관리될 수 있는 코드패턴에 상응하면, 캐리어는 고유의 측정을 위해 해제(decontrol)된다. 그렇지 않으면, 경보가 개시되고, 이를 통해 캐리어는 오염된 것으로서 식별된다. 본 발명의 견지에서 룩업표란, 컴퓨터 매체에 의해 저장되는 소정의 준비된 데이터 구조를 가리키며, 이러한 데이터 구조는 관리 측정 시 신속하게, 코드 패턴을 비교하고 올바른 것으로서 또는 오류로서 인식할 수 있어야 한다. 이러한 룩업표의 이점은 상기 비교의 신속성에 있으며, 상기 비교는 특히 정례 연구를 위해 필요하다. 캐리어에 각인된 코딩은 소위 보수 코드(complementary code)로서 룩업표에 기록되며, 상기 코딩은 이러한 방식으로 필요한 소기의 신속성으로 불러내질 수 있다.
이러한 품질 관리가 안전 관리 및 출입 관리라고도 할 수 있는데, 이러한 관리는 마이크로타이터 플레이트(microtiter plate)의 형태를 가진 캐리어에 적용되면, 각각의 행 내용(row content)을 특수한 패턴으로 코딩하는 부가적 가능성이 존재한다. 즉, 미리 정해진 특정한 웰들(well)의 바닥상에, 즉 마이크로타이터 플레이트의 함몰부들의 바닥상에, 패턴은 앞서 일반적으로 캐리어에 대해 기술한 바와 같이 각인되고, 또한 상기 웰들 중에 어떤 웰이 상기 패턴을 가지는가가 확정된다. 단, 이는 모든 상기 함몰부들에 적용되진 않는다. 부가적으로 마이크로타이터 플레이트의 행 내용이 코딩되어, 이미, 마이크로타이터 플레이트의 형태를 가진 캐리어가 위조되었는가의 여부가 정해질 수 있다. 이러한 점은 관리 가능성 및 그로 인하여 이후의 고유 측정의 안정성을 향상시킨다.
위조 가능성 외에, 전달 손실(transport loss)의 형태로 의도하지 않은 각 캐리어의 손상 또는 물질의 시효가 고려되어야 한다. 이러한 점도 검사할 수 있어야 한다. 바코드에 의한 직접적 코딩 시, 오히려 작고 이산적으로 유지되는 바코드 영역의 우연한 비손상을 감수해야 하는 반면, 본 발명에 따르면 더 큰 범위에 걸쳐 분산된, 공백 패턴 및 연결 분자에 의한 간접적 코딩 및 마이크로타이터 플레이트의 행 내용의 코딩은 캐리어의 비손상 및/또는 시효 손상에 관하여 더 용이하게 검사할 수 있다.
다른 실시예에 다르면, 기판 표면은, 레이저광 또는 화학적 식각을 이용하여 적용되고 코딩을 형성하며 거시적으로 광범위한 패턴을 포함하고, 이때 코딩을 형성하는 기초층 패턴은 거시적으로 광범위한 기판 표면 패턴과 일치한다.
레이저광 또는 화학적 식각을 이용하여 기판 표면상에 적용되며 거시적으로 광범위한 패턴은 그 자체로 간단한 방식으로 섬들(islands)을 형성함으로써, 기판 표면의 패턴은 기초층에서 반복되거나 확장된다. 상기 섬들상에 기초층은 최초로 설치될 수 없다.
예를 들면 바코드와 같이 이제까지 공지된 2차원 코딩과 달리, 본 발명에 따르면, 기판 표면 자체를 포함하여 캐리어상에 형성된 층들 각각에 코드 마킹이 실시될 수 있고, 상기 코드 마킹으로 인하여 원본품을 위조품과 구분할 수 있다. 따라서, 제품 안전은 바로 건강 분야 및 의학 분야에 응용될 때 여러 방식으로 관리될 수 있다. 상기 분야에서 제품 안전은 어떠한 경우에도 보장되어야 한다.
반응 원소들이 구비할 수 있는 연결 분자에 대해 이미 언급한 것과 관련하여, 이때 전적으로 일반적으로 마킹 물질을 출발점으로 삼을 수 있는데, 여기서 상기 마킹 물질이 유용할 뿐만 아니라 특히 상기 마킹 물질을 이용하면 상기 물질의 화학적 구조 방식에 의해 비가시적인 기호가 생성된다는 이점을 가지며, 이러한 기호를 잠재적인 위조자가 인식할 수 없다는 것과 관련하여, 상기 연결 분자들은 물론 다른 층들 및 기판 표면의 코딩과 조합될 수 있음을 밝혀둔다. 전적으로 일반적으로, 본 발명에 따른 캐리어에서, 기판 표면상의 패턴 형성은 기초층내의 오류 위치 형성과 관계할 수 있고, 부가적으로, 반응 원소들의 경우에 특수한 연결 분자들 또는 마킹 물질들은 코딩 패턴을 생성할 수 있다. 모든 패턴 형성은 사전에 결정되고 즉 정해져 있으므로, 별도로 또는 결합된 상태로 단일 스캔에서 룩업표를 이용하여 원본 또는 위조품, 시효 또는 손상을 검사할 수 있다. 오늘날 공지된 코딩은 이를 실시하지 않는다.
반응 원소들이 코딩을 형성하는 연결 분자들을 구비하면, 반응 원소의 상기 코딩을 형성하는 연결 분자들은, 올리고머 분자 성분을 가지며 알켄으로부터 유도된 기초 구조를 포함할 수 있다.
전적으로 일반적으로, 적합한 연결 분자는 소정의 분포에서 공유 결합에 의해 반응 원소의 각각의 말단 기능기와 결합한다는 것을 확신할 수 있다. 이를 위해, 연결 분자 자체는 적합한 기능기를 가지고, 상기 기능기는 생물학적으로 친화적인 분자성분에 결합되어 있다. 이러한 분자성분들은, 알켄으로부터 유도되고 바람직하게는 올리고머인 그룹일 수 있다. N-하이드록시쑥신이미드(N-hydroxysuccinimide)는 에폭시개질된 분자성분과 마찬가지로, 예를 들면 적합한 결합 기능의 화합물로서 언급할 수 있다. 상기 에폭시 개질된 분자성분은 에폭시기에 의해 결합할 수 있다. 반응 원소들은, 코딩을 형성하는 연결 분자가 원하는 코딩 패턴에 상응하여 목적에 맞게 적용됨으로써, 상기 연결 분자와 결합된다.
본 발명에 따라 평편하거나 면형인 캐리어는 단순한 평면 유리 캐리어로서 또는 마이크로타이터 플레이트로서 형성될 수 있다. 이 경우, 마이크로타이터 플레이트의 각각의 웰의 바닥은 평편한 캐리어를 정의한다. 캐리어가 마이크로타이터 플레이트로서 형성되면, 마이크로타이터 플레이트는 바람직하게는 적어도 부분적으로 붕규산염유리로 구성된다. 이때, 각각의 바닥이 붕규산염 유리로 형성되는 것으로 충분하다.
이에 대해 대안적으로, 플라스틱 소재의 평편하거나 면형의 캐리어는 평면 캐리어의 형태로 또는 마이크로타이터 플레이트로서 형성될 수 있다.
또한, 캐리어는 캐리어의 표면에서 거울 기능을 가지거나/가지고 백색의 반사 기능의 요소를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 요소는 알루미늄, 아연산화물, 티타늄산화물 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 이러한 점은 코딩의 평가와 관련하여 유리할 수 있는데, 이러한 방식으로 더 용이한 상대값(relative value)이 형성될 수 있다.
본 발명은 물리적, 화학적 또는 생화학적 상호작용을 결정하기 위해, 얇은 층들에서 예를 들면 반사율 측정 간섭 분광법과 같이 분광법 및/또는 세기형 연구법을 위한 평편하거나 면형의 재인식형 캐리어의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법에서 캐리어는 우선 기판 표면을 정의하는 표면에서 활성화되고, 이후 결합짝에 의해 개질되어 기초층을 형성하는데, 이는 상기 상호작용을 위해 특이적이며 선택된 반응짝을 반응 원소(들)로서 수용하기 위함이다. 이때 반응 원소들은 상기 반응 원소들의 측에서 포획 분자에 결합된다. 이를 위해, 기초층상에 및/또는 반응 원소들상에 공백 패턴이 적용되거나/적용되고 반응 원소들은 연결 분자들 또는 마킹 물질들을 구비한다. 이때, 암시적 코딩의 형태로 재검사가 가능한 소정의 패턴에 따라 캐리어의 원본성 및 품질의 관리를 위해, 공백 패턴의 각각의 포지셔닝 및/또는 반응 원소들과 연결 분자들 또는 마킹 물질들과의 결합이 실시된다.
종래 코딩과 달리, 본 발명에 따른 방법에 의해 현저히 더 큰 안전성을 가진 코딩을 생성할 수 있다. 이러한 점은, 특히, 패턴을 가진, 기판 표면 및/또는 기초층 및/또는 상기 기초층에 결합된 반응 원소들이 우선 일단은 2차원 구조로서 간주될 수 있음으로써 발생하며, 이러한 점은 차원성과 관련하여 예를 들면 바코드와 같은 종래 코딩과 현저히 차이가 없다. 기판표면, 기초층상에 및/또는 반응 원소들에 형성될 때 공간적 배향을 완전히 자유롭게 사용할 수 있으므로, 구조 인식과 관련하여 제3차원이 열린다. 캐리어상에 완전히 가변적이며 교환 가능한, 패턴의 포지셔닝은 제3차원으로서 고찰될 수 있다. 코딩의 판독 방법에서 반드시 필요한 패턴 인식과 조합하여, 브랜치 어드레스(branch address)가 생성되고, 마찬가지로 룩업표에서 제3차원으로서 기탁될 수 있다. 즉 판독 방법에서 올바른 브랜치 어드레스가 부속할 수 있다.
다른 실시예에서, 우선 기판 표면상에 레이저광 또는 식각을 이용하여, 코딩을 형성하는 거시적인 광범위한 패턴이 적용되거나/적용되고 이후에 기초층이 적용되며, 이때 기초층은 먼저 기판 표면상에 적용된 패턴의 영역에서 이후의 방법 단계에서 용제를 이용하여 기판 표면의 패턴을 수용하면서 세척된다. 상기 세척으로 인하여 이후의 반응 원소 수용 시 상기 위치에서 결합짝이 결여되므로, 기판 표면의 패턴은 자동적으로 정확하게 기초층을 넘어 반응 원소까지 계속 이어진다. 기판 표면상에 생성된 패턴은 이러한 방식으로 완전히 복수 개의 반응 단계를 거쳐 전달된다.
식각이란 개념은 본 발명의 범위내에서 폭 넓은 의미를 가지며, 화학적, 물리화학적, 물리적 식각의 모든 가능성을 포괄하고, 다른 한편으로 융제, 즉 가장 일반적 형태의 물질 제거도 포괄한다.
바람직한 식각 벙법으로서 건식 식각을 거론할 수 있는데, 상기 건식 식각의 경우 가스 플라즈마에서 생성된 미립자에 의해 기판 표면에서 물질 제거가 일어난다. 이러한 공정은 이제까지 반도체 기술로부터 공지되어 있다. 상기 건식 식각의 형태는 물리적 식각 또는 아르곤이나 다른 희가스 이온을 이용한 스퍼터링 식각이며, 상기 희가스 이온들은 화학적 반응 없이 상기 이온의 운동 에너지만으로 물질 제거를 야기한다. 건식 식각의 다른 형태는 화학적 식각으로, 상기 화학적 식각의 경우 가스 플라즈마로부터 시작하여 자유 라디칼(free radicals)에 의해 식각 효과가 발생한다. 따라서, 화학적 성질을 가진 식각 효과이다. 여기서, 생성해야 할 식각 패턴의 정확도와 관련하여 특히, 이러한 형태의 식각이 등방성으로 그리고 방향 종속적으로 이루어진다는 점을 활용할 수 있다. 물론 식각이 방향독립적으로 이루어져야 하는 경우, 오히려 물리화학적 식각 방법이 제공되고, 이러한 방법은 화학적 식각의 형태를 가리키나, 일반적으로 휘발성 식각 생성물은 기판 표면상의 희가스 이온 및 분자로부터 최초로 형성된다.
한편, 기초층은 식각 또는 그 외 방법에 의해 변경되지 않은 온전한 기판 표면상에 적용된 후 소정의 패턴을 따라 선택적으로 다시 제거될 수 있다.
이에 대해 대안적으로, 우선 기판 표면이 활성화될 수 있고, 이후에 기초층은 결합짝과의 부가적 활성화 시 마스킹의 제공하에 형성될 수 있어서, 거시적이고 광범위한 패턴은 상기 마스킹에 의해 덮인 자유 영역들로 형성된다.
본 발명에 따른 방법의 상기 부가적 형성예에 의해, 재인식 가능한 캐리어가 제공되고, 상기 캐리어는 특별한 방식으로, 오류에 대한 안전부재로서 역할할 수 있다. 이러한 특별한 안전성은, 실질적으로, 여기서 본 발명의 목적을 위한 소위 명시적 코딩이 마찬가지로 본 발명의 목적을 위한 소위 암시적 코딩과 조합됨으로써 달성된다. 명시적 코딩이란, 식각의 형태를 가지거나 이에 대해 대안적으로 자체적으로 공지된 프린팅의 형태를 가지며 제3자가 읽을 수 있고 따라서 인식과 복제가 가능한 코딩, 또는 소정 패턴이나 그라비어(gravure)의 형태를 가지며 매트릭스 코드에 의해 적용된 코딩을 가리킨다. 암시적 코딩이란 예를 들면 기초층상의 공백 패턴을 의미하며, 바람직하게는 반응 위치 상부에 제공된 패턴과 결합한 공백 패턴을 의미한다. 이때, 명시적 코딩과 암시적 코딩의 교차 상관성(cross-correlation)에 의해 실질적으로 오류 안전성을 가진 코딩이 얻어진다. 암시적 코딩을 위해 중요한 것은, 상기 코딩이 시스템에 내재하며, 즉, 반응 원소들과의 결합을 포함하여, 캐리어 및 그 위에 적용된 코팅에, 분리가 불가능한 방식으로 함께 속해있으며, 특히 이를 위해 적합한 판독 장치를 이용하여서만 인식될 수 있다는 것이다.
이를 위해 바람직하게는, 동시에 이러한 판독 유닛이 사용되는 것인데, 상기 판독 유닛은 각각 연구되는 바이오 분자들 사이의 상호 작용에 대한 컴퓨터 보조식 평가를 위해 사용되며, 상기 평가는 예를 들면 반사율 측정 간섭 분광학의 경우에 얇은 층에서 층 두께 변화의 결정에 근거를 둔다. 즉, 캐리어의 재인식을 위한 코딩은 광도계적 평가 유닛과 결합한 판독 장치에 의해 똑같이 함께 관리될 수 있다.
따라서, 실질적으로, 기초층상의 패턴, 경우에 따라서 이미 기판 표면상에 각인된 패턴과 상호 작용하는 상기 기초층상의 패턴의 형성에 관한 실시예들 및/또는 기초층상에 위치한 반응 원소들의 구조적 배열에서 존재하는 패턴, 바람직하게는 목적한 오류 지점 배열과 조합한 상기 패턴의 형성에 관한 실시예들이 있고, 이러한 실시예들은 대안적이면서 조합되어 응용 가능한 실시예들로, 평가 유닛의 컴퓨터 시스템과 결합한 판독 유닛에 의해, 사용된 캐리어의 재인식 및 그로 인하여 분석 시스템의 안전을 가능하게 한다. 기본적으로, 특히 반응 원소들의 관점에서, 패턴 인식의 가능성만 있는 것은 아니다. 가장 간단한 경우에, 예를 들면 소위 멀티 스폿 응용예에서, 즉 완성된 상태로 준비된 기초층이 자체적으로 공지된 정량주입 시스템(dosing system)에 의해 수회 놓일 때, 생성된 스폿이 특정한 기하학적 패턴으로 배열된 것은 이미 코딩으로서 (함께) 사용될 수 있다. 한편, 규격 그리드를 정의하고, 상기 규격 그리드에 비하여 전적으로 특정한 편차를 정할 수 있으며, 이러한 편차가 코딩을 위해 역할해야 한다. 이와 같이 제조된 캐리어 및 스폿의 기하학적 상태가 스캐닝을 이용하여 감지되면, 변화에 상응하여, 최대값과 관련하여 자리가 바뀐 소정의 결과물이 나타나고, 이는 각각의 언급한 코딩을 위해 중요하다.
반응 원소들의 관점에서, 이제까지 기술된 것 외에, 오류에 대해 안전한 코딩을 실시할 수 있는 가능성이 더 있다. 반응 원소들은, 상기 반응 원소들이 일부는 차후에 예상되는 프로브의 측정을 위해 특수하게 선택되고, 나머지는 코딩을 위해서만 역할하는 방식으로, 서로 상이할 수 있다. 자체적으로 공지된 멀티 스폿 적용 방법에 의해, 측정을 위해 필요한 반응 원소들 및 코딩을 위해 필요한 반응 원소들은 한편으로는 미리 정해진 양으로, 다른 한편으로는 마찬가지로 미리 정해진 기하학적 배열로 적용될 수 있다. 이러한 질량 관계 및 위치 관계에 의해 오류에 대해 안전하며 스캐닝에 의해 신속하게 검증가능한 코드가 얻어진다.
또한, 본 발명은 앞에서 계속 설명한 상기 캐리어의 실시예에 있어서, 안전 관리, 출입 관리 또는 체외 진단 시 바이오분자의 분석을 위해 본 발명에 따른 캐리어가 이용되는 것에 관한 것이기도 하다.
바람직하게는, 이러한 이용물에 사용된 캐리어는 앞서 계속하여 설명된 바와 같이 제조된다.
이하, 본 발명은 실시예 및 첨부 도면에 의거하여 더 상세히 설명된다.
도 1a는 행을 지어 배치된 다수의 웰들을 포함한 마이크로타이터 플레이트를 도시하며, 상기 웰들안에는 부분적으로 코딩이 입력되어 있다.
도 1b는 도 1의 절단선 I-I의 영역에서 마이크로타이터 플레이트의 선택된 웰의 평면도를 도시한다.
도 1c는 도 1의 절단선 I-I을 따른 마이크로타이터 플레이트의 단면도로, 상기 마이크로타이터 플레이트는 코팅을 구비한 웰을 포함한다.
도 1d는 도 1c에 표시된 바와 같이, 마이크로타이터 플레이트의 선택된 웰의 단면도를 도시하며, 상기 마이크로타이터 플레이트는, 기하학적으로 상이하게 배치되며 스폿들로서 적용된 반응 원소들의 형태로 코딩을 포함한다.
본 발명에 따른 개질된 재인식형 캐리어를 제조해야 하는 경우, 표면 코팅시, 기본적으로 기판 표면의 세정 및 활성화 단계, 기초층의 형성 단계로 바람직하게는 실란화(silanization)에 의해 형성하는 단계, 반응 원소들을 선택된 바이오폴리머의 형태로 고정화하고 상기 고정화된 바이오폴리머를 소위 포획 분자들(capture molecules)을 이용하여 기능화하는 단계를 포함하는 공정이 설명될 수 있다. 상기 포획 분자는 이하에서 더 상세하게 정의된다.
코딩을 형성하며 거시적이고 광범위한 패턴으로 유리 캐리어를 코팅하기
I.1 스폿팅(spotting)을 이용하여 기판 표면상에 코딩을 형성하기
상기 실시예에 따르면, 유리 캐리어로서 예를 들면 재물대 유리(stage glass)가 사용된다. 재물대 유리의 사용은 예시적일 뿐이다. 마찬가지로, 각 응용예에 따라, 재물대 유리 대신 당업자에게 공지된 다른 통상적 유리가 사용되는 것도 가능하고 더욱이 바람직하며, 예를 들면 광학적 코팅을 포함한 유리가 있다. 우선 유리 캐리어를 세정하되, 상기 유리 캐리어를 최대 1분동안 6 N KOH에 담그고, 이어서 초순수(ultrapure water)를 이용하여 세척하는 방식으로 세정한다. 유리 표면에 OH-기가 생성되면서, 유리 캐리어가 활성화된다. 이하에서, 이러한 유리 표면은 기판 표면이라고 한다.
기판 표면의 활성화는 신선하게 제조된 피란하(piranha) 용액을 이용한다. 전면 활성화 시, 유리 캐리어는 약 15분간 내내 상기 신선하게 제조된 피란하 용액을 이용하여 초음파조(ultrasonic bath)에서 처리한다. 이어서, 유리 캐리어를 기본적으로 초순수를 이용하여 세척하고, 질소 스트림내에서 건조한다. 피란하 용액이란, 본원에서 농축된 황산을 30% 과산화수소 용액에 첨가하되 상기 과산화수소 용액에 대해 농축 황산의 부피비를 3:2로 하여 첨가한 과산화모노황산을 의미할 수 있다.
상기 활성화 시 기판 표면상에 재인식 가능하며 신뢰할만한 코딩을 형성하는 것에 있어 우선 현저한 어려움이 있다. 이때의 문제는, 목적한 바에 따라 정확히 정의되며 공간 분해된 패턴을 적용하는 것이다. 이는 일 실시예에서 스폿팅을 이용하여 실시한다. 이를 위해, TopSpot®-공정이 사용되었다. 이러한 방법을 통해, 원하는 코딩 패턴에 상응하는 좁은 그리드(grid)내에서 기판 표면상에 피란하 용액을 비접촉식으로 특히 동시에 그리고 정확히 공간 분해적으로 적용하는 것이 가능해졌다.
TopSpot®-기술은 상업적으로 Biofludix GmbH, Freiburg, Germany로부터 얻을 수 있다. TopSpot®-공정은 규소 캐리어로 이루어진 마이크로 구조화된 압력 헤드를 기초로 하며, 상기 캐리어내에는 96개까지의 원형 노즐을 구비한 어레이가 위치한다. 규소 코어는 파이렉스(pyrex)에 의해 둘러싸여 있다. 피란하 용액은 이를 위해 제공된 적어도 하나의 압력 헤드 저장부내에 채워지고, 모세관력(capillary force)에 의해서만 중앙에 놓인 노즐들로 유도되며, 상기 노즐들은 500 ㎛의 그리드내에 배치되어 있다. 압력 헤드는 압력 모듈안에 내장되고, 상기 압력 모듈은 고유의 구동부를 포함한다. 액적 분리(droplet separation)를 위해 피스톤이 역할하는데, 피스톤은 노즐창 상부에서 플렉서블 패킹상에 이동식으로 배치되어 있다. 피에조 작동기(piezo actuator)를 조종하여 피스톤을 밀어낸다. 이러한 밀어냄에 의해, 피스톤과 노즐들 사이에서 밀폐된 공기 챔버안에 압력 펄스가 생성된다. 이러한 압력 펄스는 모든 노즐들에 동시에 작용한다. 압력 펄스는, 모든 노즐들로부터 동시에 개별적 액체 액적들이 배출되도록 한다. 이러한 액적들의 부피는 상기 공기 역학적 방법에서 약 1 nl이다(de Heij, B., Daub, M., Gutmann, O., Niekrawietz, R., Sandmaier, H. & Zengerle, R., (2004) "Highly parallel dispensing of chemical and biological reagents", Analytical and Bioanalytical Chemistry, 378, 119-122).
상기 방법을 통해, 정확히 정의되며 공간 분해된 패턴이 기판 표면상에 복제 가능하게 생성될 수 있었고, 상기 패턴은 피란하 용액에 의해 활성화된 영역들을 활성화되지 않은 영역들과 정확히 구분할 수 있게 한다. 동일한 성과, 즉 동일한 품질로 서로 다른 공간 분해도의 패턴들이 기판 표면상에 새겨졌다.
I.2 압력을 이용하여 기판 표면상에 코딩을 형성하기
상기 실시예에서도 다시 재물대 유리가 사용되고, 활성화는 이미 I.1에서 제1실시예를 통해 더 상세히 설명된 바와 똑같이 피란하 용액을 이용한다.
상기 실시예에서, 정확히 정의되며 공간 분해된 패턴을 목적에 맞게 적용함으로써 기판표면상에서 재인식 가능하고 신뢰할만한 코딩을 형성하는 것은 압력에 의해 마이크로드롭-정량주입시스템(microdrop dosing system)을 사용하였다.
이러한 마이크로드롭-정량주입시스템은 상업적으로 microdrop Technologies GmbH, Norderstedt, Germany에서 얻을 수 있다.
마이크로드롭-정량주입시스템은 잉크젯프린터의 기술을 기초로 한다. 압전 소자를 포함한 모세관으로 구성된 피에조 펌프(piezo pump)를 이용하여 매우 신속한 압력 상승이 발생하며, 압력 상승은 음속으로 액체를 통과하여 노즐 개구부쪽으로 전파하고, 유량을 모세관내에서 활성으로 밀어내며, 따라서 가는(fine) 액체 기둥이 높은 가속도로 노즐을 빠져나온다. 방출 과정은, 모세관 가장자리를 습윤시키지 않고 액체가 방출될만큼 빠르다. 300 ㎛ 내지 100 ㎛의 액적 직경에 상응하여 50 pl 내지 500 pl의 범위를 가진 액적이 생성될 수 있다. 액적의 포지셔닝을 위해 XYZ 테이블 또는 적합한 로봇이 사용된다(Schober, A., Guenther, R., Schwienhorst, A., Doering, M. & Lindemann, B.F., (1993), "Accurate high-speed liquid handling of very small biological samples", Biotechniques, 15, 324-329).
상기 방법을 이용하여서도, 기판 표면상에 정확히 정의되며 공간 분해된 패턴을 복제 가능하게 생성할 수 있고, 상기 패턴은 피란하 용액에 의해 활성화된 영역들을 활성화되지 않은 영역들로부터 정확히 구분할 수 있다.
동일한 성과, 즉 동일한 품질로 서로 다른 공간 분해도의 패턴들이 기판 표면상에 새겨졌다.
I.3 O 2 플라즈마를 이용하여 기판표면상에 코딩을 형성하기
I.1, I.2에서 설명된 방법에 대해 대안적으로, 피란하 용액을 이용한 소기의 활성화에 의해 기판 표면상에 정확히 정의되며 공간 분해된 패턴을 생성하는 것은 O2 플라즈마를 이용하여 활성화될 수 있다.
이를 위해, 유리 캐리어의 사용 시 바람직하게는, 산성에 대해 불안정한 코팅을 포함하는 캐리어가 사용된다. 이러한 유리 캐리어는 그 자체에 대해 종래기술에 공지되어 있다. 여기서 가능한 코팅은 예를 들면 TiO2, ZnO를 이용한 코팅을 포함한다. 그러나, 예시적인 선택안으로서만 거론하기 위해, TOPAS(Topas Advanced Polymers GmbH, Frankfurt a.M., Germany사의 사이클로올레핀-코폴리머(cyclic olefin copolymer)(COC)) 또는 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트, polymethylmethacrylate)소재의 캐리어와 똑같이 양호하게 플라스틱 소재의 캐리어도 사용될 수 있다. 실시예에서, TOPAS 플라스틱 캐리어를 15분간 내내 산소 플라즈마(300w, 0.8 mbar O2)에서 활성화하였다. 상기 처리에서는 표면이 동시에 세정됨으로써 사전적인 세정 단계를 생략할 수 있어서 유리하다.
이러한 방식의 활성화 시, 정확히 정의되며 공간 분해된 패턴을 기판 표면상에 복제 가능하게 생성하기 위해, 각각 원하는 패턴에 상응하여 제조된 Teflon®사의 마스크를 사용하였다. 상기 마스크를 활성화 동안 기판표면상에 눌렀다. 테플론 마스크에 의해 덮인 기판 표면의 모든 부분들은 미활성화 상태로 있다.
상기 방법을 이용하여서도, 정확히 정의되며 공간 분해된 패턴이 기판 표면상에 복제 가능하게 생성될 수 있고, 상기 패턴은 산소 플라즈마에 의해 활성화된 영역들을 마스크에 의해 덮이며 미활성화된 영역들과 정확히 구분할 수 있다. 매우 다양한 마스크들을 이용하여 동일한 성과, 즉 동일한 품질로 서로 다른 공간 분해도의 패턴들이 기판 표면상에 새겨졌다.
산소 플라즈마에 의한 활성화에 대해 대안적으로, 장벽 방전(barrier discharge)을 이용한 활성화가 사용될 수 있다.
II . 기초층내에 코딩의 형성
II .1 전면적으로 활성화된 기판 표면에서 기초층내에 코딩의 형성
유리 캐리어는, 위에 계속하여 언급하고 I.1의 제1 및 제2단락에 우선 일반적으로 설명된 바와 같이 세정 및 활성화된다. 이제, 유리 캐리어의 기판 표면은 에폭시기를 가진 실란화의 형태로 표면 처리를 위해 준비하고, 실란화는 실시예에서 3-(글리시딜옥시프로필, glycidyloxypropyl)트리메톡시실란(trimethoxysilane)(GOPTS)의 형태로 에폭시실란을 이용하여 실시한다. 이에 대해 대안적으로, 예를 들면 페네틸트리클로르실란(phenethyltrichlorsilan), 옥타데실트리클로르실란(octadecyltrichlorosilane) 또는 이에 상응하는 다른 화합물이 사용될 수 있다. 유리 캐리어의 세정되고 활성화된 기판 표면상에는 15 μL/㎠ 의 GOPTS가 적용된다.
II .1.1 스폿팅에 의한 코딩 형성
이를 위해, 앞에서 계속하여 I.1에서 상세히 설명된 바와 같이 다시 TopSpot®-방법을 사용하였다. 다양한 패턴을 적용하였다. 매번, 상기 방법을 이용하여, 기판 표면상에 GOPTS를, 여기서도 비접촉식으로 특히 동시에 그리고 정확히 공간 분해되게 적용할 수 있고, 원하는 코딩 패턴에 상응하는 좁은 그리드내에서 그러하다는 것이 확인되었다.
II .1.2 인쇄에 의해 코딩 형성
이를 위해, 다시, 앞서 계속하여 I.2에 상세히 설명된 바와 같은 마이크로드롭-정량주입시스템을 사용하였다. 기판 표면상에 정확히 정의되며 공간 분해된 패턴이 복제 가능하게 생성될 수 있고, 상기 패턴은 GOPTS에 의해 덮인 영역들을 덮이지 않은 영역들과 정확히 구분할 수 있다. 동일한 성과, 즉 동일한 품질로 서로 다른 공간 분해도의 패턴들이 기판 표면상에 새겨졌다.
II .1.3 레이저광을 이용하거나 화학적으로 비활성화에 의한 코딩 형성
유리 캐리어는, 앞서 계속하여 I.1의 제1 및 제2단락에 우선 일반적으로 설명된 바와 같이 세정 및 활성화된다. 유리 캐리어의 기판 표면은 GOPTS를 이용한 실란화의 형태로 전면적으로 표면 처리된다. 이어서, 정확히 정의된 영역들은 레이저광을 이용하여 공간 분해된 상태로 비활성화된다. 이를 위해, 실시예에서 종래 IR 레이저가 사용된다.
바로, 정확히 정의된 영역들은 공간 분해된 상태로 화학적으로 비활성화될 수 있다. 이때, 실란올기의 정확히 정의된 축합이 실시된다.
II .1.4 서로 다른 실란의 사용에 의한 코딩 형성
TopSpot®-공정에 따른 스폿팅 또는 마이크로드롭-정량주입시스템에 따른 압력에 대해 앞서 계속하여 이미 상세히 설명된 방법에 따르면, 기초층의 형성을 위해 2개의 서로 다른 실란, 한편으로는 GOPTS 및 다른 한편으로는 실란이 사용되어, 에폭시기의 형태를 가진 어떠한 반응기도 포함하지 않는다.
스폿팅 또는 인쇄는 이제 목적에 맞게, 활성화되어야 할 기판 표면 영역들은 GOPTS로 덮이고, 다른 영역은 소정 패턴에 상응하여 실란으로 덮여서, 어떠한 에폭시기도 포함하지 않고 따라서 상기 위치에서 기초층이 활성화될 수 없는 방식으로 이루어진다. 이를 통해, 코드가 기초층내에 형성된다.
II .1.5 차후의 비활성화에 의한 코딩 형성
각각 GOPTS로 표면적으로 처리된 캐리어는 이하에 설명할 단계에서 반응 원소들의 부가적 결합을 위해 활성기의 공간 분해된 비활성화를 이용하여 비활성이 될 수 있다. 비활성화는 예를 들면 목적에 맞게 적용된 물에 의해 실시할 수 있는데, 이때 비활성화는 가수분해에 의해 이루어진다. 목적에 맞는 적용은 다시 TopSpot®-방법에 의해 또는 마이크로드롭-정량주입시스템에 의해 실시할 수 있다.
II .2 코딩을 포함한 기판 표면의 활성화 시 기초층내에 코딩 형성
다시 유리 캐리어가 사용되고, 상기 유리 캐리어는 앞서 계속하여 I.에서 설명한 바와 같이 세정 및 활성화된다. 이때, 기판 표면은 이미 앞서 I.에서 언급한 방법들 중 하나에 의해 코딩을 가진다.
유리 캐리어의 기판 표면은 에폭시기를 가진 실란화의 형태로 표면 처리를 위해 준비되고, 실란화는 상기 실시예에서 다시 3-(글리시딜옥시-프로필)트리메톡시실란(GOPTS)의 형태로 에폭시실란을 이용하여 실시된다. 여기서도 대안적으로 예를 들면 페네틸트리클로르실란, 옥타데실트리클로르실란 또는 적절한 다른 화합물이 사용될 수 있다.
유리 캐리어의 세정되고 활성화된 기판 표면상에 이제 15 μL/㎠의 GOPTS이 적용된다. 그러나, 상기 물질은 이 위치에서만 기판 표면에 결합할 수 있고, 이 곳에서 상기 물질은 활성화되어 있다. 이를 통해, 이미 기판 표면상에 형성된 코드를 세부적으로 기초층내에 복사 및 모사할 수 있다. 기판 표면에 결합하지 않은 실란은 간단히 세척에 의해 씻겨나간다.
II .3 실란화에 의해 활성화되고 코딩된 기초층의 부가적 처리
GOPTS 또는 대안적으로 다른 실란이 기판 표면상에 적용된 후에, 이와 같이 처리된 캐리어는 1시간이라는 배양 시간 이후에 건조한 빈 가스 챔버내에서 짧게, 0.1%이하의 수분 함량을 가진 건조 아세톤을 이용하여 세척되고, 이때 특히 GOPTS의 잠재적 잔여물에 주의한다. 공기 중 습도로 인하여, 캐리어들 또는 캐리어는 신속하게 부가 처리되어야 한다.
II .3.1 반응 원소로서 바이오폴리머 아미노덱스트란으로 코팅하기
이어서, 아미노덱스트란(AMD)은 상기 준비된 기초층상에 적용된다. 이를 위해 15-20 μL/㎠의 아미노덱스트란 용액(20L의 초순수에서 10 mg의 AMD에 상응함)이 적용된다. 여기서도, 스폿팅 또는 인쇄를 이용한 적용 공정이 설명한 방식으로 실시할 수 있다. 수증기로 포화된 챔버에서 밤새 배양한 후, 기본적으로 초순수로 세척되고, 질소 스트림으로 건조된다.
II .3.2 반응 원소로서 바이오폴리머 디-아미노- 폴리에틸렌글리콜로 코팅하기
디-아미노-폴리에틸렌글리콜(di-amino-polyethylene glycol)(DA-PEG)의 고정화를 위해 20 μL/㎠의 DA-PEG 용액(1 ml 디클로르메탄내에서 4 mg의 DA-PEG에 상응함)은 GOPTS로 실란화된 유리 캐리어상에 적용되고, 개방된 접시에서 70℃에서 바람직하게는 밤새 배양된다. 잉여 DA-PEG는 이후에 초순수로 세척되고, 캐리어는 이후에 질소 스트림에서 건조된다. PEG의 자유 말단 COOH-기는 활성화되어 활성 에스테르가 된다.
II .3.3 바이오폴리머를 이용한 부가 반응에 의해 형성된 코팅물에서 코딩 형성
여기서도 다시, 유사하게, 바이오플리머는 해당 에폭시기가 존재하는 위치에서만 기초층의 실란기에 결합할 수 있다. 따라서, 바이오폴리머는 다시 기초층의 실란기에 의해 제공된 코드를 새로이 세부적으로 모사한다. 여기서 예시를 불가피하게 확장하기 위해, 일반적으로, 이제 도출되는 코딩 가능성을 밝혀두어야 하는데, 이러한 가능성은 각각의 실험을 실시하여 검사된 바 있다: 이미 기판 표면상에 앞서 계속하여 설명한 바와 같이 코딩이 이루어지면, 거기에 형성된 코드는 세부적으로 기초층내에 모사되며, 즉 실란기에 의해 마찬가지로 세부적으로 복사된다. 이제 실란의 에폭시기에 결합한 바이오폴리머도 마찬가지로 세부적으로 복사한다. 여기까지는 매우 깨끗하고 층들 각각에서 추적 가능한, 즉 교차 확인이 가능한 코딩이 거의 오류율을 배제하고 생성된다. 이러한 점은 바로 의학 분야에 응용될 때 안전성을 위해 역할한다.
이제까지 제안된 가능성으로부터, 또한, 코딩은 최초로 기초층의 영역에서 - 기판 표면의 홈의 하부에 - 제공될 수 있음이 분명하다. 코딩은 부가적으로 바이오폴리머의 형태로 반응 원소들로 코팅된 영역에도 제공될 수 있으며, 기판 표면의 코딩 및/또는 기초층의 코딩을 위한 사전 처리는 실란화와 관련하여 실시할 필요가 없다. 이러한 점은 이하의 실시예에서 더 상세히 설명된다.
II .3.3 바이오폴리머에서 코딩 형성
GOPTS를 이용한 실란화에 이어 실시하는, PEG를 이용한 변환은, 2개의 서로 다른 PEG종류로 이루어진 DA-PEG가 사용되는 방식으로 이루어진다. 이는, 잉여 상태에서 헤드기만을 가진 짧은 PEG를, 2개의 헤드기를 가진 더 긴 PEG와 함께 사용하는 방식으로 이해할 수 있다. 1개의 헤드기만을 가진 짧은 PEG로서 본원에서는 분자 중량이 약 2000 DA인 DA-PEG가 사용되고, 2개의 헤드기를 가진 더 긴 PEG로서 약 6000 DA의 분자 중량을 가진 DA-PEG가 사용되었다. 다양한 PEG 종류는 다시 스폿팅 또는 인쇄에 의해, 앞서 계속하여 설명한 방법에 따라 목적에 맞게 소정 패턴으로, 실란화에 의해 준비된 캐리어상에 적용된다. 상기 패턴은 원하는 코딩에 상응한다.
부가적으로, 캐리어를 사용한 실험을 실시하였는데, 상기 캐리어에서 실란화된 기초층은 이미 원하는 코딩의 패턴을 포함하고, 이제 바이오폴리머는 반응하게 될 것이다. 이때, 앞서 계속하여 설명한 바와 같이 2개의 서로 다른 PEG 종류로 이루어진 DA-PEG가 사용된다. PEG 종류는 혼합되었고, 적은 반응기를 가진 표면이 생성된다는 이점을 제공하는데, 상기 반응기는 동시에, 예를 들면 항체의 형태를 가진 포획 분자와 이후에 결합할 때 더 양호한 결합비율을 야기한다.
II .4 포획 분자의 고정화
반응 원소들로부터 앞서 설명한 바와 같이 생성된 코팅은 이하에서 포획 분자의 고정화를 위해 사용될 수 있으며, 상기 코팅은 상기 코팅의 표면에서, 이미 적어도 하나의 사전 처리 단계로부터 전달된 코딩 및/또는 다양한 분자 중량을 가진 DA-PEG를 목적에 맞게 적용하여 새로 생성된 코딩을 구비할 뿐만 아니라 코팅되어 있다.
대안적으로, 기능 변경에 의한 부가적 처리가 실시되는데, 상기 기능 변경이 이후에 카르보닐 기능을 가지는 방식으로 그러한다. 반응 원소들로 이루어진 코팅을 형성하는 아민을 15 μL/㎠ 글루타르산안하이드리드 용액(glutaric anhydride solution)(1 ml 건조 DMF에서 2 mg의 글루타르산안하이드리드에 상응함)으로 6시간동안 내내 DMF 포화된 유리 챔버내에서 배양하고, 이후에 DMF 및 초순수를 이용하여 세척한다. 이후, 캐리어를 질소 스트림내에서 건조한다. 앞서 계속하여 대안예 중 하나에 따라 각각의 아민에 각인된 코딩은 실질적으로 오류 없이 전달된다.
II .4.1 반응 원소들을 이용하여 각각 적어도 하나의 카르보닐기를 가진 포획 분자의 고정화
카르보닐기를 가진 포획 분자의 고정화를 위해, 앞서 설명한 바와 같으며 아미노 기능을 가진 유리 캐리어가 사용된다. 수분 함량이 0.1%이하인 10μl DMF 및 15 ml DIC(디이소프로필카르본디이미드(diisopropylcarbodiimide))에서 1 mg의 포획 분자가 포함된 용액은, 바이오폴리머를 포함하고 코딩된 기초층에 적용되고, 적어도 6시간 내내 DMF로 포화된 챔버내에서 배양된다.
각각 아미노기를 가진 포획 분자의 고정화를 위해, 앞서 계속하여 설명한 바와 같이 각각 하나의 카르보닐 기능을 가지도록 기능변경된 바이오폴리머는 15 μl/㎠ NHS/DIC 용액(100 μl 건조 DMF 와 30 μl DIC에서 15 mg의 NHS)을 이용하여 약 4시간 내내 DMF로 포화된 챔버내에서 활성화되고, 이후에 건조 DMF 및 건조 아세톤을 이용하여 세척되며, 질소 스트림내에서 건조된다. 이어서, 수용성 용액으로부터 그리고 서로 다른 농도로 포획 분자가 상기 준비된 표면상에 적용될 수 있다.
여기서도, 택일적으로(alternative) 기판 표면 및/또는 기초층의 실란화 및/또는 바이오폴리머(아민)를 이용한 기초층의 코팅으로부터 계속 전달된 코딩이, 적절하게 미활성화된 바이오폴리머의 영역들이 포획 분자를 결합할 수 없음으로써, 실질적으로 오류없이 포획 분자에 전달될 가능성이 있다. 그리고, 여기서 최초로, 원하는 패턴에 따라 포획 분자가 목적에 맞게 적용되는 방식으로 코딩이 이루어질 수 있다. 본 발명의 목적을 위해 실시된 실험에서, 상기 패턴은 스폿팅뿐만 아니라 인쇄에 의해서도 상기 기술한 방법에 따라 적용된다.
여기서 설명한 실시예에서 설명 목적을 위해 사용되며 실무에서 상당히 중요한 포획 분자의 예시로서 항체를 거론할 수 있으며, 항체는 펩티드 결합에 의해 공유 결합으로, 바이오폴리머에 의해 형성된 코팅물에 결합한다.
IV . 유리 소재의 마이크로타이터 플레이트의 코팅
간단화하기 위한 목적으로, 이 부분에서는, 상기에 기술한 실험 및 코딩 단계가 재물대뿐만 아니라, 이후의 실험 공정에서도 유리 소재의 마이크로타이터 플레이트에서 그 실시 가능성을 검사하였음을 밝혀둔다.
이때, 업계 통상적으로 얻을 수 있으며 평균적 표면 거칠기를 가진 직사각형 마이크로타이터 플레이트가 사용되며, 상기 마이크로타이터 플레이트는 웰플레이트, 웰판 또는 다중웰판이라고도 하고, 서로 고립된 캐비티들로 이루어진 8개의 행과 12개의 열을 포함하며, 상기 캐비티들은 컵 또는 웰이라고도 한다. 캐비티들의 충진 부피는 0.3과 2 ml사이이다. 이러한 96 마이크로타이터 플레이트 외에, 4개의 행과 8개의 열로 24개의 캐비티들만을 각각 0.5 내지 3 ml의 충진부피로 포함하는 마이크로타이터 플레이트도 마찬가지로 사용된다.
사용된 판에서, 컵은 평면바닥 또는 U형 함몰부를 구비한 바닥을 포함한다. 각각의 바닥 또는 각각의 함몰부는 그 자체가 하나의 표면을 형성하고, 상기 표면은 유리 캐리어와 유사하게 기판 표면을 정의하며 이에 상응하여 기판 표면상의 코딩을 포함할 수 있거나/포함할 수 있으며 기초층의 실란화에 의해 그리고/또는 상기 기초층이 바이오폴리머로 덮임에 따라 포함할 수 있고, 상기 코딩은 적절하게 반응 원소들에 실질적으로 오류없이 전달된다.
동일한 방식으로, 플라스틱 소재의 평면 캐리어 및 마이크로타이터 플레이트를 검사하였고, 이들도 마찬가지로 적합하다. 이때, 상업적으로 얻을 수 있으며 실질적으로 투명한 마이크로타이터 플레이트가 사용되며, 상기 마이크로타이터 플레이트는 예를 들면 폴리스티롤을 소재로 하여 상업적으로 제조된 것과 같다.
이하, 코딩의 형성은 업계 통상적인 유리-마이크로타이터 플레이트에 의거하여 한번 더 도면의 각 도를 참조로 하여 설명된다. 이때 코딩(들)의 형성은 유리 소재의 재물대를 위해 앞에서 계속하여 상세히 설명한 공정이 사용된다.
도 1a에는 마이크로타이터 플레이트(1)가 도시되어 있으며, 마이크로타이터 플레이트는 열과 행으로 배치된 다수의 웰들(3)을 포함하고, 상기 웰들안에 부분적으로 코딩되어 있다. 또한, 본 발명에 따른 코딩을 포함하는 마이크로타이터 플레이트(1)는 종래 이미 공지된 판 코딩(5)을 바코드의 형태로 포함한다. 웰(3)의 바닥은 앞서 계속하여 설명한 실시예들 중 하나에 따른 층시퀀스를 포함한다. 웰(3')은 절단선 I-I의 영역에서 선택되며, 도 1b에서 더 상세히 평면도로 도시되어, 코팅(7)을 확인할 수 있다. 코팅(7)은 공백 또는 구멍(9)을 포함하고, 스폿팅에 의해 적용된 영역들을 포함하며, 상기 영역들은 이하에서 스폿들(11)이라고 한다. 스폿들(11)은 각각 서로 다른 높이를 가진다. 이는 도 1c 및 1d에 도시된다.
도 1c에는 선분 I-I을 따른 마이크로타이터 플레이트(1)의 단면도가 도시되어 있으며, 상기 단면도는, 스폿들(11)로서 적용된 반응 원소들의, 서로 다른 높이의 층 두께의 형태로 코딩을 포함하는, 마이크로타이터 플레이트(1)의 웰(3)에 위치한 코팅(7)을 도시한다. 도 1d에는 도 1c에 표시된 웰(3')이 더 상세히 도시되는데, 웰(3')의 단면으로 나타낸 상기 웰은 도 1b의 동일한 웰(3')의 평면도와 일치하며, 상기 적용된 코딩을, 기하학적으로 서로 상이한 높이를 가진, 상기 적용된 반응 원소들의 스폿들(11)의 형태로 나타낸다.
마이크로타이터 플레이트(1)를 원본품으로 재인식하기 위해 이제 오류 안전성을 가진 다중 코딩의 인식이 제공된다. 상기 코딩은 공백 또는 구멍(9)의 배열, 스폿들(11)의 높이에 있다. 또한, 코팅(13)의 높이가 코딩으로서 측정될 수 있다. 바코드의 형태를 가진 판 코딩(5)의 일반적인 비교도 부가적으로 실시한다.
본원 실시예는 본 발명에 따른 캐리어 및 그 사용 가능성에 관하여 상세히 설명하기 위한 것이다. 상기 실시예는 설명적 기능일 뿐 한정적으로 해석할 수 없다. 당업자에게는 예시 및 일반 상세한 설명에 의거하여 본 발명에 따른 코딩의 부가적 조합을 다양하게 할 수 있음이 명백하다.

Claims (14)

  1. 광학적 측정 방법을 이용하여, 기판 표면을 정의하는 표면과의 물리적, 화학적 또는 생화학적 상호작용을 결정하기 위한 재인식형 캐리어로서, 이때 상기 표면은 반응 원소들로 코팅된 기초층을 구비하고 상기 반응 원소들은 상기 반응 원소들의 측에서 포획 분자들과의 결합을 포함하는, 재인식형 캐리어에 있어서,
    상기 캐리어의 원본성 및 품질을 관리하기 위해 상기 기초층 및/또는 상기 반응 원소들이 코딩을 형성하는 공백 패턴을 구비하거나/구비하고 상기 반응 원소들이 코딩을 형성하는 연결 분자 또는 마킹 물질을 구비하는 암시적 코딩을 포함하는 것을 특징으로 하는 재인식형 캐리어.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 재인식형 캐리어는 평편하게 형성되는 것을 특징으로 하는 재인식형 캐리어.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판 표면은, 레이저광 또는 화학적 식각을 이용하여 적용되며 코딩을 형성하고 거시적으로 광범위한 패턴을 더 포함하고, 그리고 상기 기초층 및 반응 원소들의 코딩 형성 패턴은 상기 기판 표면의 거시적으로 광범위한 패턴과 일치하는 것을 특징으로 하는 재인식형 캐리어.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응 원소들의 코딩 형성 연결 분자는, 올리고머 분자 성분을 가지며 알켄으로부터 유도된 기초 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 재인식형 캐리어.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재인식형 캐리어는 유리를 소재로 하여 평면 캐리어로서 또는 마이크로타이터 플레이트로서 형성되는 것을 특징으로 하는 재인식형 캐리어.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재인식형 캐리어는 플라스틱을 소재로 하여 평면 캐리어의 형태로 또는 마이크로타이터 플레이트로서 형성되는 것을 특징으로 하는 재인식형 캐리어.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 재인식형 캐리어는 적어도 부분적으로 붕규산염유리로 구성된 마이크로타이터 플레이트로 형성되는 것을 특징으로 하는 재인식형 캐리어.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재인식형 캐리어는 상기 캐리어의 표면에서 거울 효과를 가지거나/가지면서 백색인 요소를 포함하고, 상기 요소는 알루미늄, 아연산화물, 티타늄산화물 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 재인식 캐리어.
  9. 물리적, 화학적 또는 생화학적 상호작용을 결정하기 위한 분광학 방법 및/또는 세기형 연구법을 위한 재인식 캐리어를 제조하기 위한 방법으로서, 이때 상기 캐리어는 기판 표면을 정의하는 표면에서 우선 활성화되고, 이후에, 상기 상호작용을 위해 특이적이며 선택된 반응짝을 반응 원소(들)로서 수용하기 위해, 결합짝을 이용하여 기초층을 형성하며 개질되며, 상기 반응 원소(들)은 상기 반응 원소들의 측에서 포획 분자에 결합되는 방법에 있어서,
    상기 기초층상에 및/또는 상기 반응 원소들에 공백 패턴이 각인되거나/각인되고 상기 반응 원소들은 연결분자 또는 마킹물질을 구비하며, 이때 상기 공백 패턴의 포지셔닝 및/또는 상기 반응 원소들과 상기 연결분자 또는 마킹물질과의 결합은, 암시적 코딩의 형태로, 차후 검증이 가능한 소정의 패턴에 따라 캐리어의 원본성 및 품질을 관리하기 위해 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    우선 기판 표면상에, 레이저광 또는 식각을 이용하여, 코딩을 형성하며 거시적으로 광범위한 패턴 및 이후에 기초층이 적용되고, 이때 상기 기초층은 먼저 상기 기판 표면상에 적용된 패턴의 영역에서 이후의 방법 단계에서 용제를 이용하여 상기 기판 표면의 패턴을 수용하면서 세척되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    우선 상기 기판 표면이 활성화되고, 이후에 상기 기초층은 마스킹의 제공하에 형성됨으로써, 거시적으로 광범위한 패턴은 상기 마스킹에 의해 덮인 자유 영역들로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어의 재인식을 위한 코딩은 광도계적 평가 유닛과 결합한 판독 유닛에 의해 관리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 안전 관리, 출입 관리 또는 체외 진단 시 바이오분자의 분석을 위해 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 면형 캐리어의 이용.
  14. 청구항 13에 있어서,
    청구항 9 내지 12 중 어느 한 항에 따라 제조된 캐리어를 이용하는 것을 특징으로 하는 면형 캐리어의 이용.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10039445B1 (en) 2004-04-01 2018-08-07 Google Llc Biosensors, communicators, and controllers monitoring eye movement and methods for using them
US9733063B2 (en) 2011-01-31 2017-08-15 Biametrics Gmbh Method and device for determining optical properties by simultaneous measurement of intensities at thin layers using light of several wavelengths
US8929589B2 (en) 2011-11-07 2015-01-06 Eyefluence, Inc. Systems and methods for high-resolution gaze tracking
US10697986B2 (en) * 2017-06-23 2020-06-30 International Business Machines Corporation Microfluidic device with programmable verification features
PT4239336T (pt) 2022-03-03 2024-03-14 Euroimmun Medizinische Labordiagnostika Ag Método para a produção de uma placa de microtitulação com revestimentos de moléculas de captura e placa de microtitulação

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030096232A1 (en) * 1997-12-19 2003-05-22 Kris Richard M. High throughput assay system
ES2234563T5 (es) * 1999-02-12 2018-01-17 Daiichi Sankyo Company, Limited Nuevos análogos de nucleósidos y oligonucleótidos
JP3469504B2 (ja) * 1999-06-01 2003-11-25 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会社 マイクロアレイチップ及びそのインデックス方法
DE10042797C2 (de) * 2000-08-30 2003-12-04 Basf Lynx Bioscience Ag Analysen-Chip
US7811768B2 (en) 2001-01-26 2010-10-12 Aviva Biosciences Corporation Microdevice containing photorecognizable coding patterns and methods of using and producing the same
CN101545012A (zh) 2001-05-11 2009-09-30 松下电器产业株式会社 生物分子基底，使用它的检验和诊断方法及装置
GB2387903A (en) * 2002-04-24 2003-10-29 Smartbead Technologies Ltd Multiparameter analysis using tagged molecules
JP3786073B2 (ja) * 2002-10-10 2006-06-14 株式会社日立製作所 生化学センサ用キットおよび測定装置
US20040110136A1 (en) * 2002-12-09 2004-06-10 Eastman Kodak Company Micro-array calibration system and method
GB0318808D0 (en) * 2003-08-11 2003-09-10 Toshiba Res Europ Ltd An encoded carrier
US20050049796A1 (en) 2003-09-03 2005-03-03 Webb Peter G. Methods for encoding non-biological information on microarrays
KR100624420B1 (ko) 2004-04-10 2006-09-19 삼성전자주식회사 마이크로어레이에 대한 정보가 스팟의 형태로 저장되어있는 마이크로어레이, 그를 제조하는 방법 및 그를이용하는 방법
DE102004056735A1 (de) * 2004-11-09 2006-07-20 Clondiag Chip Technologies Gmbh Vorrichtung für die Durchführung und Analyse von Mikroarray-Experimenten
DE102005026839A1 (de) 2005-06-10 2006-12-21 Universität Tübingen Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung von Analyten in flüssigen Proben
WO2008096318A2 (en) * 2007-02-09 2008-08-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Identification system

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