RU2175972C2 - Method of immobilization of oligonucleotides containing unsaturated groups in polymeric hydrogels in forming microchip - Google Patents

Method of immobilization of oligonucleotides containing unsaturated groups in polymeric hydrogels in forming microchip Download PDF

Info

Publication number
RU2175972C2
RU2175972C2 RU99127744/04A RU99127744A RU2175972C2 RU 2175972 C2 RU2175972 C2 RU 2175972C2 RU 99127744/04 A RU99127744/04 A RU 99127744/04A RU 99127744 A RU99127744 A RU 99127744A RU 2175972 C2 RU2175972 C2 RU 2175972C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oligonucleotides
modified
unsaturated
oligonucleotide
unsaturated groups
Prior art date
Application number
RU99127744/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99127744A (en
Inventor
А.Д. Мирзабеков
А.Ю. Рубина
С.В. Паньков
Б.К. Чернов
Original Assignee
Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН
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 Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН filed Critical Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН
Priority to RU99127744/04A priority Critical patent/RU2175972C2/en
Publication of RU99127744A publication Critical patent/RU99127744A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2175972C2 publication Critical patent/RU2175972C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: biochemistry. SUBSTANCE: described is method of immobilization of oligonucleotides in polymeric hydrogels including polyacrylamide gel. Said method comprises copolymerizing oligonucleotides modified by unsaturated groups of general formula I:
Figure 00000004
with unsaturated monomers which represent basic constituents of the resulting hydrogel. Also described are modified oligonucleotides of formula I wherein R1, R2, R3 are H, C1-C6 alkyl, Ph, PhCH2-; Z is (CH2)nCH(CH2OH)CH2OX wherein n is 1-6; or (CH2)n-OX, wherein n is 2-6; and X is phosphodiether group binding unsaturated fragment with 5-5'and/or 3'-oligonucleotide end; R4 is H, (CH2)n-OH, wherein m is 2-6; Y is p-C6H4)n wherein n is 0-2. Oligonucleotides are modified by phosphoamidite of general formula II:
Figure 00000005
wherein R1, R2 and Y are as defined in formula I, R3 is C1-C6 alkyl, R4 is H, (CH2)n-ОДМТ, wherein n is 2-6, or by acylation of oligonucleotide containing aminolinic by activated unsaturated acid ester. EFFECT: high degree of immobilization of oligonucleotides in polymeric hydrogel in forming microchip. 19 cl, 5 dwg, 10 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к молекулярной биологии и биоорганической химии и рассматривает олигонуклеотиды, модифицированные непредельными группами, способными вступать в реакцию сополимеризации с непредельными мономерами при формировании полимерных гидрогелей, а также способы их синтеза и способ проведения сополимеризации. Изобретение также относится к способу иммобилизации олигонуклеотидов в гидрогелях, получаемых полимеризацией непредельных мономеров акриламида и бис-акриламида, или любых других мономеров на их основе, находящему применение при изготовлении биологических микрочипов, использующихся в молекулярной биологии для секвенирования и картирования ДНК, детектирования мутаций и целого ряда медицинских приложений. The invention relates to molecular biology and bioorganic chemistry and contemplates oligonucleotides modified with unsaturated groups capable of undergoing a copolymerization reaction with unsaturated monomers during the formation of polymer hydrogels, as well as methods for their synthesis and method for copolymerization. The invention also relates to a method for immobilizing oligonucleotides in hydrogels obtained by polymerization of unsaturated monomers of acrylamide and bis-acrylamide, or any other monomers based on them, which is used in the manufacture of biological microarrays used in molecular biology for sequencing and mapping of DNA, detection of mutations and a number of medical applications.

Уровень техники
Известны два способа иммобилизации модифицированных непредельньми группами олигонуклеотидов в гидрогеле.
State of the art
Two methods are known for immobilizing oligonucleotides modified with unsaturated groups in a hydrogel.

Первый способ состоит в сополимеризации олигонуклеотида с присоединенным через фосфоамидную связь N-алкилзамещенным метакриламидным остатком (AcryditeТМ) с акриламидом и бисакриламидом. Данный реагент производится фирмой Mosaic Technologies [F. N. Rehman, M. Audeh, E. S. Abrams, P. W. Hammond, M. Kenney and T. C. Boles, Nucleic Acids Research, 1999. V.27, N 15, P. 649-655] и позволяет вводить метакриламидную группу в олигонуклеотид по 5'-концу в автоматическом режиме синтеза.The first method consists in copolymerizing an oligonucleotide with an N-alkyl-substituted methacrylamide residue (Acrydite TM ) attached via a phosphoamide bond to acrylamide and bisacrylamide. This reagent is manufactured by Mosaic Technologies [FN Rehman, M. Audeh, ES Abrams, PW Hammond, M. Kenney and TC Boles, Nucleic Acids Research, 1999. V.27, N 15, P. 649-655] and allows the introduction of methacrylamide group into the oligonucleotide at the 5'-end in the automatic synthesis mode.

Данный способ имеет ряд ограничений. Несмотря на то, что метакриламидная группа устойчива как в кислой так и в щелочной областях pH фосфоамидная связь, выбранная авторами для связывания метакриламидного фрагмента с олигонуклеотидом, ограничивает область использования олигонуклеотидов с такого рода модификацией только рамками нейтральной и слабощелочной среды. Известно, что фосфоамидная связь неустойчива в кислой среде [N. N. Preobrazhenskaya, Russ. Chem. Rev., 1972, 41, P.54; Chanley J.D., Feageson E., J.Am. Chem.Soc., 1965, 87, P.3199; Glark V.M., Kirby G.W., Todd A.R., J.Chem.Soc., 1957, P.1497]. Поскольку олигонуклеотиды являются поликислотами, то хранение водных растворов таких олигонуклеотидов приводит, как правило, к отщеплению непредельной группы и как следствие этого к утрате способности вступать в реакцию сополимеризации. В связи с этим фирма изготовитель предлагает хранить олигонуклеотиды в сухом виде при -20oC, что сильно ограничивает рамки использования этих производных. Так, при изготовлении олигонуклеотидных микрочипов неизбежно будет возникать проблема хранения и многократного использования библиотеки олигонуклеотидов.This method has several limitations. Despite the fact that the methacrylamide group is stable both in the acidic and alkaline regions, the phosphoamide bond chosen by the authors for binding the methacrylamide fragment to the oligonucleotide limits the scope of use of oligonucleotides with this modification only to the framework of a neutral and slightly alkaline medium. It is known that the phosphoamide bond is unstable in an acidic environment [NN Preobrazhenskaya, Russ. Chem. Rev., 1972, 41, P.54; Chanley JD, Feageson E., J. Am. Chem. Soc., 1965, 87, P.3199; Glark VM, Kirby GW, Todd AR, J. Chem. Soc., 1957, P.1497]. Since oligonucleotides are polyacids, the storage of aqueous solutions of such oligonucleotides leads, as a rule, to cleavage of the unsaturated group and, as a result, to the loss of the ability to enter into the copolymerization reaction. In this regard, the manufacturer suggests storing oligonucleotides in dry form at -20 o C, which greatly limits the scope of use of these derivatives. So, in the manufacture of oligonucleotide microarrays, the problem of storage and reuse of the library of oligonucleotides will inevitably arise.

Таким образом, кислотолабильность фосфоамидной связи в модифицированных олигонуклеотидах выпускаемых под маркой AcryditeТМ резко ограничивает область их применения.Thus, the acid lability of the phosphoamide bond in modified oligonucleotides sold under the Acrydite brand sharply limits their field of application.

Другим недостатком данного способа является введение непредельной группы только по 5'- концу синтезированного олигонуклеотида. Another disadvantage of this method is the introduction of unsaturated groups only at the 5'-end of the synthesized oligonucleotide.

Второй описанный способ [Vasiliskov A.V., Timofeev E.N., Surzhikov S.A., Drobyshev A. L. , Shick V. V., Mirzabekov A.D., BioTechniques 1999,27, P. 592-606] устраняет некоторые недостатки первого, а именно предлагает использовать аллильные производные олигонуклеотидов, что повышает устойчивость модифицированных олигонуклеотидов к изменениям pH растворов и, тем самым, снимает ограничения, накладываемые на первый способ. The second method described [Vasiliskov AV, Timofeev EN, Surzhikov SA, Drobyshev AL, Shick VV, Mirzabekov AD, BioTechniques 1999,27, P. 592-606] eliminates some of the disadvantages of the first, namely, suggests the use of allylic derivatives of oligonucleotides, which increases the stability of the modified oligonucleotides to changes in pH of solutions and, thereby, removes the restrictions imposed on the first method.

Недостатком данного способа является низкое сродство аллильного фрагмента к акриламиду и бисакриламиду в реакции сополимеризации при иммобилизации олигонуклеотида в акриламидном гидрогеле. Так, например, при изготовлении олигонуклеотидных микрочипов, в сравнении с первым способом требуется огромный избыток олигонуклеотида. Такой способ безусловно является гораздо более дорогостоящим. The disadvantage of this method is the low affinity of the allyl fragment for acrylamide and bisacrylamide in the copolymerization reaction when the oligonucleotide is immobilized in an acrylamide hydrogel. So, for example, in the manufacture of oligonucleotide microarrays, in comparison with the first method, a huge excess of oligonucleotide is required. This method is certainly much more expensive.

Сущность изобретения
Сущность изобретения заключается в том, что олигонуклеотиды модифицируются различными непредельными группами, имеющими высокое сродство с непредельным мономером, составляющим основу формируемого гидрогеля (например, акриламидом, метакриламидом или любым другим мономером на их основе), позволяющими проводить эффективную иммобилизацию полученных модифицированных олигонуклеотидов в гель при непосредственном изготовлении микрочипа.
SUMMARY OF THE INVENTION
The essence of the invention lies in the fact that oligonucleotides are modified by various unsaturated groups having a high affinity for the unsaturated monomer that forms the basis of the hydrogel formed (for example, acrylamide, methacrylamide or any other monomer based on them), which allows for the efficient immobilization of the obtained modified oligonucleotides into a gel when directly making a microchip.

Синтетические олигонуклеотиды общей формулы [1]:

Figure 00000006

где R1, R2, R3 представляет собой H, алкил С1-C6, Ph, PhCH2-;
Z представляет собой (CH2)nCH(CH2OH)CH2OX, где n=1-6; или (CH2)n-OX, где n= 2-6; и X представляет собой фосфодиэфирную группу, связывающую непредельный фрагмент с 5'- и/или 3'-концом олигонуклеотида;
R4 представляет собой H, (CH2nОН, где n=2-6;
Y представляет собой (p-C6H4)n, где n= 0-2;
DNA/RNA представляет собой одноцепочечный фрагмент олигонуклеотидов дезокси- и риборяда, полученный на автоматическом синтезаторе по стандартной фосфорамидитной химии; двухцепочечный фрагмент DNA, полученный в условиях полимеразной цепной реакции (PCR) с использованием синтетических праймеров с концевой непредельной группой; одноцепочечный фрагмент DNA, полученный в условиях ассиметрической полимеразной цепной реакции с использованием синтетических праймеров с концевой непредельной группой, получают с помощью соответствующего фосфоамидитного твердофазного синтеза или ацилирования синтезированного олигонуклеотида, содержащего аминолинк, активированным эфиром непредельной кислоты в поставтоматическом режиме. Модифицированные таким образом олигонуклеотиды иммобилизуют в акриламидном геле с помощью реакции радикальной сополимеризации.Synthetic oligonucleotides of the general formula [1]:
Figure 00000006

where R 1 , R 2 , R 3 represents H, alkyl C 1 -C 6 , Ph, PhCH 2 -;
Z represents (CH 2 ) n CH (CH 2 OH) CH 2 OX, where n = 1-6; or (CH 2 ) n —OX, where n = 2-6; and X represents a phosphodiester group linking the unsaturated fragment to the 5 ′ and / or 3 ′ end of the oligonucleotide;
R 4 represents H, (CH 2 n OH, where n = 2-6;
Y represents (pC 6 H 4 ) n , where n = 0-2;
DNA / RNA is a single-chain fragment of oligonucleotides of deoxy and riboride obtained on an automatic synthesizer using standard phosphoramidite chemistry; a double-stranded DNA fragment obtained under the conditions of polymerase chain reaction (PCR) using synthetic primers with terminal unsaturated group; a single-stranded DNA fragment obtained under conditions of an asymmetric polymerase chain reaction using synthetic primers with a terminal unsaturated group is obtained using the corresponding phosphoamidite solid-phase synthesis or acylation of the synthesized oligonucleotide containing aminoline with activated unsaturated ester in a post-automatic mode. The oligonucleotides so modified are immobilized in an acrylamide gel using a radical copolymerization reaction.

Задача настоящего изобретения состоит в разработке способа иммобилизации олигонуклеотидов, содержащих различные непредельные группы, имеющие высокое сродство с непредельным мономером, составляющим основу формируемого гидрогеля (например, акриламидом, метакриламидом или любым другим мономером на их основе) и устойчивых в условиях их использования и хранения. The objective of the present invention is to develop a method for the immobilization of oligonucleotides containing various unsaturated groups having high affinity for the unsaturated monomer that forms the basis of the hydrogel formed (e.g., acrylamide, methacrylamide or any other monomer based on them) and stable under the conditions of their use and storage.

В настоящем изобретении предложено использование ряда алкил(арил) замещенных акриламидных и стирольных фрагментов, имеющих высокое сродство к акриламиду в реакции сополимеризации и способ их введения в олигонуклеотид:
использование в автоматическом режиме синтеза фосфоамидита, отличающегося от коммерческого AcryditeТМ типом связи фосфора с непредельной группой (в данном случае Р-О), что обуславливает значительную устойчивость получаемых продуктов в кислой области pH.
The present invention proposes the use of a number of alkyl (aryl) substituted acrylamide and styrene fragments having high affinity for acrylamide in the copolymerization reaction and the method of their introduction into the oligonucleotide:
the use in the automatic mode of synthesis of phosphoamidite, which differs from commercial Acrydite TM by the type of bond of phosphorus with an unsaturated group (in this case P-O), which leads to significant stability of the obtained products in the acidic pH range.

введение способом активированных эфиров непредельнх групп в поставтоматическом режиме. the introduction of a method of activated esters of unsaturated groups in a post-automatic mode.

В автоматическом режиме введение непредельных соединений в синтетический олигонуклеотид осуществляется с помощью соответствующего фосфоамидита [Froehler B.C., Matteucci M.D., Nucleic Acids Res. 1983, 11, P. 8031-8036]. Например, замещенный N-гидроксиалкилметакриламид может быть превращен в соответствующий фосфоамидит в реакции 2-O-цианоэтил-N,N,N',N'- тетраизопропилфосфодиамидитом в ацетонитриле в присутствии тетразола. Полученный реагент в виде 0.1 М раствора в ацетонитриле используют без выделения в стандартных условиях. In the automatic mode, the introduction of unsaturated compounds into a synthetic oligonucleotide is carried out using the corresponding phosphoamidite [Froehler B.C., Matteucci M.D., Nucleic Acids Res. 1983, 11, P. 8031-8036]. For example, substituted N-hydroxyalkylmethacrylamide can be converted to the corresponding phosphoamidite in the reaction of 2-O-cyanoethyl-N, N, N ', N'-tetraisopropylphosphodiamidite in acetonitrile in the presence of tetrazole. The resulting reagent in the form of a 0.1 M solution in acetonitrile is used without isolation under standard conditions.

В общем случае для модификации олигонуклеотидов может быть использован фосфоамидит (формулы [II]:

Figure 00000007

где R1, R2 представляет собой H, алкил С16, Ph-,PhCH2-;
R3 представляет собой алкил С16;
R4 представляет собой H, (CH2)n-ОДМТ, где n=2-6;
Y представляет собой (р-C6H4n где n=0-2; n=2-6;
с типом связи фосфора с непредельной группой Р-О.In the General case, for the modification of oligonucleotides can be used phosphoamidite (formula [II]:
Figure 00000007

where R 1 , R 2 represents H, alkyl C 1 -C 6 , Ph-, PhCH 2 -;
R 3 is C 1 -C 6 alkyl;
R 4 represents H, (CH 2 ) n -ODMT, where n = 2-6;
Y represents (p-C 6 H 4 n where n = 0-2; n = 2-6;
with a type of bond of phosphorus to the unsaturated group P-O.

В поставтоматическом режиме введение непредельного остатка в олигонуклеотид осуществляется в результате реакции 4- нитрофенилового эфира соответствующей кислоты с синтезированным олигонуклеотидом, содержащим аминолинк, по 5'- и (или) 3'-концу. 4-Нитрофениловые эфиры непредельных кислот получают в реакции с 4- нитрофенолом в присутствии дициклогексилкарбодиимида. In the post-automatic mode, the introduction of the unsaturated residue into the oligonucleotide is carried out as a result of the reaction of 4-nitrophenyl ether of the corresponding acid with the synthesized oligonucleotide containing aminolink at the 5'- and (or) 3'-end. 4-Nitrophenyl esters of unsaturated acids are obtained by reaction with 4-nitrophenol in the presence of dicyclohexylcarbodiimide.

Способ иммобилизации олигонуклеотидов с непредельными фрагментами реализован в варианте фотополимеризации под действием УФ-излучения. Нанесение полимеризационной смеси проводится капельным способом: капли наносят на предварительно модифицированное стекло и проводят полимеризацию. Нанесение проводят либо с помощью микрошприца, либо с помощью автоматического робота для нанесения микрокапель [Froehler B. C., Matteucci M.D., Nucleic Acids Res. 1983, 11, P. 8031-8036, G.Yershov, V.Barsky, A.Belgovskiy, E.Kirilov, E.Kreindlin, l. lvanov, S.Parinov, D.Guschin, A.Drobishev, S.Dubiley, A.Mirzabekov. Proc.Natl.AcadSci.USA. 1996, V.93, P.4913-4918], позволяющего наносить капли объемом порядка 1 нл. The method of immobilization of oligonucleotides with unsaturated fragments is implemented in the variant of photopolymerization under the influence of UV radiation. Application of the polymerization mixture is carried out by the drip method: drops are applied to pre-modified glass and polymerization is carried out. The application is carried out either using a microsyringe or using an automatic robot for applying microdrops [Froehler B. C., Matteucci M.D., Nucleic Acids Res. 1983, 11, P. 8031-8036, G. Yershov, V. Barsky, A. Belgovskiy, E. Kirilov, E. Kreindlin, l. lvanov, S. Parinov, D. Guschin, A. Drobishev, S. Dubiley, A. Mirzabekov. Proc.Natl.AcadSci.USA. 1996, V.93, P.4913-4918], which makes it possible to apply droplets with a volume of the order of 1 nl.

Заявляемый способ позволяет получать гелевые матрицы, содержащие иммобилизованные олигонуклеотиды с высокой степенью иммобилизации в зависимости от использованной непредельной группы. The inventive method allows to obtain gel matrices containing immobilized oligonucleotides with a high degree of immobilization, depending on the unsaturated group used.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Приведенные далее примеры являются предпочтительными, предназначены лишь для подтверждения возможности осуществления изобретения и не должны стать основанием для ограничения объема притязаний Заявителя. Специалист в данной области техники без труда найдет возможности иных воплощений изобретения, которые безусловно подпадают под притязания Заявителя, отраженные в формуле изобретения, приводимой ниже.
Information confirming the possibility of carrying out the invention
The following examples are preferred, intended only to confirm the feasibility of the invention and should not become the basis for limiting the scope of the applicant's claims. A person skilled in the art will easily find the possibilities of other embodiments of the invention, which certainly fall within the scope of the Applicant’s claims, as set forth in the claims below.

Пример 1. Синтез фосфоамидита, содержащего метакриламидный остаток. Example 1. The synthesis of phosphoamidite containing methacrylamide residue.

В качестве примера синтеза фосфоамидита, содержащего метакриламидный остаток, приведен синтез N-метакрил-O-(2-O- цианоэтил-N,N'- диизопропиламинофосфит)этаноламина согласно схеме 1. (Приведена в конце описания). As an example of the synthesis of phosphoamidite containing a methacrylamide residue, the synthesis of N-methacryl-O- (2-O-cyanoethyl-N, N'-diisopropylaminophosphite) ethanolamine according to Scheme 1 is given. (Given at the end of the description).

Синтез N-гидроксиэтилметакриламида. Synthesis of N-hydroxyethyl methacrylamide.

4-Нитрофениловый эфир метакриловой кислоты (0.300 г, 1.45 ммоль) растворяли в ацетонитриле (20 мл). К раствору приливали этаноламин (0.182 г, 2.98 ммоль) и оставляли при комнатной температуре на 12 часов. Выпавший осадок отфильтровывали, фильтрат упаривали. Продукт очищали хроматографией на колонке с силикагелем (элюент: ацетон-петролейный эфир 3:2). Выход 83%. Масло. Rf=0.41 (в системе ацетон-петролейный эфир 3:2).Methacrylic acid 4-nitrophenyl ether (0.300 g, 1.45 mmol) was dissolved in acetonitrile (20 ml). Ethanolamine (0.182 g, 2.98 mmol) was added to the solution and left at room temperature for 12 hours. The precipitate was filtered off and the filtrate was evaporated. The product was purified by silica gel column chromatography (eluent: 3: 2 acetone-petroleum ether). Yield 83%. Oil. R f = 0.41 (in the acetone-petroleum ether 3: 2 system).

Синтез N-метакрил-O-(2-O-цианоэтил-N,N-диизопропиламино-фосфит)этаноламина
N-Гидроксиэтилметакриламид (0.013 г, 0.101 ммоль) растворяли в ацетонитриле (0.266 мл). К раствору добавляли 2-цианоэтил-N,N,N',N'-тетраизопропилфосфоамидит (0.030 г, 0.101 ммоль) и 0.4 М раствор тетразола в ацетонитриле (0.255 мл). Раствор перемешивали 30 минут и отфильтровывали. К фильтрату прибавляли ацетонитрил (0.479 мл). Полученный 0.1 М раствор фосфоамидита непосредственно использовали в автоматическом синтезе олигонуклеотидов.
Synthesis of N-methacryl-O- (2-O-cyanoethyl-N, N-diisopropylamino-phosphite) ethanolamine
N-Hydroxyethyl methacrylamide (0.013 g, 0.101 mmol) was dissolved in acetonitrile (0.266 ml). To the solution were added 2-cyanoethyl-N, N, N ', N'-tetraisopropylphosphoamidite (0.030 g, 0.101 mmol) and a 0.4 M solution of tetrazole in acetonitrile (0.255 ml). The solution was stirred for 30 minutes and filtered. Acetonitrile (0.479 ml) was added to the filtrate. The resulting 0.1 M phosphoamidite solution was directly used in the automatic synthesis of oligonucleotides.

Пример 2. Синтез олигонуклеотида-CAACTGAT с 3'-концевой акриламидной группой. Example 2. Synthesis of oligonucleotide-CAACTGAT with a 3'-terminal acrylamide group.

В качестве примера синтеза олигонуклеотида с 3'-концевой акриламидной группой приведен синтез 5'-СААСТGАТ-3'- (CH2CH(CH2OH)(CH2)3CH2NHC(O)- CH= CH2) согласно схеме 2. (Приведена в конце описания).As an example of the synthesis of an oligonucleotide with a 3'-terminal acrylamide group, the synthesis of 5'-CAASTGAT-3'- (CH 2 CH (CH 2 OH) (CH 2 ) 3 CH 2 NHC (O) - CH = CH 2 ) according to the scheme 2. (Given at the end of the description).

Синтез 4-нитрофенилового эфира акриловой кислоты
Акриловую кислоту (0.850 г, 11.79 ммоль) растворяли в этилацетате (7 мл) и при перемешивании приливали раствор 4-нитрофенола (1.804 г, 12.97 ммоль) и дициклогексилкарбодиимида (2.680 г, 12.97 ммоль) в этилацетате (14 мл). Полученный раствор перемешивали при комнатной температуре в течение 12 часов. Осадок дициклогексилмочевины отфильтровывали, фильтрат охлаждали до -70oC и выпавшие кристаллы нитрофенилового эфира отфильтровывали. Фильтрат упаривали вдвое и вновь охлаждали до -70oC. Кристаллы, полученные в двух порциях, высушивали при комнатной температуре и давлении 3 мм рт.ст.
Synthesis of 4-nitrophenyl Acrylic Acid
Acrylic acid (0.850 g, 11.79 mmol) was dissolved in ethyl acetate (7 ml) and a solution of 4-nitrophenol (1.804 g, 12.97 mmol) and dicyclohexylcarbodiimide (2.680 g, 12.97 mmol) in ethyl acetate (14 ml) was poured with stirring. The resulting solution was stirred at room temperature for 12 hours. The dicyclohexylurea precipitate was filtered off, the filtrate was cooled to -70 ° C, and the precipitated nitrophenyl ether crystals were filtered off. The filtrate was evaporated twice and cooled again to -70 ° C. The crystals obtained in two portions were dried at room temperature and a pressure of 3 mm Hg.

Выход 87%. Тпл=142-143oC.Yield 87%. Mp = 142-143 o C.

Синтез 5'-CAACTGAT-3'-(CH2CH(CH2OH(CH2)3CH2NHC(O)-CH=CH2)
К раствору олигонуклеотида 5'-СААСТGАТ-3'-(CH2CH- (CH2OH)(CH2)3CH2NH2 (21.7 нмоль) в боратном буфере (0.050 мл) с pH 9.53 приливали раствор 4-нитрофенилового эфира акриловой кислоты (0.40 мг, 2170 нмоль) в диметилформамиде (0.100 мл). Полученный гомогенный раствор выдерживали при 35oC 12 часов. Затем гель-фильтрацией на сорбенте Sephadex-G25, с использованием в качестве элюента деионизированной воды, отделяли олигонуклеотидную фракцию от низкомолекулярных компонентов.
Synthesis of 5'-CAACTGAT-3 '- (CH 2 CH (CH 2 OH (CH 2 ) 3 CH 2 NHC (O) -CH = CH 2 )
A solution of 4-nitrophenyl ether was added to a solution of 5'-CAASTGAT-3 '- oligonucleotide - (CH 2 CH- (CH 2 OH) (CH 2 ) 3 CH 2 NH 2 (21.7 nmol) in borate buffer (0.050 ml) with a pH of 9.53. acrylic acid (0.40 mg, 2170 nmol) in dimethylformamide (0.100 ml). The resulting homogeneous solution was kept at 35 ° C. for 12 hours. Then, the oligonucleotide fraction was separated from the low molecular weight fraction by gel filtration on a Sephadex-G25 sorbent using deionized water as an eluent. components.

Олигонуклеотид очищали с помощью ВЭЖX на приборе Gilson (США), колонка Supelco 4,6х250 мм, в системе элюентов: буфер А - 0,05М триэтиламмоний ацетат, буфер Б - 50% ацетонитрила в буфере А, градиент от 0 до 50% буфера Б за 30 мин, детекция при длине волны λ = 260 нм. Время удерживания Rt 19 мин. Выход модифицированного олигонуклеотида составил 72%.The oligonucleotide was purified by HPLC on a Gilson instrument (USA), Supelco column 4.6 × 250 mm, in the eluent system: buffer A — 0.05 M triethylammonium acetate, buffer B — 50% acetonitrile in buffer A, gradient from 0 to 50% buffer B in 30 min, detection at a wavelength of λ = 260 nm. Retention time R t 19 min. The yield of the modified oligonucleotide was 72%.

Пример 3. Фотоинициированная сополимеризация модифицированных олигонуклеотидов. Example 3. Photoinitiated copolymerization of modified oligonucleotides.

Оценку процента иммобилизации проводили по введенной в олигонуклеотид радиоактивной метке Р32.The percent immobilization was assessed by the radioactive label P 32 introduced into the oligonucleotide.

Состав полимеризационной смеси соответствовал 5% полиакриламидному гелю: 5% акриламид-бисакриламид (19:1), 40% глицерин, 2% ацетон, 1,2% ТЕМЕД, 0,1 М натрий фосфатный буфер, pH 7,0. Концентрация меченого Р32 олигонуклеотида, 5'-P32-GAAAGGTGGTGTTCTCTACGC- (CH2CH(CH2OH)(CH2)3CH2NHC(O)- С(CH3)=CH2)-3' составляла 1•10-7M. Капли наносили с помощью микрошприца на стекло, предварительно обработанное Bind-Silan (3-(trimethoxysilyl)-propylmethacrylate). Объем капли 0,2 мкл. Полимеризацию проводили в УФ-печи (Stratolinker 1800-UV). Время экспозиции 20 мин при длине волны 254 нм. После проведения сополимеризации измеряли суммарный радиоактивный фон стекла с нанесенными каплями, который принимали за 100%. Далее проводили серию отмывок в различных условиях до постоянного значения радиоактивного фона и оценивали средний % иммобилизации олигонуклеотида, который составил 65-70%.The composition of the polymerization mixture corresponded to 5% polyacrylamide gel: 5% acrylamide-bisacrylamide (19: 1), 40% glycerol, 2% acetone, 1.2% TEMED, 0.1 M sodium phosphate buffer, pH 7.0. The concentration of labeled P 32 oligonucleotide, 5'-P 32 -GAAAGGTGGTGTTCTCTACGC- (CH 2 CH (CH 2 OH) (CH 2 ) 3 CH 2 NHC (O) - C (CH 3 ) = CH 2 ) -3 'was 1 • 10 -7 M. Drops were applied using a microsyringe onto glass pretreated with Bind-Silan (3- (trimethoxysilyl) -propylmethacrylate). Drop volume 0.2 μl. The polymerization was carried out in a UV oven (Stratolinker 1800-UV). The exposure time is 20 minutes at a wavelength of 254 nm. After copolymerization, the total radioactive background of the glass with the deposited drops was measured, which was taken as 100%. Next, a series of washes was carried out under various conditions until a constant background radioactive background was measured and the average% immobilization of the oligonucleotide, which was 65-70%, was evaluated.

Пример 4. Оценка процента иммобилизации по интенсивности флуоресценции флуоресцентной метки, введенной в сополимеризуемый олигонуклеотид. Example 4. Evaluation of the percentage of immobilization by the fluorescence intensity of the fluorescent label introduced into the copolymerizable oligonucleotide.

Для определения % иммобилизации олигонуклеотида был получен 5'-Flu-GAAAGGTGGTGTTCTCTACGC-(CH2CH(CH2OH)(CH2)3CH2NHC(O)-CH= CH2)-3'. Флуоресцеин вводили на 5'-конец последовательной обработкой Т4- полинуклеотидкиназой, ATPγS, 5-IAF (5- йодоацетамидофлуоресцеин), с последующими экстракциями фенол/хлороформом, бутанолом и очисткой HPLC. Полученный гомогенный продукт вводили в сополимеризационную смесь, стандартную для 5% полиакриламидного геля, и проводили полимеризацию в условиях, указанных в примере 3. Оценку % иммобилизации проводили аналогично определению % иммобилизации для меченного по 5'-концу радиоактивным изотопом фосфора (Р32): за 100% принимали среднюю флуоресценцию 1 капли после окончания полимеризации. После отмывки в воде при 60oC, 45 мин повторно измеряли интенсивность флуоресценции и определяли средний % иммобилизации, который составил 60oC. Результаты приведены на фиг. 1.To determine the% immobilization of the oligonucleotide, 5'-Flu-GAAAGGTGGTGTTCTCTACGC- (CH 2 CH (CH 2 OH) (CH 2 ) 3 CH 2 NHC (O) -CH = CH 2 ) -3 'was obtained. Fluorescein was introduced at the 5'-end by sequential treatment with T4-polynucleotide kinase, ATPγS, 5-IAF (5-iodoacetamidofluorescein), followed by extraction with phenol / chloroform, butanol and HPLC purification. The resulting homogeneous product was introduced into the copolymerization mixture, standard for a 5% polyacrylamide gel, and polymerization was carried out under the conditions described in Example 3. Evaluation of% immobilization was carried out similarly to determination of% immobilization for phosphorus labeled at the 5'end (P 32 ): for 100% took an average fluorescence of 1 drop after completion of polymerization. After washing in water at 60 ° C. for 45 minutes, the fluorescence intensity was re-measured and the average% immobilization was determined, which was 60 ° C. The results are shown in FIG. 1.

Пример 5. Влияние введенной в олигонуклеотид непредельной группы на степень сополимеризации. Example 5. The effect of the unsaturated group introduced into the oligonucleotide on the degree of copolymerization.

Оценка степени иммобилизации проводится по связыванию комплиментарных флуоресцентно меченных олигонуклеотидов в результате гибридизации. The degree of immobilization is assessed by the binding of complementary fluorescently labeled oligonucleotides as a result of hybridization.

Показано, что все модифицированные олигонуклеотиды имеют высокую степень связывания с комплиментарным олигонуклеотидом, меченым Texas Red, при этом однако интенсивность флуоресценции распределена в исследуемом ряду таким образом: акриламидная = метакриламидная > 3-фенилакриламидная > 4-винилбензамидная. Поскольку эксперимент проводили для всех перечисленных соединений в одинаковых условиях, а именно: равные исходные концентрации всех модифицированных олигонуклеотидов в сополимеризационной смеси, одинаковые условия проведения полимеризации и последующих отмывок геля, равная концентрация комплиментарного олигонуклеотида, полученные данные позволяют сделать вывод о реакционной способности перечисленных соединений в условиях проведения сополимеризации. It was shown that all modified oligonucleotides have a high degree of binding to a complementary oligonucleotide labeled with Texas Red, however, however, the fluorescence intensity is distributed in the studied series in this way: acrylamide = methacrylamide> 3-phenylacrylamide> 4-vinylbenzamide. Since the experiment was carried out for all of the listed compounds under the same conditions, namely, equal initial concentrations of all modified oligonucleotides in the copolymerization mixture, identical polymerization conditions and subsequent washing of the gel, equal concentration of the complementary oligonucleotide, the data obtained allow us to conclude that the listed compounds are reactive under the conditions copolymerization.

Пример 6. Гибридизация на микрочипе, полученном сополимеризацией модифицированного олигонуклеотида с 5% акриламидным гелем. Example 6. Hybridization on a microchip obtained by copolymerization of a modified oligonucleotide with 5% acrylamide gel.

Нанесение проводили с помощью автоматического робота для нанесения микрокапель [Froehler B. C. , Matteucci M.D., Nucleic Acids Res. 1983, 11, P. 8031-8036, G. Yershov, V. Barsky, A.Belgovskiy, E.Kirilov, E.Kreindlin, l. lvanov, S.Parinov, D.Guschin, A.Drobishev, S.Dubiley, A.Mirzabekov. Proc.Natl. AcadSci. USA. 1996, V.93, P.4913-4918]. Наносимый объем капли соответствовал 1 нл. Концентрация 5'-CAACTGАТ- (CH2CH(CH2OH)-(CH2)3CH2NHC(O)- CH= CH2)-3' составляла 1•10-6М. Концентрация комплиментарного олигонуклеотида, меченного по 5'-концу Texas Red, составляет 3•10-6М. Результаты приведены на фиг. 2.The application was carried out using an automatic robot for applying microdrops [Froehler BC, Matteucci MD, Nucleic Acids Res. 1983, 11, P. 8031-8036, G. Yershov, V. Barsky, A. Belgovskiy, E. Kirilov, E. Kreindlin, l. lvanov, S. Parinov, D. Guschin, A. Drobishev, S. Dubiley, A. Mirzabekov. Proc.Natl. AcadSci USA 1996, V.93, P.4913-4918]. The applied droplet volume corresponded to 1 nl. The concentration of 5'-CAACTGAT- (CH 2 CH (CH 2 OH) - (CH 2 ) 3 CH 2 NHC (O) - CH = CH 2 ) -3 'was 1 • 10 -6 M. The concentration of the complementary oligonucleotide labeled with The 5'-end of Texas Red is 3 x 10 -6 M. The results are shown in FIG. 2.

Пример 7. Синтез олигонуклеотидов с 3'- и 5'-концевой ненасыщенной группой. Example 7. Synthesis of oligonucleotides with 3'- and 5'-terminal unsaturated group.

Синтез олигонуклеотидов с 3'-концевой ненасыщенной группой, проводили согласно схеме 3. (Приведена в конце описания). The synthesis of oligonucleotides with a 3'-terminal unsaturated group was carried out according to scheme 3. (Given at the end of the description).

Образование целевого продукта в реакции ацилирования контролировали по данным HPLC (Rt), а брутто состав полученных олигонуклеотидов подтверждали методом MALDI-MS. (Таблица 1). The formation of the target product in the acylation reaction was monitored by HPLC (Rt), and the gross composition of the obtained oligonucleotides was confirmed by the MALDI-MS method. (Table 1).

Олигонуклеотиды с 5'-концевой ненасыщенной группой синтезировали при использовании 0.1 М раствора фосфоамидита, полученного по методике,

Figure 00000008

приведенной в примере 1, на синтезаторе Biosystems 394DNA/RNA synthesizer (Applied Biosystems, Foster City) в условиях стандартной фосфорамидитной химии. Образование целевого продукта контролировали по данным HPLC (Rt), а брутто состав полученных олигонуклеотидов подтверждали методом MALDI-MS. (Таблица 2).Oligonucleotides with a 5'-terminal unsaturated group were synthesized using a 0.1 M phosphoamidite solution prepared according to the procedure
Figure 00000008

described in example 1, on a Biosystems 394DNA / RNA synthesizer (Applied Biosystems, Foster City) under standard phosphoramidite chemistry. The formation of the target product was monitored according to HPLC (Rt), and the gross composition of the obtained oligonucleotides was confirmed by the MALDI-MS method. (Table 2).

Масс-спектры регистрировали на MALDI-MS спектрометре. Mass spectra were recorded on a MALDI-MS spectrometer.

Высокоэффективную жидкостную хроматографию (HPLC) проводили на колонке Supeico LC-18(5μm 4.6x250 mm) с использованием элюентной системы: А) 0.05М раствор триэтиламмоний ацетата; В) 0.05М раствор триэтиламмоний ацетата в 50% CH3CH; градиент от 0 до 50% В) за 30 минут.High performance liquid chromatography (HPLC) was performed on a Supeico LC-18 column (5μm 4.6x250 mm) using the eluent system: A) 0.05M solution of triethylammonium acetate; C) 0.05 M solution of triethylammonium acetate in 50% CH 3 CH; gradient from 0 to 50% B) in 30 minutes.

Эффективность стадии конденсации с использованием фосфоамидита (1) по данным высокоэффективной хроматографии (HPLC) составила более 92%. The efficiency of the condensation step using phosphoamidite (1) according to high performance chromatography (HPLC) was more than 92%.

Пример 8. Иммобилизация модифицированных непредельной группой олигонуклеотидов в различных гидрогелях на основе акриламида
Олигонуклеотид MAA-5'-GAACTGAG-3'-TexRed получали на автоматическом синтезаторе Biosystems 394DNA/RNA synthesizer (Applied Biosystems, Foster City). Метакриламидную группу

Figure 00000009

вводили в олигонуклеотид с использованием 0.1М раствора фосфорамидита, полученного по методике, приведенной в примере 1, в условиях стандартной фосфорамидитной химии.Example 8. Immobilization of a modified unsaturated group of oligonucleotides in various hydrogels based on acrylamide
The oligonucleotide MAA-5'-GAACTGAG-3'-TexRed was obtained on a Biosystems 394DNA / RNA synthesizer (Applied Biosystems, Foster City). Methacrylamide group
Figure 00000009

introduced into the oligonucleotide using a 0.1 M phosphoramidite solution obtained by the method described in example 1, under standard phosphoramidite chemistry.

Олигонуклеотид в составе гелей для фотоиндуцируемой полимеризации: (A,B, C, D, E, F,G) наносили с помощью автоматического робота, охарактеризованного выше, на стекло, обработанное BindSilane, облучали УФ с λ= 312 нм и отмывали. The oligonucleotide in the gels for photoinduced polymerization: (A, B, C, D, E, F, G) was applied using an automatic robot, described above, on glass treated with BindSilane, UV was irradiated with λ = 312 nm and washed.

На фиг.3 представлена флуоресцентная картина микрочипа, полученного при иммобилизации в гидрогелях разного состава (A,B,C,D,E,F,G) олигонуклеотида структуры MAA-5'- GAACTGAG-3'-TexRed, с 5'-концевой метакриламидной группой (МАА) и флуоресцентной меткой на 3'-конце (TexRed). Эффективность иммобилизации олигонуклеотида в разных гелях определяли по величине флуоресцентного сигнала. Степень иммобилизации на разных гелях составила 30-60%. Figure 3 presents the fluorescence picture of a microchip obtained by immobilization in hydrogels of different composition (A, B, C, D, E, F, G) of an oligonucleotide structure MAA-5'-GAACTGAG-3'-TexRed, with a 5'-terminal methacrylamide group (MAA) and fluorescent label at the 3'-end (TexRed). The efficiency of immobilization of the oligonucleotide in different gels was determined by the magnitude of the fluorescent signal. The degree of immobilization on different gels was 30-60%.

Пример 9. Гибридизация меченых олигонуклеотидов с иммобилизованными в различных гидрогелях модифицированными непредельной группой олигонуклеотидами. Example 9. Hybridization of labeled oligonucleotides with modified unsaturated group of oligonucleotides immobilized in various hydrogels.

Для изготовления микрочипа синтезировали олигонуклеотиды МАА-GAACTGAG и MAA-CAACTGAC с 5'-концевой метакриламидной группой

Figure 00000010

(МАА) при использовании 0.1М раствора фосфоамидита, полученного по методике, приведенной в примере 1, на синтезаторе Biosystems 394DNA/RNA synthesizer (Applied Biosystems, Foster City) в условиях стандартной фосфорамидитной химии. Полученные олигонуклеотиды добавляли в составе гелей для фотоиндуцируемой полимеризации наносили с помощью автоматического робота, охарактеризованного на стр.6, на стекло, обработанное BindSilane, облучали УФ с λ = 312 нм, отмывали и использовали для проведения гибридизационного анализа. Использовали гидрогели следующего состава: А{акриламид:N,N'-метиленбис-акриламид-Т10%, С5%, глицерин-64.5%} ; В {акриламид:N,N'-метиленбисакриламид-Т5%, С5%, глицерин-64.5%}, С {(акриламид+N- [трис(гидроксиметил)метил]акриламид(1:3)}
(N, N'-метиленбисакриламид+N, N'-(1,2-дигидроксиэтил-акриламид))(3: 7), Т5%, С25%; глицерин-64.5%}.For the manufacture of a microchip, the oligonucleotides MAA-GAACTGAG and MAA-CAACTGAC with a 5'-terminal methacrylamide group were synthesized
Figure 00000010

(MAA) using a 0.1 M phosphoamidite solution obtained according to the procedure described in Example 1 on a Biosystems 394DNA / RNA synthesizer (Applied Biosystems, Foster City) under standard phosphoramidite chemistry. The obtained oligonucleotides were added as part of the gels for photoinduced polymerization, applied using an automatic robot, described on page 6, to the glass treated with BindSilane, UV with λ = 312 nm was irradiated, washed and used for hybridization analysis. Hydrogels of the following composition were used: A {acrylamide: N, N'-methylenebis-acrylamide-T10%, C5%, glycerol-64.5%}; B {acrylamide: N, N'-methylenebisacrylamide-T5%, C5%, glycerin-64.5%}, C {(acrylamide + N- [tris (hydroxymethyl) methyl] acrylamide (1: 3)}
(N, N'-methylenebisacrylamide + N, N '- (1,2-dihydroxyethyl-acrylamide)) (3: 7), T5%, C25%; glycerin-64.5%}.

На фиг. 4 представлены результаты гибридизации на олигонуклеотидном микрочипе с использованием иммобилизованных олигонуклеотидов структуры GAACTGAG и CAACTGAC и гибридизуемого олигонуклеотида структуры CTCAGTTC. Полученная гибридизационная картина соответствует теоретическим представлениям. Больший флуоресцентный сигнал наблюдается на иммобилизованном олигонуклеотиде-GAACTGAG, полностью комплиментарном гибридизуемой пробе, независимо от вида используемого геля и линкера, соединяющего метакриламидную группу с олигонуклеотидом. Меньший сигнал наблюдается на ячейках с иммобилизованным олигонуклеотидом CAACTGAC, содержащим концевые замены. In FIG. 4 shows the results of hybridization on an oligonucleotide microchip using immobilized oligonucleotides of the GAACTGAG and CAACTGAC structure and a hybridizable oligonucleotide of the CTCAGTTC structure. The resulting hybridization pattern corresponds to theoretical concepts. A larger fluorescent signal is observed on the immobilized GAACTGAG oligonucleotide, a fully complementary hybridizable probe, regardless of the type of gel and linker connecting the methacrylamide group to the oligonucleotide. A smaller signal is observed on cells with immobilized CAACTGAC oligonucleotide containing terminal substitutions.

Пример 10. Иммобилизация модифицированных непредельной группой олигонуклеотидов в различных гидрогелях. Example 10. Immobilization of a modified unsaturated group of oligonucleotides in various hydrogels.

Олигонуклеотид в составе гелей для фотоиндуцируемой полимеризации (А,В) наносили с помощью автоматического робота, охарактеризованного выше, на стекло, обработанное BindSilane, облучали УФ с λ = 312 нм и отмывали. Эффективность иммобилизации олигонуклеотида определяли по величине флуоресцентного сигнала на чине до и после отмывки чипа. На фиг. 5 представлена флуоресцентная картина микрочипа, полученного при иммобилизации в гидрогелях разного состава (А, В) олигонуклеотида: МАА-5'- GAACTGAG-3'-TexRed, с 5'-концевой метакриламидной группой (МАА) и флуоресцентной меткой на 3'-конце (TexRed). Процент иммобилизованного олигонуклеотида составил в геле А-75-80%, в В-68-76%. The oligonucleotide in the gels for photoinduced polymerization (A, B) was applied using an automatic robot, described above, onto a glass treated with BindSilane, UV irradiated with λ = 312 nm and washed. The efficiency of immobilization of the oligonucleotide was determined by the magnitude of the fluorescent signal on the rank before and after washing the chip. In FIG. Figure 5 shows the fluorescence picture of a microchip obtained by immobilizing an oligonucleotide of different composition (A, B) in hydrogels: MAA-5'-GAACTGAG-3'-TexRed, with a 5'-end methacrylamide group (MAA) and a fluorescent label at the 3'-end (TexRed). The percentage of immobilized oligonucleotide in the gel was A-75-80%, in B-68-76%.

Данный пример показывает, что олигонуклеотиды с концевой ненасыщенной группой можно эффективно иммобилизовывать не только в гидрогелях на основе акриламида и N,N'-метилен бисакриламида, но и на основе любых других водорастворимых мономеров, способных эффективно сополимеризоваться с концевой ненасыщенной группой олигонуклеотида. This example shows that oligonucleotides with a terminal unsaturated group can be effectively immobilized not only in hydrogels based on acrylamide and N, N'-methylene bisacrylamide, but also on the basis of any other water-soluble monomers capable of copolymerizing with the terminal unsaturated group of the oligonucleotide.

Claims (18)

1. Способ иммобилизации олигонуклеотидов в полимерных гидрогелях, включающий сополимеризацию модифицированных олигонуклеотидов с непредельными мономерами при формировании полимерных гелей, в котором высокая степень иммобилизации достигается путем использования модифицированных непредельными группами олигонуклеотидов общей формулы I
Figure 00000011

где R1, R2, R3 представляют собой Н, алкил С16, Ph, PhCH2-;
Z представляет собой (СН2)nСН(СН2ОН)СН2ОХ, где n=1-6; или (СН2)n-ОХ, где n= 2-6, и Х представляет собой фосфодиэфирную группу, связывающую непредельный фрагмент с 5'- и/или 3'-концом олигонуклеотида;
R4 представляет собой Н, (СН2)nОН, где n=2-6;
Y представляет собой (р-С6Н4)n, где n=0-2.
1. A method of immobilizing oligonucleotides in polymer hydrogels, comprising copolymerizing modified oligonucleotides with unsaturated monomers to form polymer gels, in which a high degree of immobilization is achieved by using oligonucleotides modified with unsaturated groups of the general formula I
Figure 00000011

where R 1 , R 2 , R 3 represent H, alkyl C 1 -C 6 Ph, PhCH 2 -;
Z represents (CH 2 ) n CH (CH 2 OH) CH 2 OX, where n = 1-6; or (CH 2 ) n —OX, where n = 2-6, and X is a phosphodiester group linking the unsaturated fragment to the 5 ′ and / or 3 ′ end of the oligonucleotide;
R 4 represents H, (CH 2 ) n OH, where n = 2-6;
Y represents (pC 6 H 4 ) n , where n = 0-2.
2. Способ по п.1, в котором полимерный гидрогель представляет собой полиакриламидный гель, получаемый сополимеризацией непредельных мономеров акриламида и бис-акриламида, или любых других мономеров на их основе. 2. The method according to claim 1, in which the polymer hydrogel is a polyacrylamide gel obtained by copolymerization of unsaturated monomers of acrylamide and bis-acrylamide, or any other monomers based on them. 3. Способ по п.1, в котором олигонуклеотиды модифицируют непредельными группами в автоматическом режиме. 3. The method according to claim 1, in which the oligonucleotides modify unsaturated groups in automatic mode. 4. Способ по п.3, в котором олигонуклеотиды модифицируют непредельными группами с помощью фосфоамидита общей формулы II
Figure 00000012

где R1, R2 представляют собой Н, алкил С16, Ph, PhCH2-;
R3 представляет собой алкил С16;
R4 представляет собой Н, (СН2)n-ОДМТ, где n=2-6;
Y представляет собой (р-С6Н4)n, где n=0-2,
n=2-6;
с типом связи фосфора с непредельной группой Р-О.
4. The method according to claim 3, in which the oligonucleotides are modified with unsaturated groups using phosphoamidite General formula II
Figure 00000012

where R 1 , R 2 represent H, alkyl C 1 -C 6 , Ph, PhCH 2 -;
R 3 is C 1 -C 6 alkyl;
R 4 represents H, (CH 2 ) n -ODMT, where n = 2-6;
Y represents (pC 6 H 4 ) n , where n = 0-2,
n is 2-6;
with a type of bond of phosphorus to the unsaturated group P-O.
5. Способ по п.1, в котором олигонуклеотиды модифицируют непредельными группами в поставтоматическом режиме. 5. The method according to claim 1, in which the oligonucleotides are modified with unsaturated groups in a post-automatic mode. 6. Способ по п.5, в котором олигонуклеотиды модифицируют непредельными группами путем ацилирования олигонуклеотида, содержащего аминолинк, активированным эфиром непредельной кислоты. 6. The method according to claim 5, in which the oligonucleotides are modified with unsaturated groups by acylating an oligonucleotide containing aminoline with an activated unsaturated ester. 7. Способ по п. 6, в котором активированный эфир непредельной кислоты представляет собой нитрофениловый эфир. 7. The method of claim 6, wherein the activated unsaturated ester is nitrophenyl ether. 8. Способ по п.3 или 5, в котором олигонуклеотиды модифицируют непредельными группами по 5'-концу олигонуклеотида. 8. The method according to claim 3 or 5, in which the oligonucleotides are modified with unsaturated groups at the 5'-end of the oligonucleotide. 9. Способ по п.3 или 5, в котором олигонуклеотиды модифицируют непредельными группами по 3'-концу олигонуклеотида. 9. The method according to claim 3 or 5, in which the oligonucleotides are modified with unsaturated groups at the 3'-end of the oligonucleotide. 10. Способ по п.1, в котором олигонуклеотиды иммобилизуют путем фотосополимеризации под действием УФ-излучения. 10. The method according to claim 1, in which the oligonucleotides are immobilized by photopolymerization under the influence of UV radiation. 11. Способ по п. 10, в котором фотосополимеризацию проводят капельным способом путем нанесения капель на предварительно модифицированное стекло. 11. The method according to p. 10, in which the photopolymerization is carried out by the drip method by applying drops to pre-modified glass. 12. Способ по п.11, в котором капли наносят с помощью микрошприца. 12. The method according to claim 11, in which the drops are applied using a microsyringe. 13. Способ по п.12, в котором объем капель составляет около 0,2 мкл. 13. The method of claim 12, wherein the droplet volume is about 0.2 μl. 14. Способ по п.11, в котором капли наносят с помощью автоматического робота для нанесения микрокапель. 14. The method according to claim 11, in which the drops are applied using an automatic robot for applying microdrops. 15. Способ по п.14, в котором объем капель составляет около 1 нл. 15. The method according to 14, in which the volume of drops is about 1 nl. 16. Олигонуклеотид, модифицированный непредельными группами общей формулы I
Figure 00000013

где R1, R2, R3 представляют собой Н, алкил С16, Ph, PhCH2-;
Z представляет собой (СН2)nСН(СН2ОН)СН2ОХ, где n=1-6; или (СН2)n-ОХ, где n= 2-6, и Х представляет собой фосфодиэфирную группу, связывающую непредельный фрагмент с 5'- и/или 3'-концом олигонуклеотида,
R4 представляет собой Н, (СН2)nОН, где n=2-6;
Y представляет собой (р-С6Н4)n, где n=0-2.
16. Oligonucleotide modified by unsaturated groups of the general formula I
Figure 00000013

where R 1 , R 2 , R 3 represent H, alkyl C 1 -C 6 Ph, PhCH 2 -;
Z represents (CH 2 ) n CH (CH 2 OH) CH 2 OX, where n = 1-6; or (CH 2 ) n —OX, where n = 2-6, and X represents a phosphodiester group linking the unsaturated fragment to the 5 ′ and / or 3 ′ end of the oligonucleotide,
R 4 represents H, (CH 2 ) n OH, where n = 2-6;
Y represents (pC 6 H 4 ) n , where n = 0-2.
17. Олигонуклеотид по п. 16, модифицированный непредельной группой по 5'-концу. 17. The oligonucleotide according to claim 16, modified by a unsaturated group at the 5'-end. 18. Олигонуклеотид по п. 16, модифицированный непредельной группой по 3'-концу. 18. The oligonucleotide according to claim 16, modified by a unsaturated group at the 3'-end.
RU99127744/04A 1999-12-28 1999-12-28 Method of immobilization of oligonucleotides containing unsaturated groups in polymeric hydrogels in forming microchip RU2175972C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99127744/04A RU2175972C2 (en) 1999-12-28 1999-12-28 Method of immobilization of oligonucleotides containing unsaturated groups in polymeric hydrogels in forming microchip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99127744/04A RU2175972C2 (en) 1999-12-28 1999-12-28 Method of immobilization of oligonucleotides containing unsaturated groups in polymeric hydrogels in forming microchip

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99127744A RU99127744A (en) 2001-09-10
RU2175972C2 true RU2175972C2 (en) 2001-11-20

Family

ID=20228820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99127744/04A RU2175972C2 (en) 1999-12-28 1999-12-28 Method of immobilization of oligonucleotides containing unsaturated groups in polymeric hydrogels in forming microchip

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2175972C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003010203A1 (en) * 2001-07-25 2003-02-06 Institut Molekulyarnoi Biologii Im. V.A. Engelgardta Rossiiskoi Akademii Nauk Method for production and a composition for immobilising biological macromolecules in hydrogels and the use of said composition for producing biochips
WO2003033539A1 (en) * 2001-10-16 2003-04-24 Institut Molekulyarnoi Biologii Im. V.A. Engelgardta Rossiiskoi Akademii Nauk Composition for polymerising immobilisation of biological molecules and method for producing said composition
WO2008130263A1 (en) 2007-04-20 2008-10-30 Institut Molekulyarnoi Biologii Im V.A. Engeldardta Rossiskoi Akademii Nauk Monomer and composition for producing low-percentage hydrogel and/or hydrogel having a low cross linkage content, a hydrogel and a biochip based thereon
US7705136B2 (en) 2005-02-25 2010-04-27 Uchicago Argonne, Llc Synthesis of 3′-, or 5′-, or internal methacrylamido-modified oligonucleotides
RU2539733C2 (en) * 2012-10-24 2015-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "БИОЧИП-ИМБ" Set of differentiating nucleotides and biochip applicable in method for genetic typing of human y-chromosomes haplogroup markers: m130 (c), m145 (de)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
3. ВАСИЛИСКОВ В В.А. и др. Метод получения микрочипов с помощью сополимеризации с акриламидом. - Молекулярная биология, 1998, т. 32, № 5, с. 923-925. 4. *
5. КОРШАК В.В. и др. Полимеры в процессах иммобилизации и модификации природных соединений. - М.: Наука, 1984, с.34, 79 - 80, 83. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003010203A1 (en) * 2001-07-25 2003-02-06 Institut Molekulyarnoi Biologii Im. V.A. Engelgardta Rossiiskoi Akademii Nauk Method for production and a composition for immobilising biological macromolecules in hydrogels and the use of said composition for producing biochips
WO2003033539A1 (en) * 2001-10-16 2003-04-24 Institut Molekulyarnoi Biologii Im. V.A. Engelgardta Rossiiskoi Akademii Nauk Composition for polymerising immobilisation of biological molecules and method for producing said composition
US7846656B2 (en) 2001-10-16 2010-12-07 Institut Molekulyarnoi Biologii Im.V.A. Engelgardta Rossiiskoi Akademii Nauk Composition for polymerizing immobilization of biological molecules and method for producing said composition
US7705136B2 (en) 2005-02-25 2010-04-27 Uchicago Argonne, Llc Synthesis of 3′-, or 5′-, or internal methacrylamido-modified oligonucleotides
WO2008130263A1 (en) 2007-04-20 2008-10-30 Institut Molekulyarnoi Biologii Im V.A. Engeldardta Rossiskoi Akademii Nauk Monomer and composition for producing low-percentage hydrogel and/or hydrogel having a low cross linkage content, a hydrogel and a biochip based thereon
RU2539733C2 (en) * 2012-10-24 2015-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "БИОЧИП-ИМБ" Set of differentiating nucleotides and biochip applicable in method for genetic typing of human y-chromosomes haplogroup markers: m130 (c), m145 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5258506A (en) Photolabile reagents for incorporation into oligonucleotide chains
EP0543889B1 (en) Incorporation of selectably clevable sites into oligonucleotide chains and reagents therefor
US5367066A (en) Oligonucleotides with selectably cleavable and/or abasic sites
US6180770B1 (en) Nucleic acid-containing polymerizable complex
DE69933283T2 (en) PHOTOACTIVABLE NUCLEIC ACID DERIVATIVES
AU2006317195B2 (en) Polynucleotide containing a phosphate mimetic
RU2206575C2 (en) Composition for immobilization of biological macromolecule in hydrogel, method for preparing composition, biochip, method for carrying out polymerase chain reaction (pcr) on biochip
JP5399919B2 (en) Compounds and methods for synthesizing and purifying oligonucleotides
RU2175972C2 (en) Method of immobilization of oligonucleotides containing unsaturated groups in polymeric hydrogels in forming microchip
EP1257695A1 (en) Biomolecules having multiple attachment moieties for binding to a substrate surface
JP6152415B2 (en) Thiol compounds and their use for the synthesis of modified oligonucleotides
AU603500B2 (en) Carrier for the enzymatic or chemical and enzymatic reaction of nucleic acids or nucleic acid fragments on solid phases
HORN et al. A chemical 5′-phosphorylation of oligodeoxyribonucleotides
EP0462224B1 (en) Sequencing nucleic acids using chemiluminescent detection
EP1309730B1 (en) New hydrazide building blocks and hydrazide modified biomolecules
RU2157377C1 (en) Method of immobilization of oligonucleotides modified with unsaturated fragments by copolymerization
JPH03210197A (en) Preparation of fluorescence-labelled dna and kit therefor
WO2011097437A1 (en) Double displacement probes for nucleic acid detection
JP2023552935A (en) Methods, systems, and compositions for nucleic acid sequencing
US20070249797A1 (en) Gel-forming reagents and uses thereof for preparing microarrays
JP2003319799A (en) Method for analyzing nucleic acid base sequence
US20060154253A1 (en) Method for the validated construction of arrays
IE912661A1 (en) Incorporation of selectably cleavable and/or abasic sites¹into oligonulceotide chains and reagents therefor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031229

NF4A Reinstatement of patent
RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20060227

QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20100212

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121229