RU69866U1 - BIOCHIP - Google Patents

BIOCHIP Download PDF

Info

Publication number
RU69866U1
RU69866U1 RU2007134195/22U RU2007134195U RU69866U1 RU 69866 U1 RU69866 U1 RU 69866U1 RU 2007134195/22 U RU2007134195/22 U RU 2007134195/22U RU 2007134195 U RU2007134195 U RU 2007134195U RU 69866 U1 RU69866 U1 RU 69866U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
biochip
clusters
positive
working area
oligonucleotide
Prior art date
Application number
RU2007134195/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Эдуардович Грановский
Игорь Петрович Белецкий
Елена Андреевна Шляпникова
Юрий Михайлович Шляпников
Александр Владимирович Гаврюшкин
Сергей Владимирович Бирюков
Original Assignee
Игорь Эдуардович Грановский
Игорь Петрович Белецкий
Елена Андреевна Шляпникова
Юрий Михайлович Шляпников
Александр Владимирович Гаврюшкин
Сергей Владимирович Бирюков
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 Игорь Эдуардович Грановский, Игорь Петрович Белецкий, Елена Андреевна Шляпникова, Юрий Михайлович Шляпников, Александр Владимирович Гаврюшкин, Сергей Владимирович Бирюков filed Critical Игорь Эдуардович Грановский
Priority to RU2007134195/22U priority Critical patent/RU69866U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU69866U1 publication Critical patent/RU69866U1/en

Links

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Устройство относится к диагностике в области медицины, криминалистики и тестирования генетически модифицированных объектов в продуктах. В соответствии с техническим решением, рабочая зона биочипа содержит асимметрично расположенные относительно горизонтальной и/или вертикальной оси рабочей зоны от двух до четырех групп кластеров положительного контроля и, по меньшей мере, одну группу кластеров отрицательного контроля, причем количество кластеров входящих в каждую группу положительного и отрицательного контролей составляет от 1 до 7. Один из кластеров, входящих в каждую из групп положительного контроля, размещен в противоположных углах рабочей зоны, а соотношение общего количества кластеров положительного и отрицательного контролей составляет от 1:1 до 10:1. Рабочая зона биочипа расположена на поверхности твердого носителя или на поверхности гибкого носителя или на поверхности мультислоя, закрепленного на гибком или твердом носителе, или на поверхности твердого носителя снабженного мультислоем, с возможностью формирования гибридизационного объема. В качестве материала зонда, входящего в кластер положительного контроля, служит олигонуклеотид с известной нуклеотидной последовательностью, или гомологичной последовательностью, выбранной из последовательностей генов маркеров, относящихся к выбранному типу диагностики, а материал зонда входящего в кластер отрицательного контроля состоит из олигонуклеотида, частично комплементарного последовательности положительного контроля, или олигонуклеотида, частично комплементарного последовательности одного из олигонуклеотидов-зондов. 11 п. ф-лы, 3 илл., 1 пр.The device relates to diagnostics in the field of medicine, forensics and testing genetically modified objects in products. In accordance with the technical solution, the working area of the biochip contains asymmetrically located relative to the horizontal and / or vertical axis of the working area from two to four groups of clusters of positive control and at least one group of clusters of negative control, and the number of clusters included in each group of positive and negative control ranges from 1 to 7. One of the clusters included in each of the groups of positive control is located in opposite corners of the working area, and the ratio of the total the number of clusters of positive and negative controls is from 1: 1 to 10: 1. The working area of the biochip is located on the surface of a solid carrier or on the surface of a flexible carrier or on the surface of a multilayer attached to a flexible or solid carrier, or on the surface of a solid carrier provided with a multilayer, with the possibility of forming a hybridization volume. An oligonucleotide with a known nucleotide sequence or a homologous sequence selected from sequences of marker genes belonging to the selected diagnostic type is used as a probe material in a positive control cluster, and the probe material in a negative control cluster consists of an oligonucleotide, partially complementary to a positive sequence control, or oligonucleotide, partially complementary to the sequence of one of the probe oligonucleotides. 11 items, 3 ill., 1 ave.

Description

Техническая областьTechnical area

Полезная модель относится к области диагностики на основе биочипов, содержащих рабочую зону на которой иммобилизованы зонды с олигонуклеотидами или белками, в состав которых входят зонды комплементарные диагностируемым маркерам, а также зонды положительного и отрицательного контролей.The utility model relates to the field of diagnostics based on biochips containing a working area on which probes with oligonucleotides or proteins are immobilized, which include probes complementary to the diagnosed markers, as well as probes of positive and negative controls.

Уровень техникиState of the art

Известны биочипы, которые используют для диагностики медицинских заболеваний, биочипы для диагностики наличия ГМИ в продуктах и кормах, биочипы для тестирования загрязнения окружающей среды, биочипы для научных исследований и криминалистики. В практике диагностики используют разные типы биочипов. Биочипы с большой плотностью размещения зондов (Rava R.P. et al., 2004) дороги и используются главным образом для научных исследований, поскольку требуют сложного диагностического оборудования при их изготовлении и в процессе съема данных и анализа. Широкое применение находят биочипы у которых в рабочей зоне биочипа размещено от нескольких единиц до нескольких десятков разных типов ДНК зондов (Zeleny R. et al., 2001) или белков. Более простые биочпы используют в небольших лабораториях, в больницах и в тестовых лабораториях. На их поверхности размещено не более двадцати типов зондов. Такие биочипы используют для медицинской диагностики конкретных типов болезней, для определения наличия или отсутствия ГМИ в продуктах (Белецкий И.П. и др., 2005, Мирзабеков А.Д. и др., 2006). Биочипы не большой плотности дешевы и позволяют осуществлять быстрый анализ большого числа биочипов на достаточно простом оборудовании.Biochips are known that are used to diagnose medical diseases, biochips for diagnosing the presence of GMOs in foods and feeds, biochips for testing environmental pollution, biochips for scientific research and forensic science. In the practice of diagnosis, different types of biochips are used. Biochips with high probe densities (Rava R.P. et al., 2004) are expensive and are used mainly for scientific research, since they require sophisticated diagnostic equipment in their manufacture and in the process of data acquisition and analysis. Biochips are widely used in which in the working area of the biochip there are from several units to several tens of different types of DNA probes (Zeleny R. et al., 2001) or proteins. Simpler biochips are used in small laboratories, in hospitals and in test laboratories. On their surface there are no more than twenty types of probes. Such biochips are used for medical diagnosis of specific types of diseases, to determine the presence or absence of GMOs in products (Beletsky I.P. et al., 2005, Mirzabekov A.D. et al., 2006). Biochips of low density are cheap and allow quick analysis of a large number of biochips on fairly simple equipment.

Одной из серьезных проблем, возникающих при массовой диагностике с помощью дешевых биочипов является надежность анализа, воспроизводимость результатов и возможность транспортировки и хранения без уменьшения чувствительности и воспроизводимости.One of the serious problems that arise during mass diagnostics using cheap biochips is the reliability of the analysis, reproducibility of the results, and the possibility of transportation and storage without reducing sensitivity and reproducibility.

Для контроля качества диагностики, используют способы, связанные с нанесением отдельных тестовых зондов дополнительно к олигонуклеотидам-зондам в каждом кластере биочипа, что позволяет контролировать качество иммобилизации зондов до проведения гибридизации (Kincaid R.H., 2003). Однако этот способ требует больших затрат времени и материалов. Известны способы иммобилизации на поверхности подложки биочипа отдельных дополнительных кластеров с тестовыми зондами, например, кластеров отрицательного контроля (Мирзабеков А.Д. и др., 2006) или одновременно нанесения на биочип кластеров положительного и отрицательного контроля (Белецкий И.П. и др., 2005).To control the quality of diagnostics, methods are used related to the application of separate test probes in addition to the oligonucleotide probes in each biochip cluster, which allows monitoring the quality of probe immobilization before hybridization (Kincaid R.H., 2003). However, this method requires a lot of time and materials. Known methods for immobilizing individual additional clusters with test probes on the biochip substrate surface, for example, negative control clusters (Mirzabekov A.D. et al., 2006) or simultaneously applying positive and negative control clusters to the biochip (I. Beletsky et al. , 2005).

Для более успешной обработки данных анализа на поверхность биочипа вводят дополнительные маркеры, индицирующие одну (Zeleny R. et al., 2001) или две границы рабочей зоны (Мирзабеков А.Д. и др., 2006), что необходимо для работы компьютерных программ по обработке результатов диагностики. Таким образом, совершенствование контроля качества достаточно простых биочипов и совершенствование контроля качества проведения процесса диагностики является актуальной задачей, поскольку известные биочипы ориентированы на тестирование отдельных процессов диагностики.For more successful processing of the analysis data, additional markers are introduced onto the biochip surface, indicating one (Zeleny R. et al., 2001) or two boundaries of the working area (Mirzabekov A.D. et al., 2006), which is necessary for the operation of computer programs for processing diagnostic results. Thus, improving the quality control of fairly simple biochips and improving the quality control of the diagnostic process is an urgent task, since the well-known biochips are focused on testing individual diagnostic processes.

Наиболее близкими аналогами полезной модели являются биочипы, разработанные для анализа качества пищевых продуктов (Белецкий И.П. и др., 2005, Мирзабеков А.Д. и др., 2006). Общей особенностью известных типов биочипов является наличие на рабочей поверхности дополнительных положительных и/или отрицательных контролей. Недостатком биочипа приведенного в описании (Белецкий И.П. и др., 2005,) является применение большого числа положительных контролей разного типа. Увеличение количества типов положительных контролей, участвующих в реакции ПЦР, требует отработки параметров мультипраймерной асимметричной ПЦР и приводит к снижению эффективности ПЦР за счет увеличения количества шагов реакции. Кроме того, размещение кластеров положительного контроля вдоль одной границы рабочей зоны биочипа, может привести к ошибкам интерпретации результатов, поскольку другие границы рабочей зоны не отмаркированы.The closest analogues of the utility model are biochips designed for food quality analysis (Beletsky I.P. et al., 2005, Mirzabekov A.D. et al., 2006). A common feature of the known types of biochips is the presence on the working surface of additional positive and / or negative controls. The disadvantage of the biochip described in the description (Beletsky I.P. et al., 2005) is the use of a large number of positive controls of various types. An increase in the number of types of positive controls involved in the PCR reaction requires the development of parameters of asymmetric multi-primer PCR and leads to a decrease in PCR efficiency due to an increase in the number of reaction steps. In addition, the placement of clusters of positive control along one boundary of the working area of the biochip can lead to errors in the interpretation of the results, since other boundaries of the working zone are not marked.

Применяемые для диагностики биочипы могут быть выполнены из разных материалов. Наиболее широко используются прозрачные материалы, выполненные из стекла (Белецкий И.П. и др., 2005, Мирзабеков А.Д. и др., 2006) или полимеров ((Шляпников Ю.М. и др. 2007, Зарытова В.Ф. и др., 2004). В некоторых случаях на биочип наносят идентификатор, характеризующий параметры биочипа. В качестве Biochips used for diagnostics can be made of different materials. The most widely used transparent materials are made of glass (Beletsky I.P. et al., 2005, Mirzabekov A.D. et al., 2006) or polymers ((Shlyapnikov Yu.M. et al. 2007, Zarytova V.F. . et al., 2004). In some cases, an identifier characterizing the parameters of the biochip is applied to the biochip.

идентификатора широко используют штрих-код (Zeleny R. et al., 2001). При отсутствии тестовых индикаторов границ биочипа возникает возможность осуществления неправильной оценки результатов диагностики за счет неправильной установки биочипа в сканирующее устройство или за счет неправильного выбора размеров изображения при работе компьютерных программ.the identifier is widely used barcode (Zeleny R. et al., 2001). In the absence of test indicators of the boundaries of the biochip, it becomes possible to incorrectly evaluate the diagnostic results due to improper installation of the biochip in the scanning device or due to incorrect selection of image sizes when using computer programs.

Возможны три варианта неправильной установки биочипа, размещенного на прозрачном носителе. Неправильная установка возможна как за счет горизонтального разворота биочипа на 180 градусов при сохранении положения рабочей поверхности, в котором лицевая поверхность направлена вверх. Возможен переворот биочипа и установка его лицевой поверхности вниз. В третьем варианте возможен одновременный горизонтальный и вертикальный повороты относительно правильного положения. В третьем варианте, наличие индикаторов, расположенных вдоль одной из границ рабочей зоны, не гарантирует от ошибок интерпретации, поскольку индикаторы, расположенные, например, с левой стороны изображения не меняют своего положения, в то время как положение остальных кластеров изменяется.Three options for improper installation of a biochip placed on a transparent medium are possible. Incorrect installation is possible both due to the horizontal turn of the biochip by 180 degrees while maintaining the position of the working surface, in which the front surface is directed upwards. It is possible to turn the biochip and set its front surface down. In the third embodiment, simultaneous horizontal and vertical turns with respect to the correct position are possible. In the third embodiment, the presence of indicators located along one of the boundaries of the working area does not guarantee interpretation errors, since indicators located, for example, on the left side of the image do not change their position, while the position of the remaining clusters changes.

Известен биочип (Мирзабеков А.Д. и др., 2006), в котором наряду с кластерами отрицательного контроля используют флуоресцентные маркеры для контроля положения биочипа, размещенные вдоль двух сторон рабочей зоны. К недостатку такой конструкции биочипа, можно отнести уменьшение рабочей поверхности биочипа за счет размещения дополнительных флуоресцентных маркеров в углах рабочей зоны и отсутствие положительных контролей и, следовательно, снижение функций контроля качества биочипа. Кроме того, маркеры выполнены из другого материала, чем олигонуклеотидный зонд и поэтому требуется смена печатающей головки при печати зондов на поверхности биочипа, например, капельным способом.The biochip is known (Mirzabekov A.D. et al., 2006), in which, along with negative control clusters, fluorescent markers are used to control the position of the biochip located along two sides of the working area. The disadvantage of such a biochip design is the decrease in the working surface of the biochip due to the placement of additional fluorescent markers in the corners of the working area and the absence of positive controls and, therefore, a decrease in the functions of biochip quality control. In addition, the markers are made of a different material than the oligonucleotide probe and therefore it is necessary to change the print head when printing probes on the surface of the biochip, for example, by the drip method.

Техническая задача состоит в том, чтобы создать конструкцию нового биочипа, обладающего большей достоверностью и воспроизводимостью получаемых результатов проводимых в области медицины, криминалистики или при тестировании качества пищевых продуктов.The technical task is to create the design of a new biochip with greater reliability and reproducibility of the results obtained in the field of medicine, forensics or when testing the quality of food products.

Другой технической задачей является снижение затрат на производство биочипов.Another technical challenge is to reduce the cost of producing biochips.

Указанные технические задачи решаются за счет разработки новой конструкцией биочипа, в котором положительные контроли выполняют две функции, а) функцию контроля процесса производства биочипа и его использования These technical problems are solved by developing a new biochip design in which positive controls have two functions: a) the function of controlling the process of biochip production and its use

в процессе диагностики, б) функцию индикации границ рабочей зоны для контроля за правильностью установки биочипа в сканирующее устройство.during the diagnostic process, b) the function of indicating the boundaries of the working area to monitor the correct installation of the biochip in the scanning device.

За счет выбора материала кластеров положительного и отрицательного контроля техническое решение, раскрытое в полезной модели, позволяет осуществить контроль за достоверностью диагностики включающий, но не ограничивающий: проверку качества используемых биочипов, проверку качества реактивов для диагностики, проверку правильности выбора режимов проведения реакции ПЦР и гибридизации, проверку правильности проведения промывок и сушки биочипов. Одновременно уменьшаются ошибки, возникающие при компьютерной обработке данных за счет контроля правильности установки биочипа в сканирующее устройство. Снижение затрат осуществляется за счет выбора материала из которого формируют кластеры положительного контроля, который не требует перенастройки оборудования при печати кластеров на поверхность биочипа.By choosing the material of the positive and negative control clusters, the technical solution disclosed in the utility model allows monitoring the reliability of diagnostics, including, but not limited to: checking the quality of the biochips used, checking the quality of reagents for diagnostics, checking the correct choice of the PCR and hybridization modes, checking the correctness of washing and drying biochips. At the same time, errors that occur during computer processing of data are reduced by monitoring the correct installation of the biochip in the scanning device. Cost reduction is achieved by choosing the material from which the clusters of positive control are formed, which does not require reconfiguration of the equipment when printing clusters on the surface of the biochip.

Перечень фигурList of figures

Фиг.1. Размещение положительных (Q+) и отрицательного (Q-) кластеров. Где: а) вариант с минимальным количеством положительных и отрицательных кластеров, б), в), г) варианты размещения групп положительных кластеров представленных в виде уголковых и линейных структур.Figure 1. The placement of positive (Q +) and negative (Q-) clusters. Where: a) an option with a minimum number of positive and negative clusters, b), c), d) options for placing groups of positive clusters presented in the form of corner and linear structures.

Фиг.2. Фронтальная проекция биочипа, снабженная покрывным листом.Figure 2. Frontal view of a biochip equipped with a cover sheet.

Фиг.3. Изометрическая проекция биочипа, снабженная покрывным листом.Figure 3. Isometric view of a biochip equipped with a cover sheet.

ОписаниеDescription

Предлагаемая полезная модель устраняет недостатки известных конструкций и увеличивает надежность интерпретации полученных результатов диагностики.The proposed utility model eliminates the disadvantages of known designs and increases the reliability of the interpretation of the diagnostic results.

Биологический микрочип для диагностики заболеваний, для криминалистики и для определения генетически модифицированных объектов в продуктах, содержит планарный элемент, на поверхности рабочей зоны которого в форме кластеров иммобилизованы зонды комплементарные нуклеотидным последовательностям маркеров диагностики и последовательностям положительного и отрицательного контроля. При этом рабочая зона содержит от двух до четырех групп кластеров положительного контроля и, по меньшей мере, одну группу кластеров отрицательного контроля, причем расположение кластеров положительного контроля, размещенных в двух частях рабочей зоны биочипа относительно горизонтальной и/или вертикальной оси биочипа, асимметрично друг относительно друга. Кроме того, количество кластеров входящих в каждую группу положительного и отрицательного контролей составляет от 1 до 7. При этом один The biological microchip for diagnosing diseases, for forensic science and for determining genetically modified objects in products contains a planar element, on the surface of the working zone of which probes complementary to the nucleotide sequences of diagnostic markers and the sequences of positive and negative control are immobilized in clusters. In this case, the working zone contains from two to four groups of clusters of positive control and at least one group of clusters of negative control, and the arrangement of clusters of positive control located in two parts of the working area of the biochip relative to the horizontal and / or vertical axis of the biochip is asymmetric with respect to friend. In addition, the number of clusters included in each group of positive and negative controls is from 1 to 7. Moreover, one

из кластеров, входящий в группу положительного контроля, размещен в углу рабочей зоны, а соотношение общего количества кластеров положительного и отрицательного контролей составляет от 1:1 до 10:1. Рабочая зона биочипа расположена на поверхности твердого носителя или на поверхности гибкого носителя или на поверхности мультислоя, закрепленного на гибком или твердом носителе, или на поверхности твердого носителя снабженного мультислоем, с помощью которого сформирован, по меньшей мере, один гибридизационный объем. В качестве материала зонда, входящего в кластер положительного контроля, служит олигонуклеотид с нуклеотидной последовательностью, или гомологичной последовательностью, выбранной из последовательностей генов маркеров, относящихся к выбранному типу диагностики. В качестве материала зонда, входящего в кластер отрицательного контроля, служит олигонуклеотид, частично комплементарный последовательности положительного контроля, или олигонуклеотид, частично комплементарный последовательности одного из олигонуклеотидов-зондов.of the clusters, included in the positive control group, is located in the corner of the working area, and the ratio of the total number of clusters of positive and negative controls is from 1: 1 to 10: 1. The working area of the biochip is located on the surface of a solid carrier or on the surface of a flexible carrier or on the surface of a multilayer attached to a flexible or solid carrier, or on the surface of a solid carrier provided with a multilayer with which at least one hybridization volume is formed. An oligonucleotide with a nucleotide sequence, or a homologous sequence selected from marker gene sequences belonging to the selected diagnostic type, serves as the material of the probe included in the positive control cluster. The material of the probe included in the negative control cluster is an oligonucleotide, partially complementary to the sequence of the positive control, or an oligonucleotide, partially complementary to the sequence of one of the probe oligonucleotides.

На фиг.1а приведена структурная схема, которая содержит минимальное количество групп кластеров. В этом варианте биочипа два положительных контроля (Q+) размещаются в углах рабочей зоны (1) биочипа по диагонали прямоугольного или квадратного поля и занимают асимметричное положение относительно горизонтальной (2) и/или вертикальной оси (3) рабочей зоны биочипа. Отрицательный контроль (Q-), размещен вдоль границы рабочей зоны и расположен рядом с положительным контролем.On figa shows a structural diagram that contains a minimum number of cluster groups. In this version of the biochip, two positive controls (Q +) are placed in the corners of the working area (1) of the biochip along the diagonal of a rectangular or square field and occupy an asymmetric position relative to the horizontal (2) and / or vertical axis (3) of the working area of the biochip. Negative control (Q-), placed along the border of the working area and is located next to the positive control.

Для формирования асимметричного изображения для размещения положительных контролей может использоваться комбинация из нескольких групп положительных контролей. На фиг.16 приведен вариант структурной схемы размещения положительных (Q+) и отрицательных (Q-) кластеров в варианте, в котором группы положительных кластеров размещают таким образом, что они образуют уголковую структуру, состоящую из трех кластеров с одной стороны рабочей зоны, и линейную структуру с другой стороны рабочей зоны, образуя асимметрию в положении положительных кластеров друг относительно друга. Уголковые структуры могут быть выполнены в виде равносторонних, как это показано на фиг.2б или неравносторонних уголковых геометрических элементов, при этом общее количество кластеров, составляющих уголковый элемент, выбирают от 3 до 11. Предпочтительно от 3 до 7.To form an asymmetric image for placement of positive controls, a combination of several groups of positive controls can be used. On Fig shows a variant of the structural layout of the positive (Q +) and negative (Q-) clusters in the embodiment in which the groups of positive clusters are placed in such a way that they form an angular structure consisting of three clusters on one side of the working area, and linear structure on the other side of the working area, forming asymmetry in the position of positive clusters relative to each other. Corner structures can be made in the form of equilateral, as shown in figb or non-equilateral angular geometric elements, with the total number of clusters constituting the corner element, choose from 3 to 11. Preferably from 3 to 7.

Линейные структуры могут быть выполнены в виде столбца или строки из кластеров, размещенных вдоль границ рабочей зоны биочипа. При этом, по меньшей мере, один из кластеров (4, 5, 6), входящие в линейные или уголковые структуры, размещен в выбранном угле рабочей зоны биочипа, в котором размещена линейная или уголковая структура. В варианте представленном на фиг.1в при размещении групп положительного контроля формируют асимметричное изображение с помощью двух групп кластеров линейной структуры, размещенных в противоположных углах рабочей зоны и третьего кластера, расположенного в третьем угле рабочей зоны. Вариант размещения четырех групп положительных кластеров, размещенных в четырех углах рабочей зоны, приведен на фиг.1г.Linear structures can be made in the form of a column or row of clusters placed along the boundaries of the working area of the biochip. At the same time, at least one of the clusters (4, 5, 6) included in the linear or corner structures is located in the selected corner of the biochip working zone in which the linear or corner structure is placed. In the embodiment shown in FIG. 1c, when placing groups of positive control, an asymmetric image is formed using two groups of clusters of linear structure located in opposite corners of the working area and the third cluster located in the third corner of the working area. The option of placing four groups of positive clusters located in the four corners of the working area is shown in Fig.1g.

Асимметрия изображения формируется за счет разного количества кластеров, входящих в разные группы. Приведенные варианты включают, но не ограничивают других вариантов размещения положительных кластеров асимметрично расположенных относительно горизонтальной и/или вертикальной оси биочипа. Положительные кластеры выполняют дополнительную функцию индикаторов, и позволяют идентифицировать местоположение рабочей зоны на биочипе при программной обработке результатов, после сканирования результатов диагностики.The asymmetry of the image is formed due to the different number of clusters included in different groups. The above options include, but are not limited to other options for placing positive clusters asymmetrically located relative to the horizontal and / or vertical axis of the biochip. Positive clusters perform an additional function of indicators, and allow you to identify the location of the working area on the biochip during software processing of the results, after scanning the diagnostic results.

При этом, по меньшей мере, один отрицательный контроль размещен вдоль границы рабочей зоны и расположен рядом с положительным контролем, что включает, но не ограничивает других вариантов размещения отрицательных контролей на рабочей зоне биочипа.At the same time, at least one negative control is placed along the border of the working area and is located next to the positive control, which includes, but does not limit other options for placing negative controls on the working area of the biochip.

В рассматриваемой полезной модели в качестве материала зонда входящего в кластер положительного контроля использован олигонуклеотид с известной нуклеотидной последовательностью, или гомологичной последовательностью, выбранной из последовательностей генов маркеров, относящихся к выбранному типу диагностики.In the utility model under consideration, an oligonucleotide with a known nucleotide sequence, or a homologous sequence selected from marker gene sequences of the selected diagnostic type, was used as the probe material of the positive control cluster.

В качестве материала зонда формирующего кластер отрицательного контроля выбран олигонуклеотид, который частично комплементарен последовательности положительного контроля, или олигонуклеотид, который частично комплементарен последовательности одного из олигонуклеотидов-зондов. В последовательности олигонуклеотида иммобилизованного на поверхности рабочей зоны, служащего в качестве отрицательного контроля, количество и положение нуклеотидов, несоответствующих последовательности ДНК положительного контроля, подбирают таким образом, чтобы этот дифференцирующий олигонуклеотид был способен An oligonucleotide that is partially complementary to the positive control sequence or an oligonucleotide that is partially complementary to the sequence of one of the probe oligonucleotides is selected as the material of the probe forming the negative control cluster. In the sequence of the oligonucleotide immobilized on the surface of the working zone serving as a negative control, the number and position of nucleotides that do not match the DNA sequence of the positive control are selected so that this differentiating oligonucleotide is capable of

образовывать и сохранять несовершенный дуплекс с одно-цепочечной ДНК положительного контроля при несоблюдении условий гибридизации и отмывки, а именно при проведении гибридизации и отмывки в условиях более мягких по сравнению с оптимальными.to form and maintain an imperfect duplex with single-stranded DNA of a positive control if hybridization and washing conditions are not observed, namely, when hybridization and washing are performed under milder than optimal conditions.

Биочип может быть выполнен из твердого, гибкого или многослойного материала, представляющего, например, комбинацию твердого планарного носителя с одним или несколькими гибкими слоями, составляющими мультислой.The biochip can be made of a solid, flexible or multilayer material, representing, for example, a combination of a solid planar carrier with one or more flexible layers constituting a multilayer.

В качестве материала твердой основы биочипа используют полимеры, металлы, керамику, стекло, слюду или их комбинации. Для создания недорогих биочипов предпочтительно использовать стекло и полимеры. Полимеры выбирают из группы, состоящей из полиметилметакрилата, полибутилметакрилата, поливинилхлорида, поликарбоната, сополимеров метилметакрилата и/или сополимеров бутилметакрилата с другими мономерами, такими как стирол, акрилонитрил и др. Толщина несущего элемента предпочтительно должна выбираться одинаковой с толщиной используемых слайдов и лежать в пределах от 0,5 мм до 5 мм.As the material of the solid base of the biochip, polymers, metals, ceramics, glass, mica, or combinations thereof are used. To create inexpensive biochips, it is preferable to use glass and polymers. The polymers are selected from the group consisting of polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polycarbonate, copolymers of methyl methacrylate and / or copolymers of butyl methacrylate with other monomers, such as styrene, acrylonitrile, etc. The thickness of the carrier element should preferably be the same and within the thickness of the slides used 0.5 mm to 5 mm.

Материалов полимеров может быть прозрачным, матовым, белым, черным или цветным. Для измерения результатов диагностики в режиме пропускания материал биочипа должен обладать величиной пропускания света не менее 80-90%. При измерении отраженного, например, колориметрического сигнала, материал биочипа выбирают с белой отражающей поверхностью. Для измерения сигналов в режиме флуоресценции необходимо, чтобы материал слайда или внешней поверхности мультислоя обладал минимальной собственной флуоресценцией.Polymer materials can be transparent, matte, white, black or color. To measure the diagnostic results in transmission mode, the biochip material must have a light transmission of at least 80-90%. When measuring a reflected, for example, colorimetric signal, the biochip material is selected with a white reflective surface. To measure signals in fluorescence mode, it is necessary that the material of the slide or the outer surface of the multilayer has a minimum intrinsic fluorescence.

В зависимости от способа регистрации флуоресценции материал биочипа может быть прозрачным, выполненным из стекла или прозрачного пластика, например, полиметилметакрилата или выполнен в виде непрозрачного материала, например, черного цвета обладающего минимальной отражающей способностью, выполненного, например, из полихлорвинила.Depending on the method for detecting fluorescence, the biochip material can be transparent, made of glass or transparent plastic, for example, polymethyl methacrylate, or made in the form of an opaque material, for example, black, which has minimal reflectivity, made, for example, of polyvinyl chloride.

В качестве материала гибкого слоя используют полимеры и/или металлы толщина гибкого слоя составляет от 0,05 до 1 мм. Гибкий слой, входящий в состав мультислоя выполняют из материалов, входящих в группу, состоящую из: i) непрозрачных материалов, ii) светопроницаемых материалов, iii) светоотражающих материалов, iv) светопоглощающих материалов.As the material of the flexible layer using polymers and / or metals, the thickness of the flexible layer is from 0.05 to 1 mm The flexible layer included in the multilayer is made of materials included in the group consisting of: i) opaque materials, ii) translucent materials, iii) reflective materials, iv) light-absorbing materials.

В состав мультислоя могут входить: а) гибкие слои, снабженные одним клеящим слоем, б) гибкие слои, снабженные двумя клеящими слоями и нанесенными на верхнюю и нижнюю поверхности гибкого слоя, в) гибкие слои, не The composition of the multilayer may include: a) flexible layers provided with one adhesive layer, b) flexible layers provided with two adhesive layers and deposited on the upper and lower surfaces of the flexible layer, c) flexible layers, not

снабженные клеящим слоем, г) комбинации слоев входящих в пункты а), б), в). Гибкие слои, формирующие мультислой, размещены друг над другом и соединены таким образом, что одна из поверхностей верхнего или нижнего мультислоя содержит самоклеящий слой, который приклеивают к верхней и/или нижней поверхности несущего элемента и к поверхности слайдов путем создания давления. Адгезивный или клеевой слой должен создавать прочную связь между поверхностью слайдов, поверхностью несущего элемента и мультислоями. Эта связь должна быть стабильной и не должна нарушаться при изменении температуры внешней окружающей среды в диапазоне от -10 до 60°С. Адгезионный слой должен сохранять свои клеящие параметры в условиях действия реагентов, используемых для промывок поверхности слайдов или при формировании модифицирующего слоя на поверхности слайдов, или реагентов, участвующих в формировании раствора для гибридизации.equipped with an adhesive layer, d) combinations of layers included in paragraphs a), b), c). The flexible layers forming the multilayer are arranged one above the other and connected in such a way that one of the surfaces of the upper or lower multilayer contains a self-adhesive layer that is glued to the upper and / or lower surfaces of the supporting element and to the surface of the slides by applying pressure. An adhesive or adhesive layer should create a strong bond between the surface of the slides, the surface of the supporting element and multilayers. This connection should be stable and should not be broken when the temperature of the external environment changes in the range from -10 to 60 ° C. The adhesive layer must retain its adhesive parameters under the conditions of the action of the reagents used to wash the surface of the slides or during the formation of the modifying layer on the surface of the slides, or the reagents involved in the formation of the hybridization solution.

В процессе изучения свойств полимерных материалов с нанесенным на их поверхность клеящим слоем, было обнаружено, что гибкие полимерные материалы, с нанесенными на них клеящими слоями (выполненные в виде самоклеящихся пленок), не изменяют своих физико-химических параметров в условиях изменяющейся температуры в диапазоне от -10°С до +60°С и в среде буферов для гибридизации. Это позволяет использовать самоклеящие пленки для изготовления множества вариантов недорогих мультичипов, поскольку исключается этап нанесения клеевого слоя.In the process of studying the properties of polymeric materials with an adhesive layer deposited on their surface, it was found that flexible polymeric materials with adhesive layers deposited on them (made in the form of self-adhesive films) do not change their physicochemical parameters under conditions of a changing temperature in the range from -10 ° С to + 60 ° С and in the environment of hybridization buffers. This allows the use of self-adhesive films for the manufacture of many variants of inexpensive multi-chips, since the stage of applying the adhesive layer is excluded.

Биочип, выполненный из твердого, гибкого или многослойного материала, может быть дополнительно снабжен модифицирующим слоем для более прочной иммобилизации олигонуклотидов-зондов и олигонуклеотидов положительного и отрицательного контролей в рабочей зоне биочипа.A biochip made of a solid, flexible, or multilayer material can be additionally equipped with a modifying layer for stronger immobilization of oligonucleotides probes and oligonucleotides of positive and negative controls in the working area of the biochip.

Поверхность твердой или гибкой основы биочипа, выполненная из полимеров, стекла, металлов и композитов может быть модифицирована слоем аминосиланов (Lefkowitz S.M. et al., 2005). Поверхность полимерных биочипов может быть модифицирована растворами реагентов не создающих дополнительных слоев (Шляпников Ю.М. и др. 2007). Известно, что зонды можно наносить на рабочую поверхность биочипа без модификации поверхности (Зарытова В.Ф. и др., 2004) или полимеризовать зонды в каплях агарозного геля (Мирзабеков А.Д. и др., 2003). Возможно модифицировать всю поверхность биочипа или модифицировать только поверхность рабочей зоны, расположенной внутри гибридизационной зоны.The surface of a solid or flexible biochip base made of polymers, glass, metals and composites can be modified with an aminosilane layer (Lefkowitz S.M. et al., 2005). The surface of polymer biochips can be modified with reagent solutions that do not create additional layers (Shlyapnikov Yu.M. et al. 2007). It is known that probes can be applied to the working surface of a biochip without surface modification (Zarytova V.F. et al., 2004) or polymerized probes in drops of an agarose gel (Mirzabekov A.D. et al., 2003). It is possible to modify the entire surface of the biochip or to modify only the surface of the working zone located inside the hybridization zone.

Известны варианты биочипов, на поверхности которых создают гибридизационные объемы с помощью решеток (Harvey M.A. et al., 2005), или за счет создания герметичных гибридизационных объемов с жидкостными вводами и выводами (Yuen P.К., 2002). Однако реализация данных технических решений увеличивает стоимость биочипов. В более простом варианте биочип выполняют в виде комбинации твердого носителя и гибкого мультислоя, снабженного клеящим слоем. При этом в материале гибкого слоя выполняют одно или несколько сквозных отверстий, границы которых совпадают или с границей общей рабочей зоны биочипа или с границами отдельных рабочих зон относящихся к отдельным кластерам или группе кластеров. Гибридизационный объем формируется между рабочей поверхностью твердого носителя биочипа и стенками отверстия в гибком мультислое (Lee J. et al., 2005; Yin Li-Te et al., 2005).Variants of biochips are known, on the surface of which hybridization volumes are created using lattices (Harvey M.A. et al., 2005), or by creating sealed hybridization volumes with liquid inlets and outlets (Yuen P.K., 2002). However, the implementation of these technical solutions increases the cost of biochips. In a simpler embodiment, the biochip is made in the form of a combination of a solid carrier and a flexible multilayer provided with an adhesive layer. At the same time, one or more through holes are made in the material of the flexible layer, the boundaries of which coincide either with the boundary of the common working area of the biochip or with the boundaries of individual working areas related to individual clusters or a group of clusters. A hybridization volume is formed between the working surface of the solid biochip carrier and the walls of the hole in the flexible multilayer (Lee J. et al., 2005; Yin Li-Te et al., 2005).

В отличие от известных вариантов биочипов, выполненных на твердой основе (Zeleny R. et al., 2001) или выполненных на основе многослойных биочипов с гибридизационными объемами (Lee J. et al., 2005), для повышения воспроизводимости результатов диагностики, в данной полезной модели предлагается вариант биочипа, согласно которому, дополнительно к асимметричному размещению положительных кластеров на рабочей зоне биочипа, на вспомогательной поверхности биочипа закреплен покровный лист, к одному из угла которого приклеплен ярлык. Ярлык обеспечивает возможность частичного или полного снятия покровного листа с поверхности биочипа на разных этапах диагностики.In contrast to the known variants of biochips made on a solid basis (Zeleny R. et al., 2001) or made on the basis of multilayer biochips with hybridization volumes (Lee J. et al., 2005), to increase the reproducibility of diagnostic results, this useful A biochip option is proposed for the model, according to which, in addition to the asymmetric placement of positive clusters on the working area of the biochip, a cover sheet is fixed on the auxiliary surface of the biochip, a label is riveted to one of its corners. The label provides the possibility of partial or complete removal of the cover sheet from the surface of the biochip at different stages of diagnosis.

На фиг.2а приведен фронтальный вид биочипа (7), снабженного покровным листом (8) к которому приклеен ярлык (9). Покровный лист приклеен к поверхности вспомогательной зоны (10) биочипа, размещенной по периметру рабочей зоны (1). Применение покровного листа обеспечивает повышение воспроизводимости результатов диагностики, поскольку покровный лист защищает рабочую зону от влияния света и от воздействия влажности при перевозке и хранении биочипа, а также не дает высыхать гибридизационной смеси в процессе гибридизации.Figure 2a shows a front view of a biochip (7) equipped with a cover sheet (8) to which a label (9) is glued. The cover sheet is glued to the surface of the auxiliary zone (10) of the biochip located along the perimeter of the working area (1). The use of a cover sheet provides an increase in the reproducibility of diagnostic results, since the cover sheet protects the working area from the effects of light and moisture from the transport and storage of the biochip, and also prevents the hybridization mixture from drying out during the hybridization process.

На фиг.2б приведено аксонометрическое изображение одного из вариантов, который включает, но не ограничивает других решений по конструкции биочипа (7) выполненного на основе твердого несущего элемента (11) с гибким мультислоем (12), закрепленным на лицевой поверхности биочипа. В гибком мультислое выполнено сквозное отверстие (13) формирующее границы рабочей зоны биочипа. Покровный лист (8), снабженный ярлыком (9), выполнен с возможностью Fig.2b shows an axonometric image of one of the options, which includes, but does not limit other solutions for the design of the biochip (7) made on the basis of a solid support element (11) with a flexible multilayer (12) mounted on the front surface of the biochip. A through hole (13) is formed in the flexible multilayer, which forms the boundaries of the working area of the biochip. A cover sheet (8) provided with a label (9) is configured to

приклеивания и отсоединения его клеевого слоя от поверхности биочипа. Для формирования клеевого слоя используется двухсторонняя клеящая лента (14).gluing and detaching its adhesive layer from the surface of the biochip. For the formation of the adhesive layer, double-sided adhesive tape is used (14).

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии покровный лист приклеен к вспомогательной поверхности биочипа и защищает нанесенные кластеры (15) на поверхности рабочей зоны от влияния внешней среды. Перед проведением гибридизации часть покровного листа (8) с помощью ярлыка (9) отсоединяют от верхней поверхности биочипа и открывают доступ к гибридизационному объему (16). Затем наносят гибридизационный раствор на рабочую зону (1) биочипа и снова закрывают гибридизационный объем, приклеивая покровный лист (8). После проведения гибридизации покровный лист (8) снимают с помощью ярлыка (9) со всей поверхности биочипа. Поверхность биочипа промывают и высушивают для сканирования результатов диагностики. Установка покровного листа устраняет неконтролируемое загрязнение и формирование ложных результатов в процессе диагностики.The device operates as follows. In the initial state, the cover sheet is glued to the auxiliary surface of the biochip and protects the deposited clusters (15) on the surface of the working area from the influence of the external environment. Before hybridization, part of the cover sheet (8) using the label (9) is disconnected from the upper surface of the biochip and open access to the hybridization volume (16). Then the hybridization solution is applied to the working area (1) of the biochip and the hybridization volume is again closed by gluing the cover sheet (8). After hybridization, the cover sheet (8) is removed using the label (9) from the entire surface of the biochip. The surface of the biochip is washed and dried to scan the diagnostic results. Installation of the cover sheet eliminates uncontrolled contamination and the formation of false results in the diagnostic process.

Для повышения достоверности результатов на вспомогательной зоне биочипа располагают один или несколько идентификаторов (17), которые содержат информацию о типе биочипа, дате его выпуска и о других параметрах идентифицирующих конкретный биочип с проводимой диагностикой. Данные идентификатора используют в программах обработки и хранения результатов диагностики. В варианте, когда на поверхности биочипа размещен один идентификатор (17), его предпочтительно размещают рядом с одним из торцевых краев биочипа, предпочтительно в том месте, которое оператор использует для удерживания биочипа при его установке в сканирующее устройство. В том случае, когда на поверхности биочипа формируют более одной рабочей зоны, разделенных друг от друга решетками, выполненными, например, из материала мультислоя, то идентификаторы могут быть расположены не только с одной торцевой стороны биочипа как это показано на фиг.2а, но и с нескольких сторон, включая вспомогательную зону, например на боковых поверхностях биочипа. Идентификаторы могут быть выполнены, например, в виде штрих-кода или в виде наклейки из магнитного материала.To increase the reliability of the results, one or more identifiers are located on the auxiliary zone of the biochip (17), which contain information about the type of biochip, the date of its release, and other parameters identifying a specific biochip with the diagnostics being carried out. Identifier data is used in processing and storage programs for diagnostic results. In the embodiment, when one identifier (17) is placed on the surface of the biochip, it is preferably placed next to one of the end edges of the biochip, preferably in the place that the operator uses to hold the biochip when it is installed in the scanning device. In the case when more than one working zone is formed on the surface of the biochip, separated by gratings made, for example, of a multilayer material, the identifiers can be located not only on one end side of the biochip, as shown in Fig. 2a, but also from several sides, including the auxiliary zone, for example, on the lateral surfaces of the biochip. Identifiers can be made, for example, in the form of a bar code or in the form of a sticker of magnetic material.

Идентификатор (17), может быть выполнен в виде этикетки с клеящим слоем. В другом варианте идентификатор может быть нанесен в виде графического изображения на поверхности мультислоя перед процессом сборки многослойной конструкции биочипа. Дополнительно к общему идентификатору на поверхность гибкого слоя на вспомогательной поверхности могут быть графически отображены Identifier (17) may be made in the form of a label with an adhesive layer. In another embodiment, the identifier may be plotted on the surface of the multilayer before the assembly process of the multilayer biochip structure. In addition to the general identifier on the surface of the flexible layer on the auxiliary surface can be graphically displayed

дополнительные идентификаторы, выполненные в виде цифровых (18) и/или буквенных (19) изображений.additional identifiers made in the form of digital (18) and / or letter (19) images.

В другом варианте реализации биочипа мультислой может содержать отражающий слой, который повышает эффективность сканирования зондов с флуоресцентными метками, повышая отраженный сигнал флуоресценции до четырех раз. Известны биочипы, представляющие многослойную конструкцию, в состав которой входит твердая основа, на которой размещены отражающий и прозрачные слои (Weisbuch С. et al., 2004). В изобретении (Lefkowitz S.M., 2003) биочипы формируют на гибком мультислое, расположенном на лицевой поверхности биочипа, в котором отражающий слой формируют с помощью вакуумного или плазменного напыления.In another embodiment of the biochip, the multilayer may contain a reflective layer, which increases the efficiency of scanning probes with fluorescent labels, increasing the reflected fluorescence signal up to four times. Biochips are known, representing a multilayer structure, which includes a solid base on which reflective and transparent layers are placed (Weisbuch C. et al., 2004). In the invention (Lefkowitz S.M., 2003), biochips are formed on a flexible multilayer located on the front surface of a biochip in which a reflective layer is formed by vacuum or plasma spraying.

Известны биочипы в которых отражающий слой может быть нанесен с обратной стороны прозрачного носителя биочипа (Matsushita Т. et al., 2006). В предлагаемом варианте биочипа, в качестве отражающего или световозвращающего слоя используют самоклеящую пленку с отражающим или световозвращающим покрытием. Эту пленку приклеивают к твердой несущей поверхности, и на ее поверхность приклеивают второй мультислой с помощью которого формируют, по меньшей мере, один гибридизационный объем, за счет изготовления соответствующих сквозных отверстий в во втором мультислое, совпадающих с границами рабочих зон биочипа. Таким образом, комбинация асимметричного размещения положительных контролей в углах рабочей зоны биочипа с возможностью создания гибридизационного объема с помощью мультислоя и с возможностью защиты рабочей зоны от воздействия окружающей среды и защиты гибридизационного объема за счет крепления покровного листа, обеспечивает синергический эффект по повышению большей достоверности и воспроизводимости результатов диагностики проводимой в области медицины, криминалистики или при тестировании качества пищевых продуктов.Biochips are known in which a reflective layer can be deposited on the back of a transparent biochip carrier (Matsushita T. et al., 2006). In the proposed version of the biochip, a self-adhesive film with a reflective or retroreflective coating is used as a reflective or retroreflective layer. This film is glued to a solid supporting surface, and a second multilayer is glued to its surface with the help of which at least one hybridization volume is formed, by making corresponding through holes in the second multilayer, coinciding with the boundaries of the working areas of the biochip. Thus, the combination of asymmetric placement of positive controls in the corners of the biochip working area with the possibility of creating a hybridization volume using a multilayer and with the ability to protect the working area from environmental influences and protecting the hybridization volume by attaching the cover sheet, provides a synergistic effect to increase greater reliability and reproducibility diagnostic results conducted in the field of medicine, forensics or when testing the quality of food products.

ПримерExample

Выбор материала и синтез олигонуклеотидов-праймеров.Material selection and synthesis of primer oligonucleotides.

Выбор состава материала для олигонуклеотидов-праймеров выбирают с учетом требований высокой специфичности к консервативным участкам исследуемых генов, что позволяет проводить избирательное выделение фрагментов ДНК и последующую амплификацию совместно с олигонуклеотидами-праймерами при помощи ПЦР непосредственно из биологических образцов.The choice of material composition for primer oligonucleotides is selected taking into account the high specificity requirements for conserved regions of the studied genes, which allows selective isolation of DNA fragments and subsequent amplification together with primer oligonucleotides using PCR directly from biological samples.

Олигонуклеотиды синтезируют на автоматическом синтезаторе (например, модель "Gene Assembler" фирмы Pharmacia) стандартным амидофосфитным методом. Каждая пара олигонуклеотидов для ПЦР, специфичных к маркеру диагностики, состоит из одного немеченного (не содержащего каких-либо меток, необходимых для последующего анализа и интерпретации результатов) специфического олигонуклеотида-праймера и меченого (содержащего одну или несколько меток, необходимых для последующего анализа и интерпретации результатов) специфического олигонуклеотида.Oligonucleotides are synthesized on an automatic synthesizer (for example, Pharmacia's Gene Assembler model) using the standard amidophosphite method. Each pair of oligonucleotides for PCR specific to the diagnostic marker consists of one unlabeled (not containing any labels necessary for subsequent analysis and interpretation of the results) specific oligonucleotide primer and labeled (containing one or more labels necessary for subsequent analysis and interpretation results) of a specific oligonucleotide.

Метки, модифицирующие праймеры по 5'-концу, выбирают из группы, состоящей из: каталитической, лигандной, флуоресцентной и радиоактивной, которую вводят химическими методами или энзиматически. В качестве каталитических меток используют гемин, цианкобаламин или флавин (Белецкий И.П. и др., 2005). В качестве лигандных меток используют биотин, диоксигенин или динитробензол. В качестве флуоресцентных меток используют Су3, Су5, Су7, FAM, TAMRA, R6G, R110, ROX или JOE. Приведенные перечни меток включают, но не ограничивают других вариантов меток, которые можно использовать для детектирования сигнала.Labels that modify primers at the 5'-end are selected from the group consisting of: catalytic, ligand, fluorescent and radioactive, which is introduced by chemical methods or enzymatically. As catalytic labels, hemin, cyancobalamin, or flavin are used (Beletsky I.P. et al., 2005). As ligand labels, biotin, dioxigenin or dinitrobenzene are used. Su3, Su5, Su7, FAM, TAMRA, R6G, R110, ROX or JOE are used as fluorescent labels. The tag lists provided include, but are not limited to, other tag options that can be used to detect a signal.

Олигонуклеотиды синтезируют на автоматическом синтезаторе (например, модель "Gene Assembler" фирмы Pharmacia) стандартным амидофосфитным методом. Олигонуклеотиды, входящие в состав зондов, содержат 5'- или 3'-концевую группу, обеспечивающую их иммобилизацию на поверхности чипа, например, 5'-концевую фосфатную группу, которую вводят при помощи химического фосфорилирования в процессе синтеза.Oligonucleotides are synthesized on an automatic synthesizer (for example, Pharmacia's Gene Assembler model) using the standard amidophosphite method. The oligonucleotides that make up the probes contain a 5'- or 3'-terminal group, ensuring their immobilization on the surface of the chip, for example, a 5'-terminal phosphate group, which is introduced by chemical phosphorylation during synthesis.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Новое техническое решение позволяет осуществить процесс контроля диагностики включающий, но не ограничивающий: проверку качества используемых биочипов, проверку качества реактивов для диагностики, проверку правильности выбора режимов проведения реакции ПЦР и гибридизации, проверку правильности проведения промывок и сушки биочипов, одновременно с уменьшением ошибок, возникающих при компьютерной обработке данных за счет неправильной установки биочипа в сканирующее устройство. Сокращение номенклатуры материалов, из которых выполнены кластеры положительного контроля, и их использование в качестве индикаторов границ рабочей зоны биочипа, позволяет сократить расходы при изготовлении биочипов и расходы, связанные с анализом данных диагностики.The new technical solution allows the diagnostic monitoring process to be implemented including, but not limited to: checking the quality of used biochips, checking the quality of reagents for diagnostics, checking the correct choice of PCR and hybridization reaction modes, checking the correctness of washing and drying of biochips, while reducing errors that occur during computer processing of data due to improper installation of the biochip in the scanning device. The reduction in the nomenclature of materials from which the positive control clusters are made, and their use as indicators of the boundaries of the biochip working area, reduces the costs of manufacturing biochips and the costs associated with the analysis of diagnostic data.

ЛитератураLiterature

1. Rava R.P. et al. Methods for concurrently processing multiple biological chip assays. US Patent 6,720,149 (April 13, 2004).1. Rava R.P. et al. Methods for concurrently processing multiple biological chip assays. US Patent 6,720,149 (April 13, 2004).

2. Zeleny R. et al. Automatic imaging and analysis of microarray biochips. US Patent 6,215,894 (April 10, 2001).2. Zeleny R. et al. Automatic imaging and analysis of microarray biochips. US Patent 6,215,894 (April 10, 2001).

3. Белецкий И.П. и др. Набор праймеров для детекции и/или идентификации трансгенных последовательностей ДНК в растительном материале и его содержащих продуктах (варианты), праймер (варианты), пара праймеров (варианты), способ детекции и/или идентификации с их использованием (варианты) и устройство для осуществления способа. Патент RU 2265668 (2005.12.10).3. Beletsky I.P. etc. A set of primers for the detection and / or identification of transgenic DNA sequences in plant material and its containing products (options), a primer (options), a pair of primers (options), a method for detection and / or identification using them (options) and a device to implement the method. Patent RU 2265668 (2005.12.10).

4. Мирзабеков А.Д. и др. Способ идентификации трансгенных последовательностей ДНК в растительном материале и продуктах на его основе, набор олигонуклеотидов и биочип для осуществления этого способа. Патент RU 2270254 (2006.02.20).4. Mirzabekov A.D. et al. A method for identifying transgenic DNA sequences in plant material and products based on it, a set of oligonucleotides and a biochip for implementing this method. Patent RU 2270254 (2006.02.20).

5. Kincaid R.H. Apparatus and methods of detecting features on a microarray. US Patent Applic. 20030186310 (October 2, 2003).5. Kincaid R.H. Apparatus and methods of detecting features on a microarray. US Patent Applic. 20030186310 (October 2, 2003).

6. Шляпников Ю.М. и др. Способ получения ДНК-чипов (варианты) Заявка на патент RU 2005125776 (2007.02.20).6. Shlyapnikov Yu.M. et al. Method for producing DNA chips (variants) Patent application RU 2005125776 (2007.02.20).

7. Зарытова В.Ф. и др. Способ получения ДНК-чипов. Патент RU 2236467 (2004.09.20).7. Zarytova V.F. et al. A method for producing DNA chips. Patent RU 2236467 (2004.09.20).

8. Lefkowitz S.M. et al. Chemical arrays. US Patent 6,841,663 (January 11, 2005).8. Lefkowitz S.M. et al. Chemical arrays. US Patent 6,841,663 (January 11, 2005).

9. Harvey M.A. et al. Device for preparing multiple assay samples using multiple array surfaces. US Patent Applic. 20050135974 (June 23, 2005).9. Harvey M.A. et al. Device for preparing multiple assay samples using multiple array surfaces. US Patent Applic. 20050135974 (June 23, 2005).

10. Yuen P.К. Well frame including connectors for biological fluids. US Patent Applic. 20020168624 (November 14, 2002).10. Yuen P.K. Well frame including connectors for biological fluids. US Patent Applic. 20020168624 (November 14, 2002).

11. Lee J. et al. Patch for microarray reaction chamber having adhesive means support and two or more adhesive materials. US Patent Applic. 20050136459 (June 23, 2005).11. Lee J. et al. Patch for microarray reaction chamber having adhesive means support and two or more adhesive materials. US Patent Applic. 20050136459 (June 23, 2005).

12. Yin Li-Te et al. Biochip containing reaction wells and method for producing same and use thereof. US Patent Applic. 20050106607 (May 19, 2005).12. Yin Li-Te et al. Biochip containing reaction wells and method for producing same and use thereof. US Patent Applic. 20050106607 (May 19, 2005).

13. Weisbuch С. et al. Biochip type device. US Patent Applic. 20040222480 (November 11, 2004).13. Weisbuch C. et al. Biochip type device. US Patent Applic. 20040222480 (November 11, 2004).

14. Matsushita Т. et al. Component, apparatus, and method for analyzing molecules. US Patent 6,999,166 (February 14, 2006).14. Matsushita, T. et al. Component, apparatus, and method for analyzing molecules. US Patent 6,999,166 (February 14, 2006).

15. Мирзабеков А.Д. и др. Способ полимеризационной иммобилизации биологических макромолекул и композиция для его осуществления. Патент RU 2216547 (2003.11.20).15. Mirzabekov A.D. et al. Method for the polymerization immobilization of biological macromolecules and a composition for its implementation. Patent RU 2216547 (2003.11.20).

Claims (11)

1. Биологический микрочип для диагностики заболеваний, криминалистики и тестирования генетически модифицированных объектов в продуктах, содержащий твердый носитель, на рабочей зоне которого в форме кластеров иммобилизованы олигонуклеотидные зонды, комплементарные нуклеотидным последовательностям маркеров диагностики и последовательностям положительного и отрицательного контроля, отличающийся тем, что рабочая зона содержит асимметрично расположенные относительно горизонтальной и/или вертикальной оси рабочей зоны от двух до четырех групп кластеров положительного контроля и, по меньшей мере, одну группу кластеров отрицательного контроля, причем количество кластеров, входящих в каждую группу положительного и отрицательного контролей, составляет от 1 до 7, при этом один из кластеров, входящих в каждую из групп положительного контроля, размещен в противоположных углах рабочей зоны, а соотношение общего количества кластеров положительного и отрицательного контролей составляет от 1:1 до 10:1, где рабочая зона биочипа расположена на поверхности твердого носителя или на поверхности гибкого носителя или на поверхности мультислоя, закрепленного на гибком или твердом носителе, или на поверхности твердого носителя снабженного мультислоем, с возможностью формирования гибридизационного объема, причем в качестве материала зонда, входящего в кластер положительного контроля, служит олигонуклеотид с известной нуклеотидной последовательностью, или гомологичной последовательностью, выбранной из последовательностей генов маркеров, относящихся к выбранному типу диагностики, а материал зонда входящего в кластер отрицательного контроля состоит из олигонуклеотида, частично комплементарного последовательности положительного контроля, или олигонуклеотида, частично комплементарного последовательности одного из олигонуклеотидов-зондов.1. A biological microchip for the diagnosis of diseases, forensic science and testing genetically modified objects in products, containing a solid carrier, on the working area of which in the form of clusters oligonucleotide probes are immobilized, complementary to the nucleotide sequences of diagnostic markers and sequences of positive and negative control, characterized in that the working area contains from two to four asymmetrically located relative to the horizontal and / or vertical axis of the working area ex groups of clusters of positive control and at least one group of clusters of negative control, and the number of clusters included in each group of positive and negative controls is from 1 to 7, while one of the clusters included in each of the groups of positive control, placed in opposite corners of the working area, and the ratio of the total number of clusters of positive and negative controls is from 1: 1 to 10: 1, where the working area of the biochip is located on the surface of a solid carrier or on the surface of a flexible carrier or on the surface of a multilayer mounted on a flexible or solid carrier, or on the surface of a solid carrier provided with a multilayer, with the possibility of forming a hybridization volume, and an oligonucleotide with a known nucleotide sequence or homologous is used as the probe material included in the positive control cluster a sequence selected from sequences of marker genes related to the selected type of diagnosis, and the probe material included in the cluster a negative control consists of an oligonucleotide, partially complementary to the sequence of the positive control, or an oligonucleotide, partially complementary to the sequence of one of the probe oligonucleotides. 2. Биочип по п.1, отличающийся тем, что на лицевой поверхности несущего элемента дополнительно установлен покрывной лист, снабженный по периметру клеящим слоем и ярлыком, с возможностью присоединения или отсоединения части или всего покрывного листа от вспомогательной зоны несущего элемента.2. The biochip according to claim 1, characterized in that on the front surface of the supporting element an additional covering sheet is installed, provided with an adhesive layer and a label around the perimeter, with the possibility of attaching or detaching part or all of the covering sheet from the auxiliary zone of the supporting element. 3. Биочип по п.1, отличающийся тем, что группы положительных кластеров выполнены в форме уголковой или линейной структур.3. The biochip according to claim 1, characterized in that the groups of positive clusters are made in the form of a corner or linear structure. 4. Биочип по п.3, отличающийся тем, что уголковые структуры выполнены в виде равносторонних или неравносторонних уголковых геометрических элементов.4. The biochip according to claim 3, characterized in that the corner structures are made in the form of equilateral or non-equilateral corner geometric elements. 5. Биочип по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердой основы биочипа используют полимеры, металлы, керамику, стекло, слюду или их комбинации.5. The biochip according to claim 1, characterized in that polymers, metals, ceramics, glass, mica, or combinations thereof are used as a solid base of the biochip. 6. Биочип по п.5, отличающийся тем, что полимеры выбирают из группы, состоящей из полиметилметакрилата, полибутилметакрилата, поливинилхлорида, поликарбоната, сополимеров метилметакрилата и/или сополимеров бутилметакрилата с другими мономерами, такими как стирол, акрилонитрил.6. The biochip according to claim 5, characterized in that the polymers are selected from the group consisting of polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polycarbonate, copolymers of methyl methacrylate and / or copolymers of butyl methacrylate with other monomers such as styrene, acrylonitrile. 7. Биочип по п.5, отличающийся тем, что толщина твердой основы лежит в пределах от 0,5 мм до 5 мм.7. The biochip according to claim 5, characterized in that the thickness of the solid base lies in the range from 0.5 mm to 5 mm. 8. Биочип по п.1, отличающийся тем, что в качестве гибкого слоя используют полимеры и/или металлы.8. The biochip according to claim 1, characterized in that polymers and / or metals are used as a flexible layer. 9. Биочип по п.1, отличающийся тем, что гибкий слой выполнен из полимеров и/или металлов, причем толщина гибкого слоя составляет от 0,05 до 1 мм.9. The biochip according to claim 1, characterized in that the flexible layer is made of polymers and / or metals, the thickness of the flexible layer being from 0.05 to 1 mm. 10. Биочип по п.5, отличающийся тем, что твердую основу выполняют из непрозрачных или светопроницаемых материалов.10. The biochip according to claim 5, characterized in that the solid base is made of opaque or translucent materials. 11. Биочип по п.9, отличающийся тем, что гибкий слой выполняют из материалов, входящих в группу, состоящую из: i) непрозрачных материалов, ii) светопроницаемых материалов, iii) светоотражающих материалов, iv) светопоглощающих материалов.
Figure 00000001
11. The biochip according to claim 9, characterized in that the flexible layer is made of materials included in the group consisting of: i) opaque materials, ii) translucent materials, iii) reflective materials, iv) light-absorbing materials.
Figure 00000001
RU2007134195/22U 2007-09-14 2007-09-14 BIOCHIP RU69866U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007134195/22U RU69866U1 (en) 2007-09-14 2007-09-14 BIOCHIP

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007134195/22U RU69866U1 (en) 2007-09-14 2007-09-14 BIOCHIP

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU69866U1 true RU69866U1 (en) 2008-01-10

Family

ID=39020524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007134195/22U RU69866U1 (en) 2007-09-14 2007-09-14 BIOCHIP

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU69866U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537267C1 (en) * 2013-07-03 2014-12-27 Закрытое акционерное общество "Центр перспективных технологий" Device for identification of nucleotide sequences

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537267C1 (en) * 2013-07-03 2014-12-27 Закрытое акционерное общество "Центр перспективных технологий" Device for identification of nucleotide sequences

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7166258B2 (en) Automation-optimized microarray package
EP2305383B1 (en) Devices for carrying out and diagnosing microarray experiments
RU2321638C2 (en) Method for preparing multifunctional multichip, multichip for successive or parallel screening biopolymers, method for analysis of biopolymers and set for realization of method
US20090253582A1 (en) Chamber apparatus
US20030231987A1 (en) Devices and methods for performing array based assays
EP1374996A1 (en) Array assay devices and methods of using the same
WO2005060678A2 (en) A device for preparing multiple assay samples using multiple array surfaces
US20050026299A1 (en) Chemical arrays on a common carrier
EP1566216A1 (en) Modular array arrangements
EP1870709A1 (en) Probe array and process for producing the same
EP1718411B1 (en) A device for analysing an interaction between target and probe molecules
EP1374988A2 (en) Array assay devices and methods of using the same
US20050106607A1 (en) Biochip containing reaction wells and method for producing same and use thereof
RU69866U1 (en) BIOCHIP
WO2006069314A1 (en) Reaction chamber
US10676783B2 (en) Analysis chip
JP2010513862A (en) Bioassay substrate and method and apparatus for making such a substrate
CN1573330A (en) Method for manufacturing a microarray and verifying the same
US20030170148A1 (en) Reaction chamber roll pump
RU2424322C2 (en) Diagnostic test and set for detecting biomolecules
JP4167431B2 (en) Inspection board for biochemical inspection
EP2515271B1 (en) Method of analysing reagent beads
RU2436843C2 (en) Transformable biochip
JP2007512508A (en) High precision array assay system and method
US20050277122A1 (en) Devices and methods for contacting fluid with a chemical array

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080915

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20100427

PC11 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20140923

RH1K Copy of utility model granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20160504