WO2002093504A2 - Method for the forgery-proof marking and identification of objects - Google Patents

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WO2002093504A2
WO2002093504A2 PCT/EP2002/005079 EP0205079W WO02093504A2 WO 2002093504 A2 WO2002093504 A2 WO 2002093504A2 EP 0205079 W EP0205079 W EP 0205079W WO 02093504 A2 WO02093504 A2 WO 02093504A2
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nucleic acid
acid molecules
security thread
fiber
security
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Hans Kosak
André JOSTEN
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november Aktiengesellschaft Gesellschaft für Molekulare Medizin
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/01Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07DHANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/14Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using chemical means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber

Definitions

  • the invention relates to a security thread for counterfeit-proof marking of objects and a method for counterfeit-proof marking and identification of objects.
  • a method for concealed security marking of objects is known from EP 0 408 424 B1, in which a chemical compound is applied to the object.
  • a nucleic acid with a selected sequence, which is applied to the object in solution, is proposed as the chemical compound.
  • the nucleic acid can then be detected using a suitable detection means, whereby the object is identified.
  • this method has the disadvantage that the applied nucleic acids are incorporated into the object, which is to be done in particular by impregnating the object with the nucleic acid-containing solution. However, this presupposes that the object can absorb the nucleic acid.
  • the nucleic acid be carried on a suitable carrier
  • WO 01/09607 AI describes a microarray in which, for the detection of substances possibly contained in a solution, a multiplicity of fibers are held in a predetermined fixed position relative to one another on a carrier. Each of the fibers is provided with a special chemical detection reagent on its surface. For the detection, a solution possibly containing the substances sought is brought into contact with the microarray and a check is carried out to determine whether and if so on which fibers a reaction takes place. From this it can be concluded whether and if so which of the substances searched for are contained in the solution. - Such microarrays are unsuitable for forgery-proof marking of objects. The identification of a detection reaction taking place on the fibers requires a lot of equipment. It cannot be carried out on site.
  • DE 197 38 816 AI describes a method for marking solid, liquid and gaseous substances.
  • a synthetically produced nucleic acid sequence formed from several sequence sections is detachably connected to the object to be marked.
  • the nucleic acid sequence is removed from the object and detected by means of PCR using predetermined primers.
  • the known method is complex because of the need to separate the nucleic acids and to carry out a PCR required for identification. Identification cannot be carried out on site.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
  • a simple possibility for counterfeit-proof marking of objects is to be specified.
  • the marking should be as simple and inexpensive to produce as possible and accessible to conventional textile processing methods.
  • an identification method that can be carried out easily and with which the tamper-proof marking can be identified on site is to be specified.
  • a security thread for counterfeit-proof marking of objects with at least one fiber, nucleic acid molecules being bound to a fiber surface of the fiber, each having one end thereof and the other end of the nucleic acid molecules le is free in each case, so that complementary nucleic acid molecules can be bound to the nucleic acid molecules.
  • Nucleic acid molecules in the sense of the present invention are understood to mean organic molecules which have a specific affinity for organic molecules which are complementary thereto. The specific affinity causes specific binding of such molecules. For example, is a strand of DNA that hybridizes with a complementary counter strand.
  • Other suitable nucleic acid molecules are e.g. RNA, PNA, proteins, peptides, synthetic oligonucleotides and the like.
  • the proposed security thread is suitable for reliable labeling and identification because of the nucleic acid molecules N bound to it.
  • the nucleic acid molecules N can be bound to the fiber surface in defined positions. Binding is preferably carried out where the fiber surface has a corresponding functional group.
  • the nucleic acid molecules N bound to the fiber surface can be specifically detected by means of complementary nucleic acid molecules N ⁇ .
  • the fiber can basically be formed from any fibrous material.
  • the fiber is advantageously formed from a natural or synthetic polymer.
  • the natural polymer is expediently selected from the following group: cellulose, chitin, silk, wool, cotton, hemp, flax or derivatives of these polymers.
  • the synthetic polymer is expediently selected from the following group: polyamide, polyacrylonitrile, nylon, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polycarbonate, polystyrene or derivatives of these polymers.
  • the fiber can also consist of inorganic materials such as glass, quartz or a metal, in particular gold or platinum.
  • the type of binding of the nucleic acid molecules N to the fiber surface depends on the chemical nature of the fiber material and the intended use of the fiber.
  • the nucleic acid molecules N are preferably connected to the fiber via a defined bond.
  • a defined bond is understood to mean a known chemical bond.
  • undefined bonds such as those found in UV-cross-linked DNA on nylon, are bonds in which it is not possible to specify the atoms of the nucleic acid molecules from which the binding to the fiber takes place.
  • the number of bonds with which a nucleic acid molecule N is bound to the fiber is unknown.
  • the binding of the nucleic acid molecules N to the fiber via defined bonds offers the advantage that the type of binding of all nucleic acid molecules N to the fiber is largely identical.
  • the nucleic acid molecules N can be linked to the fiber at defined positions, so that the change in the activity and the accessibility of the nucleic acid molecules N caused by the binding is the same and known.
  • the nucleic acid molecule N can be bound to the fiber surface via a covalent bond.
  • the high binding coefficient of a covalent bond prevents simple removal of the nucleic acid molecules N from the fiber surface, for example by using a solvent.
  • the nucleic acid molecule N is preferably bound to the fiber surface via a carboxy, phosphate, amino, thiol, psoralen, cholesteryl or digoxigenin group.
  • the nucleic acid molecule is expediently bound to the fiber surface via an intermediate layer, preferably containing streptavidin. Such binding is particularly preferred because of its high affinity constant. This bond cannot be broken even using a strong base such as caustic soda.
  • the intermediate layer can also be a functionalized silane layer.
  • the nucleic acid molecules N can be bound to quartz / glass fibers via derivatized silanes.
  • the fiber surface is silylated. Nucleic acid molecules containing SH groups can bind to gold fibers.
  • Not all surface groups of the fiber suitable for binding with a nucleic acid molecule N have to be saturated with a nucleic acid molecule.
  • the free functional groups remaining after the attachment of the nucleic acid molecules to the fiber surface can remain in this state or can be saturated by suitable reactions.
  • Free thiol groups can, for example, be oxidized to disulfides or reacted with low molecular weight substances such as iodoacetamide.
  • nucleic acid molecules N with the same specific sequence in each case or different nucleic acid molecules N1, N2, that is to say nucleic acid molecules with a different sequence can be bound to the fiber surface.
  • nucleic acid molecules with a non-specific sequence can be bound to the fiber.
  • the nucleic acid molecules N are preferably bound to defined areas of the fiber surface.
  • the diameter of the fibers can be 100 nm to 100 ⁇ m.
  • Such fibers can be used to produce security threads using known methods.
  • the security thread can comprise at least one further fiber.
  • the fibers of a security thread are held together by the geometric arrangement of the fibers, for example twisting, or by chemical crosslinking of the fibers with one another.
  • Several physical properties of a security thread such as length and tensile strength, are greater than those of a fiber.
  • the security thread according to the invention can be formed from fibers of different materials.
  • fibers modified with different nucleic acid molecules N, Nl, N2 can also be used. The diameter of the is expediently
  • the security thread according to the invention is expediently incorporated into textiles.
  • the textiles can have security threads modified with different nucleic acid molecules.
  • Known processes such as spinning, weaving, knitting, crocheting, knots,
  • the nucleic acid-modified security threads can form a pattern in the textile that can be created using the complementary nucleic acid Molecular N v is detectable.
  • This pattern can be implemented, for example, as a geometric pattern in the form of a symbol or a bar code.
  • a label in particular for textiles, which contains at least one security thread according to the invention.
  • the label can of course also contain security threads that have been modified with different nucleic acids.
  • Such a label can, for example, be sewn into textiles, shoes or headgear.
  • a nucleic acid micro-arrangement in the form of a matrix is formed from several security threads.
  • the matrix can be produced by textile-technical processing of the security threads.
  • a tamper-proof marking is provided, in which one
  • Base body at least one security thread according to the invention is applied.
  • the base body can be produced from a fabric, paper or non-woven material that enables liquid transport to the security thread. It can also have a suction pad.
  • the aforementioned features enable targeted transport, for example of an identification liquid, to the security thread.
  • a cover preferably made of a plastic film, can be applied to the base body.
  • the cover expediently has a first opening, preferably closed off from a plastic film, for the application of detection liquid.
  • the cover can also have a second opening, preferably closed with a transparent film, for observing the security thread. After removing the cover, the detection liquid can be applied to the base body. There it is transported by capillary forces to the at least one security thread.
  • Complementary nucleic acid molecules contained in the identification liquid are preferably designed here in such a way that they hybridize at room temperature with the nucleic acid molecules bound to the fiber surface.
  • the hybridization expediently causes a fluorescence reaction. This can be identified optically by the cover by means of a reading device or, with a suitable design, even with the naked eye.
  • the steps lit. c and lit. d performed on the marked object. It is therefore not necessary to remove the security thread from the marked item.
  • the proposed identification procedure can be carried out directly on site.
  • the steps lit. c and d performed in less than 5 min. This is achieved in particular by the fact that the nucleic acid molecules used for labeling and identification are already at room temperature, i.e. hybridize in a temperature range of 18 to 25 ° C. In particular, no heating is required.
  • steps lit. c and d only one solution or suspension can be used. This also simplifies the process.
  • the steps lit. c and d can be carried out without a washing step.
  • the detection can be carried out by means of specific hybridization and a change in the optical properties brought about as a result of the hybridization, preferably by means of fluorescence or color reaction.
  • so-called “molecular beacons” can be used, each of which is specific for a sequence of the nucleic acid olec are cool and change their fluorescence after a specific binding, preferably at room temperature, with a complementary nucleic acid.
  • the marking is detected by applying a solution containing molecular beacons.
  • the molecular beacons have nucleic acid molecules complementary to the nucleic acid molecules used for the labeling. In the case of hybridization, the bond between the nucleic acid molecules and the nucleic acid molecules complementary thereto can be carried out directly at the label
  • Fluorescence measurement take place.
  • a particular advantage of using molecular beacons is that the marking can be detected without washing steps and directly on the • marked object. It is a one-step proof. It is also advantageous that detection is possible within a few minutes.
  • the detection is carried out by means of laminar flow.
  • a solution or suspension which contains labeled nucleic acid molecules complementary to the nucleic acid molecules used for the labeling is applied to an absorbent area of a carrier.
  • the solution or suspension is transported to the security thread by capillary forces.
  • the labeled complementary nucleic acid molecule is held on the security thread by hybridization. Excess complementary nucleic acid molecules are transported on by capillary forces.
  • the marking is detected by binding the marked complementary nucleic acid molecules to the nucleic acid molecules immobilized on the security thread.
  • the location of the proof and the location of the task of the identification means are different from each other. No washing steps are required in this process either. Also this identification can take place directly on site at the marked object.
  • the hybridization sample can be coupled directly or indirectly with an enzyme that converts a substrate to an insoluble dye. This dye can then be detected as a precipitate at the hybridization site.
  • the specific hybridization can also be detected using a hybridization sample that is directly or indirectly bound to particles. The immobilization of the particles at the site of the hybridization is then used to detect the specific hybridization.
  • nucleic acid molecules N, Nl, N2 By binding different nucleic acid molecules N, Nl, N2 to one or more fibers, the unauthorized imitation or falsification of the label is difficult.
  • non-specific nucleic acid sequences can also be bound to the fiber surface, so that non-specific nucleic acid detection does not lead to the disclosure of the specific label.
  • the sequence of the nucleic acid molecules attached to the security threads should only be known to authorized persons. Objects with such security threads can be marked at a specific position on or in the object. It can also have visible visual markings.
  • the security threads thus make it possible to identify textiles, in particular items of clothing, in a forgery-proof manner.
  • at least one security thread is expediently incorporated into the label, which is attached to the textile. It is essential in connection with the present invention that the nucleic acid molecules are bound to the fibers forming the security thread before the security threads are processed.
  • the security threads can also be used to generate security markings in the form of microarrays of nucleic acid molecules N.
  • a suitable arrangement or matrix of the nucleic acid molecules N can be achieved with a textile fabric made from the security threads. These tissues can thus be used as nucleic acid microarrays. They have the advantage that they are comparatively simple and inexpensive to manufacture.
  • the nucleic acid-modified security threads can be processed by textile technology processes such as weaving, knitting, crocheting, knotting, sewing or embroidery.
  • the security threads can also be applied to a fixed matrix at defined positions in a specific arrangement, for example in the form of a brush or tufts, without forming a fabric.
  • a plastic surface can be used as a matrix, through which security threads are drawn perpendicular to the surface at defined positions.
  • a nucleic acid microarray is thus created by producing nucleic acid-modified security threads by attaching the specific nucleic acid molecules N to defined areas of the fiber surfaces and forming a matrix using these nucleic acid-modified security threads.
  • the fibers can be modified with different nucleic acids in different areas.
  • fibers modified differently with nucleic acids can be used.
  • the nucleic acid-modified security threads can comprise different nucleic acid-modified fibers and also fibers not modified with nucleic acids.
  • the security threads have the properties mentioned above.
  • 5 shows a synthesis of nucleic acid molecules N on a fiber
  • 6 shows a parallel synthesis of different nucleic acid molecules N on a fiber
  • 11a to b show a second embodiment of a label with nucleic acid-modified threads.
  • Fig. 1 the directional binding of nucleic acid molecules N to a fiber F is shown schematically.
  • Steps are generated on the surface of the fiber F by a suitable activation or reaction of linker groups L which are suitable for coupling to activated nucleic acid molecules N.
  • linker groups L which are suitable for coupling to activated nucleic acid molecules N.
  • This step is not necessary if the fiber surface already has suitable functional groups.
  • free cysteine or amino groups are suitable for coupling activated nucleic acid molecules N.
  • SH groups can be generated in the wool or silk proteins by reducing disulfide groups.
  • nucleic acid molecules N are bound to the free linker groups L, so that the nucleic acid molecules acid-modified fiber FN is obtained.
  • the nucleic acid molecules N are expediently modified with coupling groups K.
  • Suitable coupling groups K are, for example, free SH or amino groups.
  • Nucleic acid molecules N with such coupling groups K can be obtained by oligonucleotide synthesis.
  • the terminal position of the coupling group K provides good accessibility of the nucleic acid N at a hybridization of a complementary strand.
  • the nucleic acid N can also be bound to the fiber F via homofunctional or heterofunctional crosslinkers.
  • Binding to cellulose-containing fibers can take place by oxidation of sugars to aldehydes.
  • the aldehydes can be linked covalently to amino-containing nucleic acid molecules N to form Schiff's bases and then reduced to amides.
  • Polycarbonate fibers can be linked to amino-containing nucleic acid molecules N by means of carbodiimide.
  • Other plastics such as polypropylene, can be covalently linked to nucleic acid molecules N after activation in the plasma.
  • Gold threads can be bound to nucleic acid molecules N containing thiol groups.
  • Glass or quartz fibers can be activated by means of silanization and then connected to the nucleic acid molecules N.
  • the linker group L can also be bound to the fiber F via a spacer.
  • Polyglycol, polyimine, dextran, polyether can be used as spacers. With the help of the spacers, steric hindrance of the nucleic acids N during hybridization can be reduced, a certain surface layer fertilizer generated, an unspecific binding to the fiber F is reduced and the number of coupling groups K for the nucleic acid molecules N is increased.
  • the nucleic acid-modified fiber FN is brought into contact with nucleic acid molecules N ⁇ which have a sequence complementary to the nucleic acid molecules N.
  • the complementary nucleic acid molecules N x can have a signal group S.
  • the signal group S for example, a modified electrical or optical signal can be generated after the hybridization.
  • the signal group S can be a fluorophore, an antigen or an enzyme.
  • a fiber FN which has linker groups L, is divided into spatially separate reaction areas RB1, RB2, RB3. Each reaction area is implemented separately with different nucleic acids Nl, N2, N3.
  • a fiber FN1N2N3 is obtained in which different nucleic acids N1, N2, N3 are bound to defined sections.
  • FIG. 4 shows the specific detection of different nucleic acid molecules N1, N2, N3, which are bound to different sections of a fiber FN1N2N3, by hybridization with complementary nucleic acid molecules N ⁇ 1, N x 2, N ⁇ 3.
  • the fiber FN1N2N3 is brought into contact with the complementary nucleic acid molecules N 1, N * 2, N 3.
  • the specific hybridization can be detected on the basis of the signal groups S1, S2, S3 bound to the nucleic acid molecules N1, N2, N3.
  • the signal groups S1, S2, S3 can be identical or different groups. By using different signal groups S1, S2, S3, for example fluorophores, patterns can be generated on the fiber.
  • nucleic acid molecules N show a synthesis of nucleic acid molecules N on a fiber F.
  • the nucleic acid molecules N are oligonucleotides synthesized from individual nucleotides.
  • a fiber F is covalently provided with formation blocks Ba for the attachment of further nucleotides.
  • an activated nucleotide (b, c, d, e, f, g) is added to the already bound nucleotides.
  • a FBabcdefg fiber to which a defined sequence of nucleotides is fixed is obtained by the synthesis.
  • FIG. 6 shows a parallel synthesis of different nucleic acids N on a fiber F.
  • the fiber F is divided into reaction areas RB1, RB2, RB3.
  • Each section is implemented separately with different activated education blocks Bai, Ba2, Ba3.
  • an activated nucleotide (b, c, d, e, f, g) is added to the previously immobilized nucleotide in each reaction area.
  • the synthesis gives a fiber FN1N2N3 to which different oligonucleotides N1, N2, N3 are bound in defined sections.
  • FIG. 7a to c show the parallel production of nucleic acid arrays on planar carrier materials M.
  • a Number n of planar carrier materials M placed on top of one another (FIG. 7a).
  • Different nucleic acid-modified threads FN1, FN2, FN3 are passed through the carrier materials M at defined positions.
  • the security threads are then separated between the carrier materials M.
  • FIG. 8a to c schematically show a method for producing security threads Fd from fibers F.
  • the fibers shown in FIG. 8a are modified with nucleic acid molecules N, whereby fibers FN are obtained (FIG. 8b).
  • the fibers FN are spun into threads Fd in a spinning machine S (FIG. 8c).
  • FIGS. 9a to c show a first embodiment of a marking 1 with nucleic acid-modified security threads Fd.
  • Four nucleic acid-modified security threads Fd are applied in parallel to a rectangular base body 2.
  • a suction pad 2 is also located on the base body 2.
  • the base body 2 is formed by a matrix which enables a lateral flow of a liquid. If the base body 2 is contacted with a liquid, it transports the liquid to the applied security threads Fd and the suction pad 3.
  • the base body 2 can be formed from a fabric, absorbent paper or non-woven fabric, which are expediently applied to a liquid-impermeable plastic film. The plastic film prevents liquid from escaping into the environment and protects the marking.
  • An adhesive plastic film can be used to apply the marking 1 to the object to be marked.
  • the security threads Fd are in contact with the base body 2, so that a transfer of liquid that is applied to the base body 2 is possible.
  • the absorbent pad 3 absorbs most of the liquid applied, so that only a minimal amount of liquid remains in the base body 1.
  • the suction pad 3 is formed from a fabric with a high liquid binding capacity.
  • the marker 1 can comprise one or more nucleic acid-modified security threads Fd.
  • Nucleic acid molecules N with different but known sequences can be bound to the security threads Fd.
  • unknown substances such as randomly generated DNA can be bound in order to make the analysis of the security threads Fd more difficult.
  • Such randomly generated substances do not bind any detection liquid, so that one is possible to check the detection liquid.
  • security threads can be used that contain a substance such as DEAE cellulose that binds non-specifically nucleic acid molecules. Such a security thread, which binds any nucleic acid molecules N ⁇ , is used to control the detection liquid.
  • the use of several security threads Fd makes it possible to form complex markings.
  • a pattern can be formed which is only revealed if all nucleic acid molecules on the security threads Fd are identified.
  • the security threads Fd can also form geometric patterns, for example numbers, letters, symbols, barcodes.
  • the cover 4 expediently consists of an opaque material which covers the base body 2 and two Has recesses 4.1 and .2.
  • the cover 4 serves to protect the marking 1 against mechanical stress, chemical stress or radiation.
  • the first recess 4.1 shows the location on which a detection liquid for detecting the marking 1 is applied.
  • the recess 4.1 can be closed, for example with a plastic film, and can only be opened if the marking 1 is to be identified. Such a closure serves to protect against contamination, for example by fat or similar substances, which could impair the flow behavior of the base body 1.
  • the second recess 4.2 forms a viewing window which enables a view of the security threads Fd.
  • the viewing window can be closed with a transparent film to protect the security threads Fd.
  • the security threads Fd can then be seen through the viewing window 4.2, as shown in FIG. 9c. Before the identification of the marking 1, the security threads Fd can be invisible to the eye.
  • 10a to d is a method for detecting the in
  • FIG. 9 shown marking 1, the marking 1 in Fig. 10a to c is shown for better illustration without a cover.
  • a defined volume of a detection liquid is given through the recess 4.1 on the base body 2 to identify the marking 1.
  • the detection liquid contains nucleic acid molecules N 1 which are complementary to the nucleic acid molecules N bound to the security threads Fd.
  • the nucleic acid molecules N 1 used for the detection can be labeled by means of dye molecules, fluorogenic, gold or latex particles, so that the detection of a specific hybridization with nucleic acid acid molecules N is facilitated.
  • the complementary single-stranded nucleic acid molecule N used for the detection preferably has a refolding. This increases the specificity of the hybridization.
  • FIG. 10b shows the lateral flow of the detection liquid in the direction of the suction pad 3 after the end of the lateral flow. The vast majority of the
  • Fig. 10d shows the mark 1 with cover 4 after the identification of the mark 1.
  • the thicker security threads Fd show the proof of the mark 1.
  • the detection process is completed within a few seconds to minutes.
  • colored particles such as gold particles, to which the nucleic acid molecules N ⁇ are bound, only the eye and no further aids such as a photometric detector are necessary to detect the marking. This means that toxic or radioactive components can be dispensed with.
  • FIG. 11a to b show a second embodiment of a marking 1 with nucleic acid-modified security threads Fd.
  • FIG. 11a four nucleic acid-modified security threads Fd and a suction pad 3 are arranged on the base body 2.
  • a cover 4 is applied, which has two recesses 4.1, 4.2 (Fig. 11b).
  • the recess 4.1 is used to apply the detection liquid on the security threads Fd.
  • the recess 4.2 is used to observe the detection of the marking 1.
  • the security threads Fd themselves serve the lateral flow of the detection liquid.
  • nucleic acid-modified fibers The production of nucleic acid-modified fibers and their detection is explained below using an example.
  • Cellulose threads with bound oligonucleotides N are incubated in 100 ⁇ l 10 mM TrisCl, 1 mM EDTA with 1 ⁇ M complementary oligonucleotides N 1 at 37 ° C. for 30 min.
  • the Oligonu- kleotide N have a sequence complementary to the oligonucleotides and N are labeled with a biotin group at the 5 -end ⁇ .
  • the cotton is washed five times with 10 ml of TBS and incubated for 1 h in an electrophoresis chamber at a voltage of 100 V in 10 mM trisacetate, 1 mM EDTA (pH 8).
  • Dynal superparamagnetic particles
  • the threads were washed in 0.1 M Na 2 CO 3 solution pH 9.5 and 10 cm of the threads in 1 ml of 1 fM oligonucleotide N in 0.1 M Na 2 CO 3 solution were incubated at RT for four hours. To saturate any aldehyde groups still present, the suspension was brought to 1% ethanolamine and 2 mM EDTA and incubated at RT overnight. Unbound oligonucleotides were removed by intensive washing in 1% SDS solution in 10 mM TrisHCl, 1 mM EDTA, pH 8.8.
  • N ⁇ nucleic acid molecule which is complementary to the nucleic acid molecule N RB reaction area

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Abstract

The invention relates to a security thread for the forgery-proof marking of objects, comprising at least one fibre (F) with nucleic acid molecules (N) bonded with the one end thereof to a fibre surface of the fibre (F). The other end of the nucleic acid molecule (N) is free such that complementary nucleic acid molecules (N') may bind to the nucleic acid molecule (N).

Description

Sicherheitsfaden zur fälschungssicheren Markierung von GegenständenSecurity thread for forgery-proof marking of objects
Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsfaden zur fälschungs- sicheren Markierung von Gegenständen sowie ein Verfahren zur fälschungssicheren Markierung und Identif zierung von Gegenständen.The invention relates to a security thread for counterfeit-proof marking of objects and a method for counterfeit-proof marking and identification of objects.
Es ist bekannt, Gegenstände mit Markierungen zu sichern, die erst unter Einsatz eines bestimmten Nachweisstoffes nachgewiesen werden können. Zweck dieser Markierungen ist es, die Echtheit eines Gegenstandes auf unwiderlegbare Weise festzustellen. Voraussetzung dafür ist es, dass die Markierung nicht durch Dritte verändert, entschlüsselt, nachgeahmt oder beseitigt werden kann.It is known to secure objects with markings that can only be detected using a specific detection material. The purpose of these markings is to determine the authenticity of an object in an irrefutable manner. The prerequisite for this is that the marking cannot be changed, decrypted, imitated or removed by third parties.
Aus der EP 0 408 424 Bl ist ein Verfahren zur verborgenen Si-- cherheitsmarkierung von Gegenständen bekannt, bei dem eine chemische Verbindung auf den Gegenstand aufgetragen wird. Als chemische Verbindung wird eine Nukleinsäure mit ausgewählter Sequenz vorgeschlagen, die in Lösung auf den Gegenstand aufgebracht wird. Die Nukleinsäure kann anschließend mit einem geeigneten Nachweismittel nachgewiesen werden, wodurch der Gegenstand identifiziert wird. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass die aufgebrachten Nukleinsäuren in den Gegenstand inkorporiert werden, was insbesondere durch Imprägnieren des Gegenstandes mit der Nukleinsäure-haltigen Lösung geschehen soll. Das setzt jedoch voraus, dass der Gegenstand die Nukleinsäure aufnehmen kann. Alternativ wird vorgeschla- gen, die Nukleinsäure auf einen Träger aus einem geeignetenA method for concealed security marking of objects is known from EP 0 408 424 B1, in which a chemical compound is applied to the object. A nucleic acid with a selected sequence, which is applied to the object in solution, is proposed as the chemical compound. The nucleic acid can then be detected using a suitable detection means, whereby the object is identified. However, this method has the disadvantage that the applied nucleic acids are incorporated into the object, which is to be done in particular by impregnating the object with the nucleic acid-containing solution. However, this presupposes that the object can absorb the nucleic acid. Alternatively, it is proposed that the nucleic acid be carried on a suitable carrier
Material aufzutragen und diesen Träger dann in den Gegenstand zu inkorporieren. Das hat jedoch den Nachteil, dass es vergleichsweise einfach möglich ist, den imprägnierten Träger und den Gegenstand voneinander zu trennen, wodurch eine Identifizierung des Gegenstandes verhindert wird. Grundlegender Nachteil beider Varianten ist es, dass eine durch Imprägnieren aufgebrachte Nukleinsäure beispielsweise durch Lösungs- mittel entfernt werden kann. Ein weiterer Nachteil des aus der EP 0 408 424 Bl bekannten Verfahrens beruht darauf, dass dort Nukleinsäuren Undefiniert -an den Träger gebunden sind. Eine solche Undefinierte Bindung ist relativ schwach. Wegen der Undefinierten Bindung können zu der Nukleinsäure komple- mentäre Nukleinsäuren nur in einem geringen Ausmaß binden. Außerdem kann es zu unspezifischen Bindungen kommen. Es ist in diesem Fall also nur eine sehr kleine Menge an Nukleinsäuren einer Sequenz-spezifischen Bindung zugänglich. Das verringert die Spezifität und Empfindlichkeit des bekannten Ver- fahrens.Apply material and then incorporate this carrier into the object. However, this has the disadvantage that it is comparatively easy to use the impregnated support and separate the object from each other, thereby preventing identification of the object. The basic disadvantage of both variants is that a nucleic acid applied by impregnation can be removed, for example, by solvents. Another disadvantage of the method known from EP 0 408 424 B1 is based on the fact that there are undefined nucleic acids bound to the carrier. Such an undefined bond is relatively weak. Because of the undefined binding, nucleic acids complementary to the nucleic acid can only bind to a small extent. It can also lead to non-specific bindings. In this case, only a very small amount of nucleic acids of a sequence-specific binding is accessible. This reduces the specificity and sensitivity of the known method.
Die WO 01/09607 AI beschreibt ein Microarray, bei dem zum Nachweis von in einer Lösung möglicherweise enthaltenen Substanzen eine Vielzahl von Fasern in einer vorgegebenen festen Position zueinander an einem Träger aufgenommen sind. Jede der Fasern ist mit einem besonderen chemischen Nachweisreagenz an seiner Oberfläche versehen. Zum Nachweis wird eine die gesuchten Substanzen möglicherweise enthaltende Lösung mit dem Microarray in Kontakt gebracht und geprüft, ob und ggf. an welchen Fasern eine Reaktion stattfindet. Daraus kann geschlossen werden, ob und ggf. welche der gesuchten Substanzen in der Lösung enthalten sind. - Zur fälschungssicheren Markierung von Gegenständen sind solche Mircoarrays ungeeignet. Die Identifikation einer stattfindenden Nachweisreaktion an den Fasern erfordert einen hohen apparativen Aufwand. Sie kann vor Ort nicht durchgeführt werden. Die DE 197 38 816 AI beschreibt ein Verfahren zur Markierung von festen, flüssigen und gasförmigen Substanzen. Dabei wird eine synthetisch hergestellte und aus mehreren Sequenzabschnitten gebildete NukleinsäureSequenz mit dem zu markieren- den Gegenstand lösbar verbunden. Zur Identifikation wird die Nukleinsäuresequenz vom Gegenstand entfernt und mittels PCR unter Verwendung vorgegebener Primer nachgewiesen. Das bekannte Verfahren ist wegen der Notwendigkeit der Trennung der Nukleinsäuren und der Durchführung einer zur Identifikation erforderlichen PCR aufwändig. Die Identifikation kann vor Ort nicht durchgeführt werden.WO 01/09607 AI describes a microarray in which, for the detection of substances possibly contained in a solution, a multiplicity of fibers are held in a predetermined fixed position relative to one another on a carrier. Each of the fibers is provided with a special chemical detection reagent on its surface. For the detection, a solution possibly containing the substances sought is brought into contact with the microarray and a check is carried out to determine whether and if so on which fibers a reaction takes place. From this it can be concluded whether and if so which of the substances searched for are contained in the solution. - Such microarrays are unsuitable for forgery-proof marking of objects. The identification of a detection reaction taking place on the fibers requires a lot of equipment. It cannot be carried out on site. DE 197 38 816 AI describes a method for marking solid, liquid and gaseous substances. A synthetically produced nucleic acid sequence formed from several sequence sections is detachably connected to the object to be marked. For identification, the nucleic acid sequence is removed from the object and detected by means of PCR using predetermined primers. The known method is complex because of the need to separate the nucleic acids and to carry out a PCR required for identification. Identification cannot be carried out on site.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es sollen insbesondere eine einfa- ehe Möglichkeit zur fälschungssicheren Markierung von Gegenständen angegeben werden. Die Markierung soll möglichst einfach und preisgünstig herstellbar und herkömmlichen Textilienverarbeitungsverfahren zugänglich sein. Nach einem weiteren Ziel der Erfindung soll ein einfach durchführbares Identifi- kationsverfahren angegeben werden, mit dem die fälschungssichere Markierung vor Ort identifizierbar ist.The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art. In particular, a simple possibility for counterfeit-proof marking of objects is to be specified. The marking should be as simple and inexpensive to produce as possible and accessible to conventional textile processing methods. According to a further object of the invention, an identification method that can be carried out easily and with which the tamper-proof marking can be identified on site is to be specified.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 31 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 30 sowie 32 bis 43.This object is solved by the features of claims 1 and 31. Appropriate configurations of the inventions result from the features of claims 2 to 30 and 32 to 43.
Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Sicherheitsfaden zur fälschungssicheren Markierung von Gegenständen mit mindestens einer Faser vorgesehen, wobei an eine Faseroberfläche der Faser Nukleinsäuremoleküle mit jeweils in ihrem einen Ende gebunden sind und wobei das andere Ende der Nukleinsäuremolekü- le jeweils frei ist, so dass komplementäre Nukleinsäuremoleküle an die Nukleinsäuremoleküle bindbar sind.According to the invention, a security thread is provided for counterfeit-proof marking of objects with at least one fiber, nucleic acid molecules being bound to a fiber surface of the fiber, each having one end thereof and the other end of the nucleic acid molecules le is free in each case, so that complementary nucleic acid molecules can be bound to the nucleic acid molecules.
Unter Nukleinsäuremolekülen im Sinne der vorliegenden Erfin- düng werden organische Moleküle verstanden, die eine spezifische Affinität zu dazu komplementären organischen Molekülen aufweisen. Die spezifische Affinität bewirkt eine spezifische Bindung solcher Moleküle. Es kann sich z.B. um einen Strang einer DNA handeln, welcher mit einem komplementären Gegen- sträng hybridisiert. Weitere geeignete Nukleinsäuremoleküle sind z.B. RNA, PNA, Proteine, Peptide, synthetische Olgigonu- kleotide und dgl ..Nucleic acid molecules in the sense of the present invention are understood to mean organic molecules which have a specific affinity for organic molecules which are complementary thereto. The specific affinity causes specific binding of such molecules. For example, is a strand of DNA that hybridizes with a complementary counter strand. Other suitable nucleic acid molecules are e.g. RNA, PNA, proteins, peptides, synthetic oligonucleotides and the like.
Die vorgeschlagene Sicherheitsfaden ist wegen der daran ge- bundenen Nukleinsäuremoleküle N zur sicheren Markierung und Identifizierung geeignet. Die Nukleinsäuremoleküle N können in definierten Positionen an die Faseroberfläche gebunden sein. Eine Bindung erfolgt vorzugsweise dort, wo die Faseroberfläche eine entsprechende funktioneile Gruppe aufweist. Die an die Faseroberfläche gebundenen Nukleinsäuremoleküle N können mittels komplementärer Nukleinsäuremoleküle Nλ spezifisch nachgewiesen werden.The proposed security thread is suitable for reliable labeling and identification because of the nucleic acid molecules N bound to it. The nucleic acid molecules N can be bound to the fiber surface in defined positions. Binding is preferably carried out where the fiber surface has a corresponding functional group. The nucleic acid molecules N bound to the fiber surface can be specifically detected by means of complementary nucleic acid molecules N λ .
Die Faser kann grundsätzlich aus jedem faserförmigen Material gebildet sein. Vorteilhafterweise ist die Faser aus einem natürlichen oder synthetischen Polymer gebildet. Das natürliche Polymer ist zweckmäßigerweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: Zellulose, Chitin, Seide, Wolle, Baumwolle, Hanf, Flachs oder Derivate dieser Polymere. Das synthetische Poly- mer ist zweckmäßigerweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: Polyamid, Polyacrylnitril, Nylon, Polypropylen, Po- lyvinylidenfluorid, Polycarbonat , Polystyrol oder Derivate dieser Polymere. Daneben kann die Faser auch aus anorganischen Materialien wie beispielsweise Glas, Quarz oder einem Metall, insbesondere Gold oder Platin, bestehen.The fiber can basically be formed from any fibrous material. The fiber is advantageously formed from a natural or synthetic polymer. The natural polymer is expediently selected from the following group: cellulose, chitin, silk, wool, cotton, hemp, flax or derivatives of these polymers. The synthetic polymer is expediently selected from the following group: polyamide, polyacrylonitrile, nylon, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polycarbonate, polystyrene or derivatives of these polymers. In addition, the fiber can also consist of inorganic materials such as glass, quartz or a metal, in particular gold or platinum.
Die Art der Bindung der Nukleinsäuremoleküle N an die Faseroberfläche hängt von der chemischen Natur des Fasermaterials und dem Verwendungszweck der Faser ab. Vorzugsweise sind die Nukleinsäuremoleküle N über eine definierte Bindung mit der Faser verbunden. Unter einer definierten Bindung wird in die- sem Zusammenhang eine bekannte chemische Bindung verstanden. Undefinierte Bindungen, wie sie beispielsweise in UV- vernetzter DNA an Nylon vorkommt, sind demgegenüber Bindungen, bei denen es nicht möglich ist, die Atome der Nukleinsäuremoleküle anzugeben, von welchem aus die Bindung an die Faser erfolgt. Außerdem ist die Anzahl der Bindungen, mit denen ein Nukleinsäuremolekül N an die Faser gebunden ist, unbekannt . Die Bindung der Nukleinsäuremoleküle N an die Faser über definierte Bindungen bietet den Vorteil, dass die Art der Bindung aller Nukleinsäuremoleküle N an die Faser weit gehend identisch ist. Die Nukleinsäuremoleküle N können an definierten Positionen mit der Faser verknüpft werden, so dass die durch die Bindung verursachte Änderung der Aktivität und der Zugänglichkeit der Nukleinsäuremoleküle N gleich und bekannt ist .The type of binding of the nucleic acid molecules N to the fiber surface depends on the chemical nature of the fiber material and the intended use of the fiber. The nucleic acid molecules N are preferably connected to the fiber via a defined bond. In this context, a defined bond is understood to mean a known chemical bond. In contrast, undefined bonds, such as those found in UV-cross-linked DNA on nylon, are bonds in which it is not possible to specify the atoms of the nucleic acid molecules from which the binding to the fiber takes place. In addition, the number of bonds with which a nucleic acid molecule N is bound to the fiber is unknown. The binding of the nucleic acid molecules N to the fiber via defined bonds offers the advantage that the type of binding of all nucleic acid molecules N to the fiber is largely identical. The nucleic acid molecules N can be linked to the fiber at defined positions, so that the change in the activity and the accessibility of the nucleic acid molecules N caused by the binding is the same and known.
Das Nukleinsäuremolekül N kann über eine kovalente Bindung an die Faseroberfläche gebunden sein. Der hohe Bindungskoeffizient einer kovalenten Bindung verhindert ein einfaches Entfernen der Nukleinsäuremoleküle N von der Faseroberfläche, z.B. durch Verwendung eines Lösungsmittels. Vorzugsweise ist das Nukleinsäuremolekül N über eine Carboxy- , Phosphat-, Ami- no-, Thiol-, Psoralen-, Cholesteryl- oder Digoxigeningruppe an die Faseroberfläche gebunden. Das Nukleinsäuremolekül ist zweckmäßigerweise über eine, vorzugsweise Streptavidin enthaltende Zwischenschicht an die Faseroberfläche gebunden. Eine solche Bindung ist wegen ihrer hohen Affinitätskonstante besondere bevorzugt. Diese Bindung kann selbst unter Verwendung einer starken Base wie Natronlauge nicht gelöst werden. Bei der Zwischenschicht kann es sich aber auch um eine funktionalisierte Silanschicht handeln. Beispielsweise kann die Bindung der Nukleinsäuremoleküle N an Quarz/Glas-Fasern über derivatisierte Silane erfol- gen. Dazu wird die Faseroberfläche silyliert. An Gold-Fasern können Nukleinsäuremoleküle binden, die SH-Gruppen enthalten.The nucleic acid molecule N can be bound to the fiber surface via a covalent bond. The high binding coefficient of a covalent bond prevents simple removal of the nucleic acid molecules N from the fiber surface, for example by using a solvent. The nucleic acid molecule N is preferably bound to the fiber surface via a carboxy, phosphate, amino, thiol, psoralen, cholesteryl or digoxigenin group. The nucleic acid molecule is expediently bound to the fiber surface via an intermediate layer, preferably containing streptavidin. Such binding is particularly preferred because of its high affinity constant. This bond cannot be broken even using a strong base such as caustic soda. However, the intermediate layer can also be a functionalized silane layer. For example, the nucleic acid molecules N can be bound to quartz / glass fibers via derivatized silanes. For this purpose, the fiber surface is silylated. Nucleic acid molecules containing SH groups can bind to gold fibers.
Nicht alle für eine Bindung mit einem Nukleinsäuremoleküle N geeigneten Oberflächengruppen der Faser müssen mit einem Nu- kleinsäuremolekül gesättigt sein. Die nach der Anbindung der Nukleinsäuremoleküle an die Faseroberfläche verbleibenden, freien funktioneilen Gruppen können in diesem Zustand bleiben oder durch geeignete Reaktionen gesättigt werden. Freie Thiolgruppen können beispielsweise zu Disulfiden oxidiert oder mit niedermolekularen Stoffen wie Jodacetamid umgesetzt werden.Not all surface groups of the fiber suitable for binding with a nucleic acid molecule N have to be saturated with a nucleic acid molecule. The free functional groups remaining after the attachment of the nucleic acid molecules to the fiber surface can remain in this state or can be saturated by suitable reactions. Free thiol groups can, for example, be oxidized to disulfides or reacted with low molecular weight substances such as iodoacetamide.
An die Faseroberfläche können Nukleinsäuremoleküle N mit jeweils derselben spezifischen Sequenz oder verschiedene Nu- kleinsäuremoleküle Nl, N2 das heißt Nukleinsäuremoleküle mit unterschiedlicher Sequenz, gebunden sein. Darüber hinaus können an die Faser weitere Nukleinsäuremoleküle mit unspezifischer Sequenz gebunden sein. Werden Fasern eingesetzt, an deren Oberfläche Nukleinsäuremoleküle mit unterschiedlicher Se- quenz gebunden sind, sind die Nukleinsäuremoleküle N vorzugsweise an definierte Bereiche der Faseroberfläche gebunden. Der Durchmesser der Fasern kann 100 nm bis 100 [im betragen. Mit solchen Fasern können Sicherheitsfäden unter Einsatz bekannter Verfahren hergestellt werden. Es ist allerdings auch möglich, das die Nukleinsäuremoleküle N erst nach der Her- Stellung des Fadens an die Faser gebunden werden. Das kann zweckmäßigerweise durch chemische Synthese geschehen.Nucleic acid molecules N with the same specific sequence in each case or different nucleic acid molecules N1, N2, that is to say nucleic acid molecules with a different sequence, can be bound to the fiber surface. In addition, further nucleic acid molecules with a non-specific sequence can be bound to the fiber. If fibers are used whose surface has nucleic acid molecules bound with different sequences, the nucleic acid molecules N are preferably bound to defined areas of the fiber surface. The diameter of the fibers can be 100 nm to 100 μm. Such fibers can be used to produce security threads using known methods. However, it is also possible for the nucleic acid molecules N to be bound to the fiber only after the thread has been produced. This can conveniently be done by chemical synthesis.
Der Sicherheitsfaden kann zumindest eine weitere Faser umfassen. Der Zusammenhalt der Fasern eines Sicherheitsfadens wird durch die geometrische Anordnung der Fasern, beispielsweise Verdrillung, oder durch chemische Vernetzung der Fasern miteinander hergestellt. Mehrere physikalische Eigenschaften eines Sicherheitsfadens, beispielsweise Länge und Reißfestigkeit, sind größer als die einer Faser. Durch die geeignete Wahl bestimmter Parameter, beispielsweise Anzahl' der Fasern pro Faden, Art der Verdrillung und/oder die Verwendung verschiedener Fasern, können die Eigenschaften des Sicherheitsfadens gezielt eingestellt werden. Der erfindungsgemäße Sicherheitsfaden kann aus Fasern unterschiedlicher Materialien gebildet sein. Darüber hinaus können neben nicht mit Nuklein- säuremolekülen modifizierten Fasern auch mit unterschiedlichen Nukleinsäuremolekülen N, Nl, N2 modifizierte Fasern eingesetzt werden. Zweckmäßigerweise beträgt der Durchmesser desThe security thread can comprise at least one further fiber. The fibers of a security thread are held together by the geometric arrangement of the fibers, for example twisting, or by chemical crosslinking of the fibers with one another. Several physical properties of a security thread, such as length and tensile strength, are greater than those of a fiber. By appropriate selection of certain parameters, such as the number 'of fibers per yarn, the type of twist and / or the use of various fibers, the properties of the security thread can be tailored. The security thread according to the invention can be formed from fibers of different materials. In addition to fibers not modified with nucleic acid molecules, fibers modified with different nucleic acid molecules N, Nl, N2 can also be used. The diameter of the is expediently
Sicherheitsfadens 1 μm bis 1 mm.Security thread 1 μm to 1 mm.
Der erfindungsgemäße Sicherheitsfaden wird zweckmäßigerweise in Textilien eingearbeitet. Die Textilien können mit unterschiedlichen Nukleinsäuremolekülen modifizierte Sicherheitsfäden aufweisen. Zur Herstellung der Textilien werden bekann- te Verfahren wie Spinnen, Weben, Stricken, Häkeln, Knoten,The security thread according to the invention is expediently incorporated into textiles. The textiles can have security threads modified with different nucleic acid molecules. Known processes such as spinning, weaving, knitting, crocheting, knots,
Knüpfen, Nähen oder Sticken verwendet. Die Nukleinsäure-modifizierten Sicherheitsfäden können dabei ein Muster in der Textilie bilden, das mittels der komplementären Nukleinsäure- moleküle Nv nachweisbar ist. Dieses Muster kann beispielsweise als geometrisches Muster in Form eines Symbols oder eines Strichcodes ausgeführt sein.Knotting, sewing or embroidery are used. The nucleic acid-modified security threads can form a pattern in the textile that can be created using the complementary nucleic acid Molecular N v is detectable. This pattern can be implemented, for example, as a geometric pattern in the form of a symbol or a bar code.
Nach weiterer Maßgabe der Erfindung ist ein Etikett, insbesondere für Textilien vorgesehen, das zumindest einen erfindungsgemäßen Sicherheitsfaden enthält. Das Etikett kann selbstverständlich auch mit unterschiedlichen Nukleinsäuren- odifierte Sicherheitsfäden enthalten. Ein solches Etikett kann beispielsweise in Textilien, Schuhe oder Kopfbedeckungen eingenäht werden.According to a further provision of the invention, a label, in particular for textiles, is provided which contains at least one security thread according to the invention. The label can of course also contain security threads that have been modified with different nucleic acids. Such a label can, for example, be sewn into textiles, shoes or headgear.
Nach einer besonderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass aus mehreren Sicherheitsfäden eine Nukleinsäure-Mikroanordnung in Form einer Matrix gebildet ist. Die Matrix kann durch textil- technische Verarbeitung der Sicherheitsfäden hergestellt sein.According to a special embodiment, it is provided that a nucleic acid micro-arrangement in the form of a matrix is formed from several security threads. The matrix can be produced by textile-technical processing of the security threads.
Nach einer weiteren Maßgabe der Erfindung ist eine fäl- schungssichere Markierung vorgesehen, bei der auf einenAccording to a further requirement of the invention, a tamper-proof marking is provided, in which one
Grundkörper mindestens ein erfindungsgemäßer Sicherheitsfaden aufgebracht ist. Der Grundkörper kann aus einem einen Flüssigkeitstransport zu dem Sicherheitsfaden ermöglichendem Gewebe, Papier oder Fließstoff hergestellt sein. Er kann ferner ein Saugkissen aufweisen. Die vorgenannten Merkmale ermöglichen einen gezielten Transport beispielsweise einer Identifizierungsflüssigkeit zu dem Sicherheitsfaden.Base body at least one security thread according to the invention is applied. The base body can be produced from a fabric, paper or non-woven material that enables liquid transport to the security thread. It can also have a suction pad. The aforementioned features enable targeted transport, for example of an identification liquid, to the security thread.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform können mehrere Sicherheitsfäden parallel angeordnet sein. Das Vorsehen mehrerer Sicherheitsfäden, die vorzugsweise mit unterschiedlichen Nukleinsäuren modifiziert sind, erhöht die Fälschungssicherheit der Markierung. Auf dem Grundkörper kann eine, vorzugsweise aus einer Kunst- Stofffolie hergestellte, Abdeckung aufgebracht sein. Die Abdeckung weist zweckmäßigerweise eine, vorzugsweise aus einem Kunststofffilm verschlossene, erste Öffnung zum Auftragen von Nachweisflussigkeit auf. Die Abdeckung kann ferner eine, vorzugsweise mit einer transparenten Folie verschlossene, zweite Öffnung zum Beobachten des Sicherheitsfadens aufweisen. Nach Entfernen der Abdeckung kann die Nachweisflüssigkeit auf den Grundkörper aufgebracht werden. Sie wird dort mittels Kapil- larkräften zu dem mindestens einen Sicherheitsfaden transportiert. In der Identifizierungsflüssigkeit enthaltene komplementäre Nukleinsäuremoleküle sind hier vorzugsweise so ausgebildet, dass sie bei Raumtemperatur mit dem an der Faseroberfläche gebundenen Nukleinsäuremolekülen hybridisieren. Die Hybridisierung bewirkt zweckmäßigerweise eine Fluoreszenzreaktion. Diese kann durch die Abdeckung optisch mittels eines Lesegeräts oder bei geeigneter Ausbildung sogar mit bloßem Auge identifiziert werden.According to a particularly advantageous embodiment, several security threads can be arranged in parallel. The provision of several security threads, which are preferably modified with different nucleic acids, increases the security against forgery of the marking. A cover, preferably made of a plastic film, can be applied to the base body. The cover expediently has a first opening, preferably closed off from a plastic film, for the application of detection liquid. The cover can also have a second opening, preferably closed with a transparent film, for observing the security thread. After removing the cover, the detection liquid can be applied to the base body. There it is transported by capillary forces to the at least one security thread. Complementary nucleic acid molecules contained in the identification liquid are preferably designed here in such a way that they hybridize at room temperature with the nucleic acid molecules bound to the fiber surface. The hybridization expediently causes a fluorescence reaction. This can be identified optically by the cover by means of a reading device or, with a suitable design, even with the naked eye.
Nach der verfahrensseitigen Maßgabe der Erfindung sind zur fälschungssicheren Markierung eines Gegenstands und zur Identifizierung der Markierung folgende Schritte vorgesehen:According to the procedural requirement of the invention, the following steps are provided for the forgery-proof marking of an object and for the identification of the marking:
a) Bereitstellen mindestens eines erfindungsgemäßen Sicher- heitsfadens,a) providing at least one security thread according to the invention,
b) Versehen des Gegenstands mit dem Sicherheitsfaden,b) providing the object with the security thread,
c) Inkontaktbringen des Sicherheitsfadens mit einem, die komplementäre Nukleinsäuremoleküle enthaltenden Nachweisstoff und d) Nachweis der spezifischen Bindung der komplementären Nukleinsäuremoleküle an die Nukleinsäuremoleküle am Gegenstand.c) contacting the security thread with a detection substance containing the complementary nucleic acid molecules and d) detection of the specific binding of the complementary nucleic acid molecules to the nucleic acid molecules on the object.
Nach einem besonders vorteilhaften Ausgestaltungsmerkmal werden die Schritte lit. c und lit. d am markierten Gegenstand durchgeführt. Es ist also nicht erforderlich, den Sicherheitsfaden vom markierten Gegenstand zu entfernen. Das vorgeschlagene Identifizierungsverfahren kann unmittelbar vor Ort durchgeführt werden.According to a particularly advantageous design feature, the steps lit. c and lit. d performed on the marked object. It is therefore not necessary to remove the security thread from the marked item. The proposed identification procedure can be carried out directly on site.
Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung werden die Schritte lit. c und d in weniger als 5 min durchgeführt. Das wird insbesondere dadurch erreicht, dass die zur Markierung und Identifizierung verwendeten Nukleinsäuremoleküle bereits bei Raumtemperatur, d.h. in einem Temperaturbereich von 18 bis 25°C, hybridisieren. Es ist insbesondere keine Erwärmung erforderlich. Zur Durchführung der Schritte lit . c und d kann nur eine Lösung oder Suspension verwendet werden. Auch das vereinfacht das Verfahren. Schließlich können die Schritte lit. c und d ohne einen Waschschritt durchgeführt werden. Insgesamt wird mit den vorgenannten Merkmalen ein äußerst einfach, schnell und kostengünstig durchführbares Verfahren zur Identifizierung einer fälschungssicheren Mar- kierung angegeben, das universell anwendbar und vor Ort durchführbar ist.According to a further particularly advantageous embodiment, the steps lit. c and d performed in less than 5 min. This is achieved in particular by the fact that the nucleic acid molecules used for labeling and identification are already at room temperature, i.e. hybridize in a temperature range of 18 to 25 ° C. In particular, no heating is required. To carry out steps lit. c and d only one solution or suspension can be used. This also simplifies the process. Finally, the steps lit. c and d can be carried out without a washing step. Overall, the above-mentioned features indicate an extremely simple, quick and inexpensive method for identifying a tamper-proof marking, which is universally applicable and can be carried out on site.
Der Nachweis kann mittels spezifischer Hybridisierung erfolgen und einer infolge der Hybridisierung bewirkten Änderung der optischen Eigenschaften, vorzugsweise durch Fluoreszenzoder Farbreaktion durchgeführt werden. Beispielsweise können so genannte "molecular beacons" verwendet werden, die jeweils spezifisch für eine verwendete Sequenz der Nukleinsäure ole- küle sind und die ihre Fluoreszenz nach einer spezifischen Bindung, vorzugsweise bei Raumtemperatur, mit einer komplementären Nukleinsäure ändern. Der Nachweis der Markierung erfolgt nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung, durch das Aufbringen einer molecular beacons enthaltenden Lösung. Die molecular beacons weisen dabei zu den für die Markierung verwendeten Nukleinsäuremolekülen komplementäre Nukleinsäuremoleküle auf. Bei einer Hybridisierung kann die Bindung zwischen den Nukleinsäuremolekülen und den dazu komplementären Nukleinsäuremolekülen unmittelbar an der Markierung durchThe detection can be carried out by means of specific hybridization and a change in the optical properties brought about as a result of the hybridization, preferably by means of fluorescence or color reaction. For example, so-called “molecular beacons” can be used, each of which is specific for a sequence of the nucleic acid olec are cool and change their fluorescence after a specific binding, preferably at room temperature, with a complementary nucleic acid. According to a particularly advantageous embodiment, the marking is detected by applying a solution containing molecular beacons. The molecular beacons have nucleic acid molecules complementary to the nucleic acid molecules used for the labeling. In the case of hybridization, the bond between the nucleic acid molecules and the nucleic acid molecules complementary thereto can be carried out directly at the label
Fluoreszenzmessung erfolgen. Ein besonderer Vorteil der Verwendung von molecular beacons liegt darin, dass der Nachweis der Markierung ohne Waschschritte und unmittelbar auf dem •markierten Gegenstand erfolgen kann. Es handelt sich um einen einstufigen Nachweis. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass er Nachweis bereits innerhalb weniger Minuten möglich ist.Fluorescence measurement take place. A particular advantage of using molecular beacons is that the marking can be detected without washing steps and directly on the • marked object. It is a one-step proof. It is also advantageous that detection is possible within a few minutes.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt der Nachweis mittels laminar flow. Dabei wird eine Lösung oder Suspension, welche markierte zu den für die Markierung verwendeten Nukleinsäuremolekülen komplementäre Nukleinsäuremoleküle enthält, auf einen saugfähigen Bereich eines Trägers aufgegeben. Die Lösung bzw. Suspension wird durch Kapillarkräfte zum Sicherheitsfaden transportiert. Durch Hybridisie- rung wird am Sicherheitsfaden das markierte komplementäre Nukleinsäuremolekül festgehalten. Überschüssige komplementäre Nukleinsäuremoleküle werden durch Kapillarkräfte weitertransportiert . Der Nachweis der Markierung erfolgt durch Bindung der markierten komplementären Nukleinsäuremoleküle an den am Sicherheitsfaden immobilisierten Nukleinsäuremolekülen. Dabei ist der Ort des Nachweises und der Ort der Aufgabe des Identifizierungsmittels von einander verschieden. Auch bei diesem Verfahren sind keinerlei Waschschritte erforderlich. Auch diese Identifizierung kann unmittelbar vor Ort am markierten Gegenstand erfolgen.According to a further advantageous embodiment, the detection is carried out by means of laminar flow. A solution or suspension which contains labeled nucleic acid molecules complementary to the nucleic acid molecules used for the labeling is applied to an absorbent area of a carrier. The solution or suspension is transported to the security thread by capillary forces. The labeled complementary nucleic acid molecule is held on the security thread by hybridization. Excess complementary nucleic acid molecules are transported on by capillary forces. The marking is detected by binding the marked complementary nucleic acid molecules to the nucleic acid molecules immobilized on the security thread. The location of the proof and the location of the task of the identification means are different from each other. No washing steps are required in this process either. Also this identification can take place directly on site at the marked object.
Auch andere zum Nachweis der Nukleinsäuremoleküle N im Rahmen der In-situ-Hybridisierung und des Southern- oder Northern- Blottings bekannte Verfahren können verwendet werden. Zu diesen Verfahren gehören Verfahren, die eine Farbreaktion zur Folge haben. Beispielsweise kann die Hybridisierungsprobe direkt oder indirekt mit einem Enzym gekoppelt sein, das ein Substrat zu einem unlöslichen Farbstoff umsetzt. Dieser Farbstoff kann dann als Präzipitat am Ort der Hybridisierung nachgewiesen werden. Die spezifische Hybridisierung kann darüber hinaus auch mittels einer Hybridisierungsprobe nachgewiesen werden, die direkt oder indirekt an Partikel gebunden ist. Die Immobilisierung der Partikel am Ort der Hybridisie- rung wird dann zum Nachweis der spezifischen Hybridisierung genutzt.Other methods known for the detection of the nucleic acid molecules N in the context of in situ hybridization and Southern or Northern blotting can also be used. These methods include methods that result in a color reaction. For example, the hybridization sample can be coupled directly or indirectly with an enzyme that converts a substrate to an insoluble dye. This dye can then be detected as a precipitate at the hybridization site. The specific hybridization can also be detected using a hybridization sample that is directly or indirectly bound to particles. The immobilization of the particles at the site of the hybridization is then used to detect the specific hybridization.
Durch das Binden verschiedener Nukleinsäuremoleküle N, Nl, N2 an einer oder mehreren Fasern wird die unberechtigte Nachahmung oder eine Verfälschung der Markierung erschwert. Zu diesem Zweck können auch unspezifische Nukleinsäuresequenzen an die Faseroberfläche gebunden werden, so dass ein unspezifischer Nukleinsäurenachweis nicht zur Offenbarung der spezifi- sehen Markierung führt.By binding different nucleic acid molecules N, Nl, N2 to one or more fibers, the unauthorized imitation or falsification of the label is difficult. For this purpose, non-specific nucleic acid sequences can also be bound to the fiber surface, so that non-specific nucleic acid detection does not lead to the disclosure of the specific label.
Die Sequenz der an den Sicherheitsfäden fixierten Nukleinsäuremoleküle sollte nur berechtigten Personen bekannt sein. Die Markierung von Objekten mit derartigen Sicherheitsfäden kann an einer bestimmten Position auf oder in dem Objekt erfolgen. Es kann zusätzlich über optische sichtbare Markierungen verfügen. Die Sicherheitsfäden ermöglichen es somit, Textilien, insbesondere Kleidungsstücke, fälschungssicher zu kennzeichnen. Dazu wird zweckmäßigerweise zumindest ein Sicherheitsfaden in das Etikett eingearbeitet, das an der Textilie befestigt wird. Wesentlich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist es, dass die Nukleinsäuremoleküle vor der Verarbeitung der Sicherheitsfäden an die den Sicherheitsfaden bildenden Fasern gebunden sind.The sequence of the nucleic acid molecules attached to the security threads should only be known to authorized persons. Objects with such security threads can be marked at a specific position on or in the object. It can also have visible visual markings. The security threads thus make it possible to identify textiles, in particular items of clothing, in a forgery-proof manner. For this purpose, at least one security thread is expediently incorporated into the label, which is attached to the textile. It is essential in connection with the present invention that the nucleic acid molecules are bound to the fibers forming the security thread before the security threads are processed.
Die Sicherheitsfäden können auch zur Erzeugung von Sicherheitsmarkierungen in Form von Mikroanordnungen von Nukleinsäuremolekülen N verwendet werden. Mit einem textilen Gewebe aus den Sicherheitsfäden kann eine geeignete Anordnung bzw. Matrix der Nukleinsäuremoleküle N erreicht werden. Diese Ge- webe können somit als Nukleinsäure-Mikroarrays eingesetzt werden. Sie haben den Vorteil, dass sie vergleichsweise einfach und kostengünstig herstellbar sind.The security threads can also be used to generate security markings in the form of microarrays of nucleic acid molecules N. A suitable arrangement or matrix of the nucleic acid molecules N can be achieved with a textile fabric made from the security threads. These tissues can thus be used as nucleic acid microarrays. They have the advantage that they are comparatively simple and inexpensive to manufacture.
Zur Bildung einer Matrix in Form eines textilen Gewebes kön- nen die Nukleinsäure- odifizierten Sicherheitsfäden durch textiltechnische Verfahren wie Weben, Stricken, Häkeln, Knoten, Nähen oder Sticken verarbeitet werden.To form a matrix in the form of a textile fabric, the nucleic acid-modified security threads can be processed by textile technology processes such as weaving, knitting, crocheting, knotting, sewing or embroidery.
Die Sicherheitsfäden können jedoch auch, ohne ein Gewebe zu bilden, in einer bestimmten Anordnung, beispielsweise bür- stenförmig oder büschelartig, auf eine feste Matrix an definierten Positionen aufgebracht werden. Als Matrix kann zum Beispiel eine Kunststofffläche verwendet werden, durch die senkrecht zur Fläche an definierten Positionen Sicherheitsfä- den gezogen sind.However, the security threads can also be applied to a fixed matrix at defined positions in a specific arrangement, for example in the form of a brush or tufts, without forming a fabric. For example, a plastic surface can be used as a matrix, through which security threads are drawn perpendicular to the surface at defined positions.
Eine Nukleinsäure-Mikroanordnung wird somit durch Herstellen von Nukleinsäure-modifizierten Sicherheitsfäden durch Anbin- den bestimmter Nukleinsäuremoleküle N an definierte Bereiche der Faseroberflächen und Bilden einer Matrix unter Verwendung dieser Nukleinsäure-modifizierten Sicherheitsfäden hergestellt. Die Fasern können mit unterschiedlichen Nukleinsäuren in verschiedenen Bereichen modifiziert werden. Überdies können unterschiedlich mit Nukleinsäuren modifizierte Fasern verwendet werden. Die Nukleinsäure-modifizierten Sicherheitsfäden können unterschiedliche Nukleinsäure-modifizierte Fasern und auch nicht mit Nukleinsäuren modifizierte Fasern um- fassen. Die Sicherheitsfäden weisen die oben genannten Eigenschaften auf.A nucleic acid microarray is thus created by producing nucleic acid-modified security threads by attaching the specific nucleic acid molecules N to defined areas of the fiber surfaces and forming a matrix using these nucleic acid-modified security threads. The fibers can be modified with different nucleic acids in different areas. In addition, fibers modified differently with nucleic acids can be used. The nucleic acid-modified security threads can comprise different nucleic acid-modified fibers and also fibers not modified with nucleic acids. The security threads have the properties mentioned above.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert . Es zeigenExemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. Show it
Fig. 1 eine gerichtete Bindung von Nukleinsäuremolekülen N an Fasern,1 shows a directed binding of nucleic acid molecules N to fibers,
Fig. 2 einen spezifischen Nachweis von Nukleinsäure- molekülen N durch komplementäre Nukleinsäuremoleküle N' ,2 shows a specific detection of nucleic acid molecules N by complementary nucleic acid molecules N ',
Fig. 3 eine Herstellung einer Faser, an die an definierten Abschnitten unterschiedliche Nuklein- Säuremoleküle N gebunden sind,3 shows a production of a fiber to which different nucleic acid molecules N are bound at defined sections,
Fig. 4 einen spezifischen Nachweis von unterschiedlichen Nukleinsäuremolekülen N einer Faser durch komplementäre Nukleinsäuremoleküle Nl,4 shows a specific detection of different nucleic acid molecules N of a fiber by complementary nucleic acid molecules N 1 ,
Fig. 5 eine Synthese von Nukleinsäuremolekülen N an einer Faser, Fig. 6 eine parallele Synthese unterschiedlicher Nukleinsäuremoleküle N an einer Faser,5 shows a synthesis of nucleic acid molecules N on a fiber, 6 shows a parallel synthesis of different nucleic acid molecules N on a fiber,
Fig. 7a bis c eine parallele Herstellung von Nukleinsäure- Arrays auf planaren Trägermaterialien,7a to c a parallel production of nucleic acid arrays on planar carrier materials,
Fig. 8a bis c schematisch ein Verfahren zur Herstellung von8a to c schematically a process for the production of
Nukleinsäure-modifizierten Fäden aus Fasern,Nucleic acid-modified threads made of fibers,
Fig. 9a bis c eine erste Ausführungsform einer Markierung mit Nukleinsäure-modifizierten Fäden,9a to c a first embodiment of a marking with nucleic acid-modified threads,
Fig. 10a bis d einen Nachweis der in Fig. 9 gezeigten Markierung und10a to d a proof of the marking shown in Fig. 9 and
Fig. 11a bis b eine zweite Ausführungsform einer Markierung mit Nukleinsäure-modifizierten Fäden.11a to b show a second embodiment of a label with nucleic acid-modified threads.
In Fig. 1 ist schematisch die gerichtete Bindung von Nuklein- sauremolekülen N an eine Faser F dargestellt. In einem erstenIn Fig. 1, the directional binding of nucleic acid molecules N to a fiber F is shown schematically. In a first
Schritt werden an der Oberfläche der Faser F durch eine geeignete Aktivierung oder Reaktion Linker-Gruppen L erzeugt, die für eine Kopplung an aktivierte Nukleinsäuremoleküle N geeignet sind. Dieser Schritt ist nicht erforderlich, wenn die Faseroberfläche bereits geeignete funktioneile Gruppen aufweist. Bei Woll- oder Seidefasern sind beispielsweise freie Cystein- oder Aminogruppen zur Kopplung aktivierter Nukleinsäuremoleküle N geeignet. Alternativ können SH-Gruppen in den Woll- oder Seideproteinen durch Reduktion von Disul- fid-Gruppen erzeugt werden.Step are generated on the surface of the fiber F by a suitable activation or reaction of linker groups L which are suitable for coupling to activated nucleic acid molecules N. This step is not necessary if the fiber surface already has suitable functional groups. In the case of wool or silk fibers, for example, free cysteine or amino groups are suitable for coupling activated nucleic acid molecules N. Alternatively, SH groups can be generated in the wool or silk proteins by reducing disulfide groups.
In einem zweiten Schritt werden an die freien Linker-Gruppen L Nukleinsäuremoleküle N gebunden, wodurch die Nuklein- säure-modifizierte Faser FN erhalten wird. Dazu sind die Nukleinsäuremoleküle N zweckmäßigerweise mit Kopplungsgruppen K modifiziert. Als Kopplungsgruppen K eignen sich beispielsweise freie SH- oder Aminogruppen. Nukleinsäuremoleküle N mit derartigen Kopplungsgruppen K können durch Oligonukleotid- Synthese erhalten werden. Bevorzugt befindet sich die Kopplungsgruppe K am 3λ- oder 5 '-Ende des Nukleinsäuremoleküls N. Die endständige Position der Kopplungsgruppe K ermöglicht eine gute Zugänglichkeit der Nukleinsäure N bei einer Hybridi- sierung mit einem komplementären Gegenstrang. Die Bindung der Nukleinsäure N an die Faser F kann aber auch über homo- oder heterofunktioneile Crosslinker erfolgen.In a second step, nucleic acid molecules N are bound to the free linker groups L, so that the nucleic acid molecules acid-modified fiber FN is obtained. For this purpose, the nucleic acid molecules N are expediently modified with coupling groups K. Suitable coupling groups K are, for example, free SH or amino groups. Nucleic acid molecules N with such coupling groups K can be obtained by oligonucleotide synthesis. Preferably, there is the linking group K at λ 3 - or 5 'end of the nucleic acid molecule N. The terminal position of the coupling group K provides good accessibility of the nucleic acid N at a hybridization of a complementary strand. However, the nucleic acid N can also be bound to the fiber F via homofunctional or heterofunctional crosslinkers.
Eine Bindung an Cellulose-haltige Fasern kann durch Oxidation von Zuckern zu Aldehyden erfolgen. Die Aldehyde können mit Amino-haltigen Nukleinsäuremolekülen N kovalent zu Schiff'sehen Basen verknüpft und anschließend zu Amiden reduziert werden.Binding to cellulose-containing fibers can take place by oxidation of sugars to aldehydes. The aldehydes can be linked covalently to amino-containing nucleic acid molecules N to form Schiff's bases and then reduced to amides.
Polycarbonat-Fasern können mittels Carbodiimid mit Amino- haltigen Nukleinsäuremolekülen N verknüpft werden. Andere Kunststoffe, wie Polypropylen können nach einer Aktivierung im Plasma kovalent mit Nukleinsäuremolekülen N verknüpft werden. Goldfäden können an Thiol-Gruppen-haltige Nukleinsäure- moleküle N gebunden werden. Glas- oder Quarzfasern können mittels Silanisierung aktiviert und anschließend mit den Nukleinsäuremolekülen N verbunden werden.Polycarbonate fibers can be linked to amino-containing nucleic acid molecules N by means of carbodiimide. Other plastics, such as polypropylene, can be covalently linked to nucleic acid molecules N after activation in the plasma. Gold threads can be bound to nucleic acid molecules N containing thiol groups. Glass or quartz fibers can be activated by means of silanization and then connected to the nucleic acid molecules N.
Die Linker-Gruppe L kann auch über einen Spacer an die Fa- ser F gebunden werden. Als Spacer können Polyglycol, Polyi- min, Dextran, Polyether verwendet werden. Mit Hilfe der Spacer kann eine sterische Hinderung der Nukleinsäuren N bei einer Hybridisierung gemindert, eine bestimmte Oberflächenla- düng erzeugt, eine unspezifische Bindung an der Faser F reduziert und die Anzahl der Kopplungsgruppen K für die Nukleinsäuremoleküle N erhöht werden.The linker group L can also be bound to the fiber F via a spacer. Polyglycol, polyimine, dextran, polyether can be used as spacers. With the help of the spacers, steric hindrance of the nucleic acids N during hybridization can be reduced, a certain surface layer fertilizer generated, an unspecific binding to the fiber F is reduced and the number of coupling groups K for the nucleic acid molecules N is increased.
In Fig. 2 ist der Nachweis der Nukleinsäuremoleküle N, die an die Faser F gebunden sind, durch Hybridisierung dargestellt . Dazu wird die Nukleinsäure-modifizierte Faser FN mit Nukleinsäuremolekülen NΛ in Kontakt gebracht, die eine komplementäre Sequenz zu den Nukleinsäuremolekülen N aufweisen. Die komple- mentären Nukleinsäuremoleküle Nx können eine Signalgruppe S aufweisen. Mittels der Signalgruppe S kann beispielsweise nach der Hybridisierung ein verändertes elektrisches oder optisches Signal erzeugt werden. Die Signalgruppe S kann ein Fluorophor, ein Antigen oder ein Enzym sein. Durch die Hybri- disierung der komplementären Nukleinsäuremoleküle N mit den Nukleinsäuremolekülen N, wird die Signalgruppe S am Ort der Hybridisierung (Fig. 2 unten) fixiert und kann auf Grund ihrer Eigenschaften nachgewiesen werden.2 shows the detection of the nucleic acid molecules N, which are bound to the fiber F, by hybridization. For this purpose, the nucleic acid-modified fiber FN is brought into contact with nucleic acid molecules N Λ which have a sequence complementary to the nucleic acid molecules N. The complementary nucleic acid molecules N x can have a signal group S. By means of the signal group S, for example, a modified electrical or optical signal can be generated after the hybridization. The signal group S can be a fluorophore, an antigen or an enzyme. By hybridizing the complementary nucleic acid molecules N with the nucleic acid molecules N, the signal group S is fixed at the site of the hybridization (FIG. 2 below) and can be detected on the basis of its properties.
In Fig. 3 ist die Herstellung einer Faser FN, an die an definierten Abschnitten unterschiedliche Nukleinsäuren Nl, N2, N3 gebunden sind, gezeigt. Eine Faser F, die Linker-Gruppen L aufweist, wird in räumlich getrennte Reaktionsbereiche RB1, RB2, RB3 unterteilt. Jeder Reaktionsbereich wird getrennt mit unterschiedlichen Nukleinsäuren Nl, N2, N3 umgesetzt. Nach der Kopplung wird eine Faser FN1N2N3 erhalten, bei der an definierten Abschnitten unterschiedliche Nukleinsäuren Nl, N2, N3 gebunden sind.3 shows the production of a fiber FN, to which different nucleic acids N1, N2, N3 are bound at defined sections. A fiber F, which has linker groups L, is divided into spatially separate reaction areas RB1, RB2, RB3. Each reaction area is implemented separately with different nucleic acids Nl, N2, N3. After coupling, a fiber FN1N2N3 is obtained in which different nucleic acids N1, N2, N3 are bound to defined sections.
Fig. 4 zeigt den spezifischen Nachweis von unterschiedlichen Nukleinsäuremoleküle Nl, N2, N3, die an unterschiedliche Anschnitte einer Faser FN1N2N3 gebunden sind, durch Hybridisierung mit dazu komplementären Nukleinsäuremolekülen NΛ1, Nx2, Nλ3. Zum Nachweis wird die Faser FN1N2N3 mit den komplementären Nukleinsäuremolekülen N l, N*2, N 3 in Kontakt gebracht. Die spezifische Hybridisierung kann anhand der an die Nukleinsäuremoleküle Nl, N2, N3 gebundenen Signalgruppen Sl, S2, S3, nachgewiesen werden. Die Signalgruppen Sl, S2, S3 können identische oder unterschiedliche Gruppen sein. Durch die Verwendung unterschiedlicher Signalgruppen Sl, S2, S3, beispielsweise Fluorophore, können Muster auf der Faser erzeugt werden.4 shows the specific detection of different nucleic acid molecules N1, N2, N3, which are bound to different sections of a fiber FN1N2N3, by hybridization with complementary nucleic acid molecules N Λ 1, N x 2, N λ 3. For detection, the fiber FN1N2N3 is brought into contact with the complementary nucleic acid molecules N 1, N * 2, N 3. The specific hybridization can be detected on the basis of the signal groups S1, S2, S3 bound to the nucleic acid molecules N1, N2, N3. The signal groups S1, S2, S3 can be identical or different groups. By using different signal groups S1, S2, S3, for example fluorophores, patterns can be generated on the fiber.
Fig. 5 stellt eine Synthese von Nukleinsäuremoleküle N an einer Faser F dar. Bei den Nukleinsäuremolekülen N handelt es .sich um aus einzelnen Nukleotiden synthetisierte Oligonukleo- tide. Eine Faser F wird kovalent mit Bildungsblöcken Ba für eine Anbindung weiterer Nukleotide versehen. In weiteren5 shows a synthesis of nucleic acid molecules N on a fiber F. The nucleic acid molecules N are oligonucleotides synthesized from individual nucleotides. A fiber F is covalently provided with formation blocks Ba for the attachment of further nucleotides. In others
Schritten wird jeweils ein aktiviertes Nukleotid (b, c, d, e, f, g) an die bereits gebundenen Nukleotide angefügt. Durch die Synthese wird eine Faser FBabcdefg, an der eine definierte Sequenz von Nukleotiden fixiert ist, erhalten.In each step an activated nucleotide (b, c, d, e, f, g) is added to the already bound nucleotides. A FBabcdefg fiber to which a defined sequence of nucleotides is fixed is obtained by the synthesis.
Fig. 6 zeigt eine parallele Synthese unterschiedlicher Nukleinsäuren N an einer Faser F. Dazu wird die Faser F in Reaktionsbereiche RB1, RB2, RB3 aufgeteilt. Jeder Abschnitt wird getrennt mit unterschiedlichen aktivierten Bildungsblδk- ken Bai, Ba2, Ba3 umgesetzt. In weiteren Schritten wird in jedem Reaktionsbereich jeweils ein aktiviertes Nukleotid (b, c, d, e, f, g) an das zuvor immobilisierte Nukleotid, angefügt. Durch die Synthese wird eine Faser FN1N2N3 erhalten, an der in definierten Abschnitten unterschiedliche Oligonukleo- tide Nl, N2, N3 gebunden sind.6 shows a parallel synthesis of different nucleic acids N on a fiber F. For this purpose, the fiber F is divided into reaction areas RB1, RB2, RB3. Each section is implemented separately with different activated education blocks Bai, Ba2, Ba3. In further steps, an activated nucleotide (b, c, d, e, f, g) is added to the previously immobilized nucleotide in each reaction area. The synthesis gives a fiber FN1N2N3 to which different oligonucleotides N1, N2, N3 are bound in defined sections.
Fig. 7a bis c zeigen die parallele Herstellung von Nuklein- säure-Arrays auf planaren Trägermaterialien M. Dazu wird eine Anzahl n von planaren Trägermaterialien M aufeinander gelegt (Fig. 7a) . An definierten Positionen werden unterschiedliche Nukleinsäure-modifizierte Fäden FN1, FN2, FN3 durch die Trägermaterialien M hindurchgeführt. Anschließend werden die Si- cherheitsfäden zwischen den Trägermaterialien M getrennt7a to c show the parallel production of nucleic acid arrays on planar carrier materials M. For this purpose, a Number n of planar carrier materials M placed on top of one another (FIG. 7a). Different nucleic acid-modified threads FN1, FN2, FN3 are passed through the carrier materials M at defined positions. The security threads are then separated between the carrier materials M.
(Fig. 7b) . Auf diese Weise wird ein Träger erhalten, auf denen an definierten Positionen Oligonukleotide an Sicherheitsfäden fixiert sind.(Fig. 7b). In this way, a carrier is obtained on which oligonucleotides are fixed to security threads at defined positions.
Fig. 8a bis c zeigen schematisch ein Verfahren zur Herstellung von Sicherheitsfäden Fd aus Fasern F. Die in Fig. 8a gezeigten Fasern werden mit Nukleinsäuremolekülen N modifiziert, wodurch Fasern FN erhalten werden (Fig. 8b) . Die Fasern FN werden in einer Spinnmaschine S zu Fäden Fd verspon- nen (Fig. 8c) .8a to c schematically show a method for producing security threads Fd from fibers F. The fibers shown in FIG. 8a are modified with nucleic acid molecules N, whereby fibers FN are obtained (FIG. 8b). The fibers FN are spun into threads Fd in a spinning machine S (FIG. 8c).
In Fig. 9a bis c ist eine erste Ausführungsform einer Markierung 1 mit Nukleinsäure-modifizierten Sicherheitsfäden Fd dargestellt. Auf einen rechteckigen Grundkörper 2 sind paral- lele vier Nukleinsäure-modifizierte Sicherheitsfäden Fd aufgebracht . Auf dem Grundkörper 2 befindet sich weiterhin ein Saugkissen 2. Der Grundkörper 2 wird von einer Matrix gebildet, die einen lateralen Fluss einer Flüssigkeit ermöglicht. Wird der Grundkörper 2 mit einer Flüssigkeit kontaktiert, so transportiert er die Flüssigkeit zu den aufgebrachten Sicher- heitsfäden Fd und dem Saugkissen 3. Der Grundkörper 2 kann aus einem Gewebe, saugfähigem Papier oder Fließstoff gebildet sein, die zweckmäßigerweise auf einer flüssigkeitsundurchlässigen Kunststofffolie aufgebracht sind. Mit der Kunststofffo- lie wird der Austritt von Flüssigkeit in die Umgebung verhindert und die Markierung geschützt. Eine klebende Kunststoff- folie kann verwendet werden, um die Markierung 1 auf den zu markierenden Gegenstand aufzubringen. Die Sicherheitsfäden Fd stehen in Kontakt mit dem Grundkörper 2, so dass ein Übertritt von Flüssigkeit, die auf den Grundkörper 2 aufgebracht wird, möglich ist. Das Saugkissen 3 nimmt den größten Teil der aufgebrachten Flüssigkeit auf, so dass in dem Grundkörper 1 nur ein minimaler Flüssigkeitsanteil verbleibt. Zu diesem Zweck ist das Saugkissen 3 aus einem Gewebe mit hoher Flüssigkeitsbindungskapazität gebildet.9a to c show a first embodiment of a marking 1 with nucleic acid-modified security threads Fd. Four nucleic acid-modified security threads Fd are applied in parallel to a rectangular base body 2. A suction pad 2 is also located on the base body 2. The base body 2 is formed by a matrix which enables a lateral flow of a liquid. If the base body 2 is contacted with a liquid, it transports the liquid to the applied security threads Fd and the suction pad 3. The base body 2 can be formed from a fabric, absorbent paper or non-woven fabric, which are expediently applied to a liquid-impermeable plastic film. The plastic film prevents liquid from escaping into the environment and protects the marking. An adhesive plastic film can be used to apply the marking 1 to the object to be marked. The security threads Fd are in contact with the base body 2, so that a transfer of liquid that is applied to the base body 2 is possible. The absorbent pad 3 absorbs most of the liquid applied, so that only a minimal amount of liquid remains in the base body 1. For this purpose, the suction pad 3 is formed from a fabric with a high liquid binding capacity.
Die Markierung 1 kann eine oder mehrere Nukleinsäure-modifi- zierte Sicherheitsfäden Fd umfassen. An den Sicherheitsfäden Fd können Nukleinsäuremoleküle N mit unterschiedlichen, aber bekannten Sequenzen gebunden sein. Darüber hinaus können unbekannte Stoffe wie beispielsweise zufallsgenerierte DNA gebunden sein, um die Analyse der Sicherheitsfäden Fd zu er- schweren. Solche zufallsgenerierten Stoffe binden keine Nachweisflüssigkeit, so dass eine zur Kontrolle der Nachweisflüssigkeit möglich ist. Überdies können Sicherheitsfäden verwendet werden, die einen Stoff wie beispielsweise DEAE-Cellulose enthält, der unspezifisch Nukleinsäuremoleküle bindet. Ein solcher Sicherheitsfaden, der jegliche Nukleinsäuremoleküle Nλ bindet, dient zur Kontrolle der Nachweisflüssigkeit. Die Verwendung mehrerer Sicherheitsfäden Fd ermöglicht es, komplexe Markierungen zu bilden. Durch Verwendung mehrerer, unterschiedlich modifizierter Sicherheitsfäden Fd kann ein Muster gebildet werden, das nur offenbart wird, wenn alle Nukleinsäuremoleküle an den Sicherheitsfäden Fd identifiziert werden. Die Sicherheitsfäden Fd können auch geometrische Muster bilden, beispielsweise Zahlen, Buchstaben, Symbole Barcodes .The marker 1 can comprise one or more nucleic acid-modified security threads Fd. Nucleic acid molecules N with different but known sequences can be bound to the security threads Fd. In addition, unknown substances such as randomly generated DNA can be bound in order to make the analysis of the security threads Fd more difficult. Such randomly generated substances do not bind any detection liquid, so that one is possible to check the detection liquid. In addition, security threads can be used that contain a substance such as DEAE cellulose that binds non-specifically nucleic acid molecules. Such a security thread, which binds any nucleic acid molecules N λ , is used to control the detection liquid. The use of several security threads Fd makes it possible to form complex markings. By using several, differently modified security threads Fd, a pattern can be formed which is only revealed if all nucleic acid molecules on the security threads Fd are identified. The security threads Fd can also form geometric patterns, for example numbers, letters, symbols, barcodes.
Fig. 9b zeigt die Markierung 1 mit einer Abdeckung 4. Die Abdeckung 4 besteht zweckmäßigerweise aus einem lichtundurchlässigen Material, das den Grundkδrper 2 bedeckt und zwei Ausnehmungen 4.1 und .2 aufweist . Die Abdeckung 4 dient dem Schutz der Markierung 1 gegenüber mechanischer Beanspruchung, chemischer Beanspruchung oder Strahlung. Die erste Ausnehmung 4.1 zeigt den Ort an, auf dem eine Nachweisflüssigkeit zum Nachweis der Markierung 1 aufgetragen wird. Die Ausnehmung 4.1 kann, z.B. mit einem Kunststoffilm, verschlossen sein und nur dann geöffnet werden, wenn eine Identifizierung der Markierung 1 erfolgen soll . Ein solcher Verschluss dient dem Schutz vor einer Verschmutzung z.B. durch Fett oder ähn- liehen Stoffen, die das Fließverhalten des Grundkörpers 1 beeinträchtigen könnten. Die zweite Ausnehmung 4.2 bildet ein Sichtfenster, das den Blick auf die Sicherheitsfäden Fd ermöglicht. Das Sichtfenster kann zum Schutz der Sicherheitsfäden Fd mit einer transparenten Folie verschlossen sein. Die Sicherheitsfäden Fd sind dann, wie in Fig. 9c dargestellt, durch das Sichtfenster 4.2 zu erkennen. Vor der Identifizierung der Markierung 1 können die Sicherheitsfäden Fd für das Auge unsichtbar sein.9b shows the marking 1 with a cover 4. The cover 4 expediently consists of an opaque material which covers the base body 2 and two Has recesses 4.1 and .2. The cover 4 serves to protect the marking 1 against mechanical stress, chemical stress or radiation. The first recess 4.1 shows the location on which a detection liquid for detecting the marking 1 is applied. The recess 4.1 can be closed, for example with a plastic film, and can only be opened if the marking 1 is to be identified. Such a closure serves to protect against contamination, for example by fat or similar substances, which could impair the flow behavior of the base body 1. The second recess 4.2 forms a viewing window which enables a view of the security threads Fd. The viewing window can be closed with a transparent film to protect the security threads Fd. The security threads Fd can then be seen through the viewing window 4.2, as shown in FIG. 9c. Before the identification of the marking 1, the security threads Fd can be invisible to the eye.
In Fig. 10a bis d ist ein Verfahren zum Nachweis der in10a to d is a method for detecting the in
Fig. 9 gezeigten Markierung 1 dargestellt, wobei die Markierung 1 in Fig. 10a bis c zur besseren Veranschaulichung ohne Abdeckung dargestellt ist.Fig. 9 shown marking 1, the marking 1 in Fig. 10a to c is shown for better illustration without a cover.
Wie in Fig. 10a dargestellt ist, wird zur Identifizierung der Markierung 1 durch die Ausnehmung 4.1 auf den Grundkörper 2 ein definiertes Volumen einer Nachweisflüssigkeit gegeben. Die Nachweisflüssigkeit enthält Nukleinsäuremoleküle N1, die zu den an den Sicherheitsfäden Fd gebundenen Nukleinsäuremo- lekülen N komplementär sind. Die zum Nachweis verwendeten Nukleinsäuremoleküle N1 können mittels Farbstoffmolekülen, Flu- orogenen, Gold- oder Latex-Partikeln markiert sein, so dass der Nachweis einer spezifischen Hybridisierung mit Nuklein- sauremolekülen N erleichtert wird. Vorzugsweise weißt das zum Nachweis verwendete komplementäre einzelsträngige Nukleinsäuremolekül N eine Rückfaltung auf. Dies erhöht die Spezifität der Hybridisierung.As shown in FIG. 10 a, a defined volume of a detection liquid is given through the recess 4.1 on the base body 2 to identify the marking 1. The detection liquid contains nucleic acid molecules N 1 which are complementary to the nucleic acid molecules N bound to the security threads Fd. The nucleic acid molecules N 1 used for the detection can be labeled by means of dye molecules, fluorogenic, gold or latex particles, so that the detection of a specific hybridization with nucleic acid acid molecules N is facilitated. The complementary single-stranded nucleic acid molecule N used for the detection preferably has a refolding. This increases the specificity of the hybridization.
In Fig. 10b ist der laterale Fluss der Nachweisflüssigkeit in Richtung des Saugkissens 3 durch einen Pfeil gekennzeichnet. Während des Flusses kommt die Nachweisflüssigkeit in Kontakt mit den Sicherheitsfäden Fd. Fig. 10c zeigt den Grundkδrper 2 nach Ende des lateralen Flusses. Der überwiegende Teil der10b, the lateral flow of the detection liquid in the direction of the suction pad 3 is identified by an arrow. During the flow, the detection liquid comes into contact with the security threads Fd. FIG. 10c shows the basic body 2 after the end of the lateral flow. The vast majority of the
Nachweisflüssigkeit ist von dem Saugkissen 3 aufgenommen worden. Sicherheitsfäden Fd, welche die Nukleinsäuremoleküle N* gebunden haben, sind durch die verstärkten Linien dargestellt.Detection liquid has been absorbed by the suction pad 3. Security threads Fd, which have bound the nucleic acid molecules N *, are shown by the reinforced lines.
Fig. lOd zeigt die Markierung 1 mit Abdeckung 4 nach der Identifizierung der Markierung 1. Die dicker gezeichneten Sicherheitsfäden Fd zeigen den Nachweis der Markierung 1 an. Der Nachweisvorgang ist innerhalb einiger Sekunden bis Minu- ten abgeschlossen. Bei einer Verwendung von farbigen Partikeln wie Gold-Partikeln, an welche die Nukleinsäuremoleküle Nλ gebunden sind, ist zum Nachweis der Markierung nur das Auge und kein weiteres Hilfsmittel wie z.B. ein fotometrischer Detektor notwendig. Damit kann auf giftige oder radioaktive Komponenten verzichtet werden.Fig. 10d shows the mark 1 with cover 4 after the identification of the mark 1. The thicker security threads Fd show the proof of the mark 1. The detection process is completed within a few seconds to minutes. When using colored particles such as gold particles, to which the nucleic acid molecules N λ are bound, only the eye and no further aids such as a photometric detector are necessary to detect the marking. This means that toxic or radioactive components can be dispensed with.
Fig. 11a bis b zeigt eine zweite Ausführungsform einer Markierung 1 mit Nukleinsäure-modifizierten Sicherheitsfäden Fd. In Fig. 11a sind auf dem Grundkörper 2 vier Nukleinsäure- modifizierte Sicherheitsfäden Fd und ein Saugkissen 3 angeordnet. Auf dem Grundkörper 2 ist eine Abdeckung 4 aufgebracht, die zwei Ausnehmungen 4.1, 4.2 aufweist (Fig. 11b). Die Ausnehmung 4.1 dient dem Auftragen der Nachweisflüssig- keit auf die Sicherheitsfäden Fd. Die Ausnehmung 4.2 dient der Beobachtung des Nachweises der Markierung 1. In dieser Ausgestaltung dienen die Sicherheitsfäden Fd selbst dem lateralen Fluss der Nachweisflüssigkeit.11a to b show a second embodiment of a marking 1 with nucleic acid-modified security threads Fd. In FIG. 11a, four nucleic acid-modified security threads Fd and a suction pad 3 are arranged on the base body 2. On the base body 2, a cover 4 is applied, which has two recesses 4.1, 4.2 (Fig. 11b). The recess 4.1 is used to apply the detection liquid on the security threads Fd. The recess 4.2 is used to observe the detection of the marking 1. In this embodiment, the security threads Fd themselves serve the lateral flow of the detection liquid.
Nachfolgend wird die Herstellung von Nukleinsäure-modifizierten Fasern und deren Nachweis anhand eines Beispiels erläutert .The production of nucleic acid-modified fibers and their detection is explained below using an example.
1) Aldehyd-Aktivierung von Cellulose-Fasern1) Aldehyde activation of cellulose fibers
100 mg gewaschene Baumwolle (Machery und Nagel) wird in 10 ml 100 mM NaJ04 in PBS (pH 7,4) bei 37 °C über Nacht inkubiert. Das NaJ04 wird durch fünfmaliges Waschen mit 10 ml PBS entfernt .100 mg washed cotton (Machery and Nagel) is incubated in 10 ml 100 mM NaJ0 4 in PBS (pH 7.4) at 37 ° C overnight. The NaJ0 4 is removed by washing five times with 10 ml of PBS.
2) Bindung von Amino-Oligonukleotiden an Aldehyd-aktivierte Cellulose-Fasern2) Binding of amino oligonucleotides to aldehyde-activated cellulose fibers
Zu der Aldehyd-aktivierten Baumwolle werden 10 μM synthetisches Oligonukleotid N gegeben, das am 5λ-Ende eine freie Aminogruppe trägt. Die Mischung wird auf 20 mM Natriumcyano- borhydrid in einem Endvolumen von 2 ml gebracht und überTo the aldehyde-activated cotton are given 10 uM synthetic oligonucleotide N, the λ at the 5 -end carries a free amino group. The mixture is brought to 20 mM sodium cyanoborohydride in a final volume of 2 ml and over
Nacht bei Raumtemperatur unter Schwenken inkubiert. Zur Ab- sättigung freier Aldehyd-Gruppen werden 2 ml 1 M TrisCl (pH 8) zugefügt und weitere 2 h bei Raumtemperatur inkubiert. Zur Entfernung ungebundener Oligonukleotide N wird die Bau - wolle fünfmal mit 10 ml TBS gewaschen und 1 h in einer Elektrophoresekammer bei einer Spannung von 100 V in 10 mM Trisa- cetat, 1 mM EDTA (pH 8) inkubiert. 3) Hybridisierung von an Cellulose-Fäden-gebundenen Oligonu- kleotidenIncubated overnight at room temperature with swirling. To saturate free aldehyde groups, 2 ml of 1 M TrisCl (pH 8) are added and incubated for a further 2 h at room temperature. To remove unbound oligonucleotides N, the cotton is washed five times with 10 ml of TBS and incubated for 1 h in an electrophoresis chamber at a voltage of 100 V in 10 mM trisacetate, 1 mM EDTA (pH 8). 3) Hybridization of oligonucleotides bound to cellulose threads
Cellulose-Fäden mit daran gebundenen Oligonukleotiden N wer- den in 100 μl 10 mM TrisCl, 1 mM EDTA mit 1 μM komplementären Oligonukleotiden N1 bei 37°C 30 min inkubiert. Die Oligonu- kleotide N besitzen eine komplementäre Sequenz zu den Oligonukleotiden N und sind mit einer Biotingruppe am 5 λ -Ende markiert. Zur Entfernung ungebundener Oligonukleotide wird die Baumwolle fünfmal mit 10 ml TBS gewaschen und 1 h in einer Elektrophoresekammer bei einer Spannung von 100 V in 10 mM Trisacetat, 1 mM EDTA (pH 8) inkubiert.Cellulose threads with bound oligonucleotides N are incubated in 100 μl 10 mM TrisCl, 1 mM EDTA with 1 μM complementary oligonucleotides N 1 at 37 ° C. for 30 min. The Oligonu- kleotide N have a sequence complementary to the oligonucleotides and N are labeled with a biotin group at the 5 -end λ. To remove unbound oligonucleotides, the cotton is washed five times with 10 ml of TBS and incubated for 1 h in an electrophoresis chamber at a voltage of 100 V in 10 mM trisacetate, 1 mM EDTA (pH 8).
4) Nachweis der Hybridisierung4) Evidence of hybridization
Cellulose-Fäden mit hybridisierten Oligonukleotiden N, N' werden mit Streptavidin-beschichteten, superparamagnetische Partikeln (Dynal) in 1 ml 10 mM TrisCl, 150 mM NaCl, 1 mM ED- TA (pH 8) (TBST) bei Raumtemperatur 1 h unter Schwenken inkubiert. Ungebundene Partikel werden durch fünfmaliges Waschen mit 1 ml TBST unter Zuhilfenahme eines Magneten entfernt. Die Bindung der Partikel an den Fasern zeigt die Hybridisierung des Oligonukleotids N1 an Oligonukleotid N an.Cellulose threads with hybridized oligonucleotides N, N 'are swirled with streptavidin-coated, superparamagnetic particles (Dynal) in 1 ml of 10 mM TrisCl, 150 mM NaCl, 1 mM EDTA (pH 8) (TBST) at room temperature for 1 hour incubated. Unbound particles are removed by washing five times with 1 ml TBST using a magnet. The binding of the particles to the fibers indicates the hybridization of oligonucleotide N 1 to oligonucleotide N.
5) Silanisierung und Aldehyd-Aktivierung eines Baumwollfaden5) Silanization and aldehyde activation of a cotton thread
Ca. 2 m Baumwollfaden wurde zur Vorbehandlung in 30 ml 10% So- diumdodecysulfat (SDS) bei 55°C eine Stunde inkubiert. Das SDS wurde durch fünfmaliges Spülen in 30 ml Wasser entfernt. Zur Silanisierung wurde der Faden geteilt und jeweils 50% des Fadens eine Stunde in je 1% a) 3-Aminopropyl-methyl-diethoxy- silane (Fluka) bzw. b) 3-Amino-propyl-triethoxysilane, (ABCR) in Ethanol eine Stunde bei 55°C inkubiert. Die Fäden wurden in Ethanol gespült und bei 85°C eine Stunde getrocknet. Zum Binden von Aldehyd-Gruppen wurden die Fäden in 20 ml 5% Glutaraldehyd eine Stunde bei Raumtemperatur (RT) inkubiert und zur Entfernung von überschüssigem Glutaraldehyd intensiv mit Wasser gespült.Approximately For the pretreatment, 2 m of cotton thread was incubated in 30 ml of 10% sodium dodecysulfate (SDS) at 55 ° C for one hour. The SDS was removed by rinsing five times in 30 ml of water. For silanization, the thread was divided and 50% of the thread in each case for 1 hour in 1% a) 3-aminopropyl-methyl-diethoxy silanes (Fluka) or b) 3-aminopropyl-triethoxysilanes, (ABCR) incubated in ethanol at 55 ° C. for one hour. The threads were rinsed in ethanol and dried at 85 ° C for one hour. To bind aldehyde groups, the threads were incubated in 20 ml of 5% glutaraldehyde for one hour at room temperature (RT) and rinsed intensively with water to remove excess glutaraldehyde.
6) Kopplung von Amino-Oligonukleotiden an silanisierte Baum- wollfäden6) Coupling amino oligonucleotides to silanized cotton threads
Die Fäden wurden in 0,1 M Na2C03-Lösung pH 9,5 gewaschen und je 10 cm der Fäden in 1 ml 1 fM Oligonukleotid N in in 0,1 M Na2C03-Lösung vier Stunden bei RT inkubiert. Zur Absattigung noch vorhandener Aldehydgruppen wurde ,die Suspension auf 1% Ethanolamin und 2 mM EDTA gebracht und über Nacht bei RT inkubiert. Nicht gebundene Oligonukleotide wurden durch intensives Waschen in 1% SDS-Lösung in 10 mM TrisHCl, 1 mM EDTA, pH 8,8 entfernt.The threads were washed in 0.1 M Na 2 CO 3 solution pH 9.5 and 10 cm of the threads in 1 ml of 1 fM oligonucleotide N in 0.1 M Na 2 CO 3 solution were incubated at RT for four hours. To saturate any aldehyde groups still present, the suspension was brought to 1% ethanolamine and 2 mM EDTA and incubated at RT overnight. Unbound oligonucleotides were removed by intensive washing in 1% SDS solution in 10 mM TrisHCl, 1 mM EDTA, pH 8.8.
Als Oligonukleotide wurden folgende synthetische Nukleinsäuren verwendet :The following synthetic nucleic acids were used as oligonucleotides:
a) N-Tlk- Biotin :a) N-Tlk biotin:
Biotin-5> gca aca aga cca cca ctt cga aac 3>-C6-Aminolink b) NH2-T9-Targetl-28Biotin-5> gca aca aga cca cca ctt cga aac 3> -C6 aminolink b) NH2-T9-Targetl-28
5'-C6-Aminolink -TTT TTT TTT CCA AGC CTG GAG GGA TGA TAC TTT5'-C6-Aminolink -TTT TTT TTT CCA AGC CTG GAG GGA TGA TAC TTT
GCG C-3'GCG C-3 '
7) Nachweis der Bindung der biotinylierter Oligonukleotide an den Fäden Je ca. 5 mm der Fäden wurden mit 1:5000 in Phosphate-Buffered- Saline (PBS) verdünnter Streptavidin -Peroxidase 5 Minuten inkubiert. Die Fäden wurden mit 10 ml PBS gewaschen und mit Peroxidase-Substrat (Röche) umgesetzt. Innerhalb von fünf Minuten war eine Dunkelfärbung der Fäden sichtbar, welche mit dem biotinylierten Oligonukleotid markiert waren. Fäden ohne biotinylierten Oligonukleotid zeigten keine Färbung.7) Detection of the binding of the biotinylated oligonucleotides to the threads Approx. 5 mm of the threads were incubated with streptavidin peroxidase diluted 1: 5000 in phosphate-buffered saline (PBS) for 5 minutes. The threads were washed with 10 ml PBS and reacted with peroxidase substrate (Röche). Within five minutes a dark staining of the threads, which were labeled with the biotinylated oligonucleotide, was visible. Seams without a biotinylated oligonucleotide showed no staining.
8) Nachweis der Bindung der Oligonukleotide durch Hybridisierung mittels Molekular Beacons8) Detection of the binding of the oligonucleotides by hybridization using molecular beacons
Je ca. 20 mm der Fäden wurden mit einer Nadel in ein Baumwollgewebe eingenäht. Auf ein Ende jedes Fadens wurden 5μl einer 2 fM Lösung eines Molecular Beacon aufgetropft. DieApprox. 20 mm of the threads were sewn into a cotton fabric with a needle. 5 μl of a 2 fM solution of a molecular beacon were dripped onto one end of each thread. The
Fluoreszenz der Fäden wurde ca. 5 mm von der Auftropfstelle mit einem roten Laserlicht (Wellenlänge = 650 nm) angeregt und mittels eines Fluoreszenzreaders bestimmt. Innerhalb von zwei Minuten war ein Anstieg der Fluoreszenz um mehr als 40% oberhalb der Hintergrundfluoreszenz ohne Molekular-Beacon-- Zugabe bei dem Fäden mit Oligonukleotiden komplementärer Sequenz (NH2-T9-Targetl-28) messbar. Die Fäden mit Oligonukleotiden nicht komplementärer Sequenz (N-Tlk-Biotin) zeigten nur einen Anstieg der Fluoreszenz um ca. 10% oberhalb des Hintergrundsignals.Fluorescence of the threads was excited with a red laser light (wavelength = 650 nm) approx. 5 mm from the dropping point and determined using a fluorescence reader. Within two minutes an increase in fluorescence by more than 40% above the background fluorescence without molecular beacon addition was measurable for the thread with oligonucleotides of complementary sequence (NH 2 -T9-Targetl-28). The threads with non-complementary sequence oligonucleotides (N-Tlk-biotin) only showed an increase in fluorescence of approximately 10% above the background signal.
Sequenz des Molecular BeaconsSequence of the molecular beacon
5'-Cy5-CCA AGC GCA AAG TAT CAT CCC TCC AGG CTT GG-BHQ2-3 SEQUENZPROTOKOLL5'-Cy5-CCA AGC GCA AAG TAT CAT CCC TCC AGG CTT GG-BHQ2-3 SEQUENCE LISTING
<110> november AG Gesellschaft für Molekulare Medizin<110> november AG Society for Molecular Medicine
<120> Sicherheitsfaser, Sicherheitsfaden und Verfahren zur Markierung und Identifizierung<120> Security fiber, security thread, and methods of marking and identification
<130> 422132<130> 422132
<140> <141><140> <141>
<160> 3<160> 3
<170> Patentin Ver. 2.1<170> Patentin Ver. 2.1
<210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Künstliche Sequenz<210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial sequence
<220><220>
<223> Beschreibung der künstlichen Sequenz: Oligonukleotid<223> Description of the artificial sequence: oligonucleotide
<400> 1 gcaacaagac caccacttcg aaac<400> 1 gcaacaagac caccacttcg aaac
2424
<210> 2 <211> 36 <212> DNA <213> Künstliche Sequenz <220 ><210> 2 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial sequence <220>
<223> Beschreibung der künstlichen Sequenz Oligonukleotid<223> Description of the artificial sequence oligonucleotide
<400> 2 tttttttttc caagcctgga gggatgatac tttgcg<400> 2 tttttttttc caagcctgga gggatgatac tttgcg
3636
<210> 3 <211> 32 <212> DNA <213> Künstliche Sequenz<210> 3 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial sequence
<220><220>
<223> Beschreibung der künstlichen Sequenz: Oligonukleotid<223> Description of the artificial sequence: oligonucleotide
<400> 3 ccaagcgcaa agtatcatcc ctccaggctt gg 32 <400> 3 ccaagcgcaa agtatcatcc ctccaggctt gg 32
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Markierung1 mark
2 Grundkörper 3 Saugkissen2 basic bodies 3 suction pads
4 Abdeckung 4.1, 4.2 Ausnehmung a, b, c, d, f, g Nukleotide F Faser FBa ... FBabcdefg Faser, an die Nukleinsäuren N aus Nukleotiden synthetisiert wurden4 Cover 4.1, 4.2 Recess a, b, c, d, f, g nucleotides F fiber FB a ... FB abcdef g fiber to which nucleic acids N have been synthesized from nucleotides
Fd SicherheitsfadenFd security thread
FN Nukleinsäure-modifizierte FaserFN nucleic acid modified fiber
K Kopplungsgruppe L Linker-GruppeK coupling group L linker group
M TrägermaterialM carrier material
N NukleinsäuremolekülN nucleic acid molecule
Nλ Nukleinsäuremolekül, das zum Nukleinsäuremolekül N komplementär ist RB ReaktionsbereichN λ nucleic acid molecule which is complementary to the nucleic acid molecule N RB reaction area
5 Signalgruppe 5 signal group

Claims

Patentansprüche claims
1. Sicherheitsfaden zur fälschungssicheren Markierung von Gegenständen mit mindestens einer Faser (F) , wobei an eine Faseroberfläche der Faser (F) Nukleinsäuremoleküle (N) jeweils mit ihrem einen Ende gebunden sind und wobei das andere Ende der Nukleinsäuremoleküle (N) jeweils frei ist, so dass komplementäre Nukleinsäuremoleküle (Nλ) an die Nukleinsäuremoleküle (N) bindbar sind.1. Security thread for counterfeit-proof marking of objects with at least one fiber (F), nucleic acid molecules (N) being bound at one end to a fiber surface of the fiber (F) and the other end of the nucleic acid molecules (N) being free, so that complementary nucleic acid molecules (N λ ) can be bound to the nucleic acid molecules (N).
2. Sicherheitsfaden nach Anspruch 1, wobei die Faser (F) aus einem natürlichen Polymer gebildet ist.2. Security thread according to claim 1, wherein the fiber (F) is formed from a natural polymer.
3. Sicherheitsfaden nach Anspruch 2, wobei das natürliche Po- lymer aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Cellulose,3. Security thread according to claim 2, wherein the natural polymer is selected from the following group: cellulose,
Chitin, Seide, Wolle, Baumwolle, Hanf, Flachs oder Derivate dieser Polymere.Chitin, silk, wool, cotton, hemp, flax or derivatives of these polymers.
4. Sicherheitsfaden nach Anspruch 1, wobei die Faser (F) aus einem synthetischen Polymer gebildet ist.4. Security thread according to claim 1, wherein the fiber (F) is formed from a synthetic polymer.
5. Sicherheitsfaden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das synthetische Polymer aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Polyamid, Polyacrylnitril, Nylon, Polypropylen, Polyvinylidenfluorid, Polycarbonat, Polystyrol oder Derivate dieser Polymere.5. Security thread according to claim 4, characterized in that the synthetic polymer is selected from the following group: polyamide, polyacrylonitrile, nylon, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polycarbonate, polystyrene or derivatives of these polymers.
6. Sicherheitsfaden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nukleinsäuremolekül (N) über eine kovalente oder nicht-kovalente Bindung an die Faseroberfläche gebunden ist.6. Security thread according to one of the preceding claims, wherein the nucleic acid molecule (N) is bound to the fiber surface via a covalent or non-covalent bond.
7. Sicherheitsfaden nach Anspruch 6, wobei das Nukleinsäuremolekül (N) über eine Biotin/Streptavidin-Bindung, eine Car- boxy-, Phosphat-, Amino-, Thiol-, Psoralen-, Cholesteryl- oder Digoxigeningruppe an die Faseroberfläche gebunden ist.7. Security thread according to claim 6, wherein the nucleic acid molecule (N) via a biotin / streptavidin bond, a Car- boxy, phosphate, amino, thiol, psoralen, cholesteryl or digoxigenin group is bound to the fiber surface.
8. Sicherheitsfaden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nukleinsäuremolekül (N) über eine, vorzugsweise8. Security thread according to one of the preceding claims, wherein the nucleic acid molecule (N) via one, preferably
Streptavidin enthaltende, Zwischenschicht an die Faseroberfläche gebunden ist.Streptavidin-containing, intermediate layer is bound to the fiber surface.
9. Sicherheitsfaden nach Anspruch 8, wobei die Zwischen- schicht eine funktionalisierte Silanschicht ist.9. Security thread according to claim 8, wherein the intermediate layer is a functionalized silane layer.
10. Sicherheitsfaden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei verschiedene Nukleinsäuremoleküle (N, Nl, N2 , ) an die Faseroberfläche gebunden sind.10. Security thread according to one of the preceding claims, wherein different nucleic acid molecules (N, Nl, N2,) are bound to the fiber surface.
11. Sicherheitsfaden nach Anspruch 10, wobei die verschiedenen Nukleinsäuremoleküle (N) an definierte Bereiche der Faseroberfläche gebunden sind.11. Security thread according to claim 10, wherein the different nucleic acid molecules (N) are bound to defined regions of the fiber surface.
12. Sicherheitsfaden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nukleinsäuremolekül (N) durch chemische Synthese unmittelbar auf der Faser hergestellt ist.12. Security thread according to one of the preceding claims, wherein the nucleic acid molecule (N) is produced by chemical synthesis directly on the fiber.
13. Sicherheitsfaden nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, wobei der Durchmesser der Faser (F) 100 nm bis 100 μm beträgt .13. Security thread according to one of the preceding claims, wherein the diameter of the fiber (F) is 100 nm to 100 μm.
14. Sicherheitsfaden nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend zumindest eine weitere Faser.14. Security thread according to one of the preceding claims comprising at least one further fiber.
15. Sicherheitsfaden nach Anspruch 14, wobei die weitere Faser aus einem anderen Material besteht und/oder eine Faser (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ist . 15. Security thread according to claim 14, wherein the further fiber consists of another material and / or is a fiber (F) according to one of the preceding claims.
16. Sicherheitsfaden nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei dessen Durchmesser 1 μm bis 1 mm beträgt.16. Security thread according to one of claims 12 to 15, wherein its diameter is 1 μm to 1 mm.
17. Textilie mit zumindest einem Sicherheitsfaden (Fd) nach einem der vorhergehenden Ansprüche .17. Textile with at least one security thread (Fd) according to one of the preceding claims.
18. Textilie nach Anspruch 17,- wobei sie mit unterschiedlichen Nukleinsäuremolekülen-modifizierte Sicherheitsfäden (Fd) umfasst .18. Textile according to claim 17, - wherein it comprises security threads (Fd) modified with different nucleic acid molecules.
19. Textilie nach einem der Ansprüche 17 oder 18, wobei Nukleinsäure-modifizierte Sicherheitsfäden (Fd) ein Muster bilden, das mittels der komplementären Nukleinsäuremoleküle (N ) nachweisbar ist.19. Textile according to one of claims 17 or 18, wherein nucleic acid-modified security threads (Fd) form a pattern which can be detected by means of the complementary nucleic acid molecules (N).
20. Etikett, insbesondere für Textilien, wobei das Etikett zumindest einen Sicherheitsfaden (Fd) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 enthält.20. Label, in particular for textiles, the label containing at least one security thread (Fd) according to one of claims 1 to 16.
21. Etikett nach Anspruch 20, wobei es mit unterschiedlichen Nukleinsäuremolekülen-modifizierte Sicherheitsfäden (Fd) enthält .21. Label according to claim 20, wherein it contains security threads (Fd) modified with different nucleic acid molecules.
22. Etikett nach Anspruch 20 oder 21, wobei aus mehreren Si- cherheitsfäden eine Nukleinsäure-Mikroanordnung in Form einer22. The label of claim 20 or 21, wherein a plurality of security threads is used to form a nucleic acid microarray in the form of a
Matrix gebildet ist.Matrix is formed.
23. Etikett nach Anspruch 22, wobei die Matrix durch textil- technische Verarbeitung der Sicherheitsfäden (Fd) hergestellt ist. 23. The label according to claim 22, wherein the matrix is produced by textile-technical processing of the security threads (Fd).
24. Fälschungssichere Markierung, bei der auf einem Grundkörper (2) mindestens ein Sicherheitsfaden (Fd) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 aufgebracht ist.24. A counterfeit-proof marking in which at least one security thread (Fd) according to one of claims 1 to 16 is applied to a base body (2).
25. Fälschungssichere Markierung nach Anspruch 24, wobei der Grundkörper (2) aus einem einen Flüssigkeitstransport zu dem Sicherheitsfaden (Fd) ermöglichenden Gewebe, Papier oder Fließstoff hergestellt ist.25. A counterfeit-proof marking according to claim 24, wherein the base body (2) is made from a tissue, paper or non-woven fabric that enables liquid transport to the security thread (Fd).
26. Fälschungssichere Markierung nach Anspruch 24 oder 25, wobei der Grundkörper (2) ein Saugkissen (3) aufweist.26. Counterfeit-proof marking according to claim 24 or 25, wherein the base body (2) has a suction pad (3).
27. Fälschungssichere Markierung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei mehrere Sicherheitsfäden (Fd) parallel angeord- net sind.27. Counterfeit-proof marking according to one of claims 24 to 26, wherein a plurality of security threads (Fd) are arranged in parallel.
28. Fälschungssichere Markierung nach einem der Ansprüche 24 bis 27, wobei auf dem Grundkδrper (2) eine, vorzugsweise aus einer Kunststofffolie hergestellte, Abdeckung (4) aufgebracht ist.28. Counterfeit-proof marking according to one of claims 24 to 27, wherein a cover (4), preferably made of a plastic film, is applied to the base body (2).
29. Fälschungssichere Markierung nach Anspruch 28, wobei die Abdeckung (4) eine, vorzugsweise mit einem Kunststofffilm verschlossene, erste Öffnung (4a) zum Auftragen von Nachweis- flussigkeit aufweist.29. A counterfeit-proof marking according to claim 28, wherein the cover (4) has a first opening (4a), preferably sealed with a plastic film, for applying detection liquid.
30. Fälschungssichere Markierung nach Anspruch 28 oder 29, wobei die Abdeckung (4) eine, vorzugsweise mit einer transparenten Folie verschlossene, zweite Öffnung (4b) zum Beobach- ten des Sicherheitsfadens (Fd) aufweist. 30. A counterfeit-proof marking according to claim 28 or 29, wherein the cover (4) has a second opening (4b), preferably closed with a transparent film, for observing the security thread (Fd).
31. Verfahren zur fälschungssicheren Markierung eines Gegenstands und zur Identifizierung der Markierung mit folgenden Schritten:31. A method for counterfeit-proof marking of an object and for identifying the marking with the following steps:
a) Bereitstellen mindestens eines Sicherheitsfadens (Fd) nach einem der Ansprüche 1 bis 16,a) providing at least one security thread (Fd) according to one of claims 1 to 16,
b) Versehen des Gegenstands mit dem Sicherheitsfaden (Fd) ,b) providing the object with the security thread (Fd),
c) Inkontaktbringen des Sicherheitsfadens (Fd) mit einem die komplementären Nukleinsäuremoleküle (Nλ) enthaltenden Nachweisstoff undc) contacting the security thread (Fd) with a detection substance containing the complementary nucleic acid molecules (N λ ) and
d) Nachweis der spezifischen Bindung der komplementären Nu- kleinsäuremoleküle (N an die Nukleinsäuremoleküle (N) am Gegenstand.d) Detection of the specific binding of the complementary nucleic acid molecules (N to the nucleic acid molecules (N) on the object.
32. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Schritte lit. c und d am markierten Gegenstand durchgeführt werden.32. The method of claim 31, wherein the steps lit. c and d are carried out on the marked object.
33. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, wobei Schritte lit. c und d in weniger als 5 Minuten durchgeführt werden.33. The method of claim 31 or 32, wherein steps lit. c and d can be done in less than 5 minutes.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, wobei zur Durchführung der Schritte lit. c und d nur eine Lösung oder34. The method according to any one of claims 31 to 33, wherein lit. c and d only one solution or
Suspension verwendet wird.Suspension is used.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 34, wobei Schritte lit . c und d ohne einen Waschschritt durchgeführt werden.35. The method according to any one of claims 31 to 34, wherein steps lit. c and d can be carried out without a washing step.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 35, wobei der Nachweis mittels spezifischer Hybridisierung und einer infol- ge der Hybridisierung bewirkten Änderung der optischen Eigenschaften, vorzugsweise durch Fluoreszenz- oder Farbreaktion, durchgeführt wird.36. The method according to any one of claims 31 to 35, wherein the detection by means of specific hybridization and a consequent Ge the hybridization caused change in the optical properties, preferably by fluorescence or color reaction is carried out.
37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei der Nachweis mittels molecular beacon durchgeführt wird.37. The method according to claim 36, wherein the detection is carried out by means of a molecular beacon.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 37, wobei der Nachweis mittels enzymatischer Reaktion und einer infolge der enzymatischer Reaktion bewirkten Änderung der optischen Eigenschaften, vorzugsweise durch Fluoreszenz- oder Farbreaktion, durchgeführt wird.38. The method according to any one of claims 31 to 37, wherein the detection is carried out by means of an enzymatic reaction and a change in the optical properties caused as a result of the enzymatic reaction, preferably by means of a fluorescence or color reaction.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 38, wobei der Nachweis mittels laminar flow durchgeführt wird.39. The method according to any one of claims 31 to 38, wherein the detection is carried out by means of laminar flow.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 39, wobei komplementären Nukleinsäuremoleküle (NM an Mikro- oder Nanopar- tikel gebunden vorliegen.40. The method according to any one of claims 31 to 39, wherein complementary nucleic acid molecules (NM are present bound to micro- or nanoparticles.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 40, wobei beim Nachweis ein durch mindestens einen Sicherheitsfaden (Fd) gebildetes Muster identifiziert wird.41. The method according to any one of claims 31 to 40, wherein during the detection a pattern formed by at least one security thread (Fd) is identified.
42. Verfahren nach Anspruch 41, wobei das Muster aus mehreren Sicherheitsfäden (Fd) gebildet ist, welche mit unterschiedlichen Nukleinsäuremolekülen (N, Nl, N2) versehen sind.42. The method according to claim 41, wherein the pattern is formed from a plurality of security threads (Fd) which are provided with different nucleic acid molecules (N, Nl, N2).
43. Verfahren nach Anspruch 41 oder 42, wobei das Muster durch Wirken, Weben, Stricken, Häkeln, Knoten, Nähen oder Sticken gebildet wird. 43. The method of claim 41 or 42, wherein the pattern is formed by knitting, weaving, knitting, crocheting, knotting, sewing or embroidery.
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