DE10002895B4 - Coimmobilization of several chemical species - Google Patents
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Abstract
Definierte Koimmobilisierung von zwei oder mehr chemischen oder biochemischen Spezies an Trägern, wobei die Oberfläche jeweils passiviert wird und die unspezifische Adsorption weitgehend vollständig unterdrückt wird und mindestens eine der chemischen und biochemischen Spezies als Blocker (Passivierungsmittel) fungiert und mindestens eine der chemischen oder biochemischen Spezies den Analyten oder ein Derivat davon darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Blocker aus der Gruppe von Lipophilen, Enzymen, Enzymkomplexen, Haptenen, Hormonen, Agonisten, Antagonisten, Antikörpern, Antikörperfragmenten, Antigenen, Oligonukleotiden, Peptid-Nucleinsäuren oder Derivaten davon, Polysacchariden, Lipiden, Enzymsubstraten, Enzyminhibitoren, Markern, Labeln ausgewählt ist.defined Coimmobilization of two or more chemical or biochemical Species of carriers, the surface is passivated and the nonspecific adsorption largely is completely suppressed and at least one of the chemical and biochemical species as Blocker (passivating agent) acts and at least one of the chemical or biochemical species is the analyte or a derivative thereof, characterized in that the blocker is selected from the group of lipophilic, Enzymes, enzyme complexes, haptens, hormones, agonists, antagonists, Antibodies, antibody fragments, Antigens, oligonucleotides, peptide nucleic acids or derivatives thereof, Polysaccharides, lipids, enzyme substrates, enzyme inhibitors, markers, Labels selected is.
Description
In der Affinitätschromatographie, der biochemischen Analytik und in der Biosensorik werden gleichermaßen Oberflächen benötigt, die einerseits hohe Affinität zu einer in Frage stehenden Substanz aufweisen und andererseits möglichst wenige, optimal keine, weiteren Substanzen binden. Dieses Problem wird häufig durch Zugabe von möglichen Interferenten, z. B. Proteinen, zu minimieren versucht. Denaturierte Proteinen, Rinderserumalbumin oder Casein oder Nukleinsäuren ohne spezifische Sequenz für die Fragestellung werden als Blocking-Reagenzien vor oder während der Reinigung bzw. dem Assay zugesetzt. Diese Substanzen sind aber wenig spezifisch und können in vielen Fällen nicht eingesetzt werden, z. B. bei der Reinigung oder Analyse von Haptenen nur begrenzt oder gar nicht eingesetzt werden.In affinity chromatography, In biochemical analysis and in biosensorics surfaces are equally needed high affinity on the one hand to a substance in question and on the other hand preferably few, ideally no, bind further substances. This problem will often by adding possible Interferents, eg. As proteins, tries to minimize. denatured Proteins, bovine serum albumin or casein or nucleic acids without specific sequence for the Research questions are used as blocking reagents before or during the Purification or added to the assay. These substances are but little specific and can in many cases not be used, for. As in the purification or analysis of haptens limited or not used at all.
Die Aufgabe der Erfindung betrifft die gleichzeitige, kovalente Kopplung zweier oder mehrerer unterschiedlicher chemischer oder biochemischer Spezies auf einem Träger, Immobilisierung genannt. Erfindungsgemäß wird die Oberfläche partiell passiviert, d. h. unspezifische Adsorption wird weitgehend vollständig unterdrückt. Anwendungsgebiete der Erfindung sind Aufreinigung und Defektion in der Biotechnologie, Bioanalytik, Biomedizin, klinischen Chemie und Diagnostik sowie der Sensorik.The The object of the invention relates to the simultaneous, covalent coupling two or more different chemical or biochemical species on a carrier, Called immobilization. According to the invention, the surface becomes partial passivated, d. H. Unspecific adsorption is largely completely suppressed. application areas the invention are purification and defection in biotechnology, Bioanalytics, biomedicine, clinical chemistry and diagnostics as well the sensor.
Mindestens eine der an die Oberfläche gekoppelten Substanzen ist ein Bindungspartner einer chemischen oder biochemischen Erkennungsreaktion. Ist die Oberfläche, an die gekoppelt wurde, Teil eines Nachweissystems, bei mehr als zwei simultan gekoppelten Komponenten, sind mehrere Analysen an einer oder an verschiedenen Stellen möglich.At least one of the surface coupled substances is a binding partner of a chemical or biochemical recognition reaction. Is the surface, on which has been coupled, part of a detection system, at more than two simultaneously coupled components, are multiple analyzes at one or in different places possible.
Die Erfindung betrifft die gleichzeitige, kovalente Kopplung mehrerer unterschiedlicher chemischer Spezies auf einem Träger(Immobilisierung), die so ausgelegt wird, daß die Oberfläche passiviert wird, d. h. unspezifische Adsorption wahlweise unterdrückt wird. Anwendungsgebiete der Erfindung sind die Biotechnologie, Bioanalytik, Biomedizin, klinische Chemie und Diagnostik sowie die SensorikThe The invention relates to the simultaneous, covalent coupling of several different chemical species on a support (immobilization), the is designed so that the surface is passivated, d. H. unspecific adsorption is optionally suppressed. Areas of application of the invention are biotechnology, bioanalytics, Biomedicine, clinical chemistry and diagnostics as well as sensors
Ist die Oberfläche ein Sensor, so kann eine der gekoppelten Substanzen ein Bindungspartner sein und z. B. in Form eines kompetitiven (Immun)Assays genutzt werden. Werden mehr als zwei Komponenten simultan gekoppelt, so sind mehrere Analysen an einer Stelle (sequentiell) oder verschiedenen Orten der Oberfläche (simultan) möglich.is the surface a sensor, one of the coupled substances can be a binding partner and Z. B. be used in the form of a competitive (immune) assay. If more than two components are coupled simultaneously, there are several Analyzes in one place (sequential) or different places the surface (simultaneously) possible.
Die Schwierigkeit der Kopplung biochemischer Einheiten an Trägern besteht nun darin, daß diese Kopplung definiert, reproduzierbar und stabil sein soll und für verschiedene Substanzgruppen geeignet sein muß.The Difficulty of coupling biochemical units to carriers now that these Coupling should be defined, reproducible and stable and for different Substance groups must be suitable.
Das Problem bei der Aufreinigung z. B. durch Affinitätschromatographie oder der Detektions mittels einer festen Phase besteht in der unspezifischen Adsorption an die jeweilige Trägeroberfläche, die mit der spezifischejn Kopplung konkurriert. Hierzu werden üblicheweise Maskierungsmittel eingesetzt, die die Oberfläche mit einer "abweisenden" Schicht benetzt. So werden z. B. in Immunoassays häufig denaturierte Proteine zur Unterdrückung unspezifischer Bindungen eingesetzt.The Problem with the purification z. B. by affinity chromatography or Detection by means of a solid phase consists in the unspecific Adsorption to the respective carrier surface, the competes with the specific coupling. This will be usual way Masking agent is used, which wets the surface with a "repellent" layer. So z. B. in immunoassays frequently denatured proteins for suppression unspecific bonds used.
JP-04019561 A offenbart einen Immunoassay, bei dem neben dem Analyten Polyvinylalkohol (PVA) an eine Trägeroberfläche adsorbiert wird, um als Konservierungsmittel zu dienen und um eine unspezifische Adsorption von Antiseren zu verhindern.JP-04019561 A discloses an immunoassay in which in addition to the analyte polyvinyl alcohol (PVA) adsorbed to a support surface to serve as a preservative and a non-specific To prevent adsorption of antisera.
Das Problem bei der empfindlichen Defektion verschiedener Substanzen nach erfolgter Kopplung an die Oberfläche besteht darin, daß herkömmliche Maskierungsmittel neben den unspezifischen häufig auch die spezifischen Bindungsstellen mit abdecken und somit die Meßgröße beeinflußt. Deshalb wurde die hier beschriebene Koimmobilisierung eingeführt.The Problem with the sensitive defection of different substances after coupling to the surface is that conventional Masking agents in addition to the unspecific often the specific Cover binding sites with and thus affects the measurand. That's why it was here described Koimmobilisierung introduced.
Die erfindungsgemäße Behandlung der Oberfläche passiviert diese definiert und ermöglicht dadurch die Maskierung der den Analyten ähnlichen Substanzen aus den Meßlösungen, so daß die Probenvorbehandlung minimiert wird und eine Störung durch unspezifische Bindungen trotzdem aufgeschlossen werden kann.The Treatment according to the invention the surface passivated defines it in a defined way, thereby enabling masking the analyte-like substances from the measuring solutions, So that the Sample pretreatment is minimized and interference by non-specific binding still be open-minded.
Die Erfindung hat das Ziel, die Detektion einzelner Substanzen mittels eines (ober)flächensensitiven Verfahrens sensitiv zu gestalten.The The invention has the aim of the detection of individual substances by means of one (upper) surface-sensitive To make the process sensitive.
Die Koimmobilisierung kann durch die Wahl des Koimmobilisats so gesteuert werden, daß sie für gezielte Oberflächenbehandlungen gemäß der jeweiligen gestellten Aufgabe genutzt werden kann.The Co-mobilization can be controlled by the choice of co-immobilization they will for targeted surface treatments according to the respective task can be used.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The Invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Aufgabe bestand im Nachweis einer lipophilen Substanz im Blut mittels eines oberflächensensitiven Verfahrens. Die Sensitivität des Verfahrens machte einen kompetitiven Assay unter Verwendung von Antikörpern erforderlich. Ein Derivat des Analyten wurde kovalent an die Oberfläche gekoppelt und die Bindung des Antikörpers an die Oberfläche verfolgt. Dazu war es notwendig, die Oberfläche zwischen den spezifischen Bindungsstellen – hier den immobilisierten Analyt(derivat)molekülen – zu passivieren.The task was to detect a lipophilic substance in the blood by means of a surface-sensitive method. The sensitivity of the procedure made a competitive assay tion of antibodies is required. A derivative of the analyte was covalently coupled to the surface and the binding of the antibody to the surface was monitored. For this purpose, it was necessary to passivate the surface between the specific binding sites - here the immobilized analyte (derivative) molecules.
Die bei Immunoassays übliche Methode mit Casein oder Serumalbumin oder denaturierten Proteinen zu maskieren, konnte hier nicht angewandt werden, da die immobilisierten Derivate dadurch ebenfalls verdeckt würden. Daher wurde eine zweite Substanz, die ebenfalls lipophil ist, in hoher Dichte koimmobilisiert. Die gesamte Oberfläche wird damit weitgehend hydrophob und die Adsorption löslicher Proteine aus dem Blutplasma wirkungsvoll unterdrückt.The usual in immunoassays Method with casein or serum albumin or denatured proteins to mask, could not be applied here because the immobilized Derivatives would also be covered. Therefore, became a second Substance, which is also lipophilic, co-immobilized in high density. The entire surface thus becomes largely hydrophobic and the adsorption more soluble Proteins from the blood plasma effectively suppressed.
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