[go: up one dir, main page]

HUP0100697A2 - Solid-phase tips and uses relating thereto - Google Patents

Solid-phase tips and uses relating thereto Download PDF

Info

Publication number
HUP0100697A2
HUP0100697A2 HU0100697A HUP0100697A HUP0100697A2 HU P0100697 A2 HUP0100697 A2 HU P0100697A2 HU 0100697 A HU0100697 A HU 0100697A HU P0100697 A HUP0100697 A HU P0100697A HU P0100697 A2 HUP0100697 A2 HU P0100697A2
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
tip
solid
chemical layer
phase
formation
Prior art date
Application number
HU0100697A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Lori K. Garrison
John C. Tabone
Jeffrey Van Ness
Original Assignee
Qiagen Genomics, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qiagen Genomics, Inc. filed Critical Qiagen Genomics, Inc.
Publication of HUP0100697A2 publication Critical patent/HUP0100697A2/en

Links

Classifications

    • 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
    • C12Q1/6834Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/5302Apparatus specially adapted for immunological test procedures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00279Features relating to reactor vessels
    • B01J2219/00306Reactor vessels in a multiple arrangement
    • B01J2219/00313Reactor vessels in a multiple arrangement the reactor vessels being formed by arrays of wells in blocks
    • B01J2219/00315Microtiter plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00351Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00387Applications using probes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00457Dispensing or evacuation of the solid phase support
    • B01J2219/0047Pins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00457Dispensing or evacuation of the solid phase support
    • B01J2219/0047Pins
    • B01J2219/00472Replaceable crowns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00497Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/00504Pins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00497Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/00504Pins
    • B01J2219/00506Pins with removable crowns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00585Parallel processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00596Solid-phase processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718Type of compounds synthesised
    • B01J2219/0072Organic compounds
    • B01J2219/00722Nucleotides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718Type of compounds synthesised
    • B01J2219/0072Organic compounds
    • B01J2219/00725Peptides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C40COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40BCOMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B40/00Libraries per se, e.g. arrays, mixtures
    • C40B40/04Libraries containing only organic compounds
    • C40B40/06Libraries containing nucleotides or polynucleotides, or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C40COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40BCOMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B40/00Libraries per se, e.g. arrays, mixtures
    • C40B40/04Libraries containing only organic compounds
    • C40B40/10Libraries containing peptides or polypeptides, or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C40COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40BCOMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B60/00Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries
    • C40B60/14Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries for creating libraries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

A találmány tárgya nukleinsavak szintetizálására vagy kimutatásáraszolgáló szilárdfázisú mintavisszatartó hegy, szilárdfázisúmintavisszatartó szerkezet, szilárdfázisú mintavisszatartó szerkezetekelrendezése, valamint szilárdfázisú mintavisszatartó szerkezet és mkrotiterlemez kombinációja. A találmány tárgyát képezik továbbáeljárások a szilárdfázisú molekuláris biológiai eljárásokban valóalkalmazásra szolgáló szilárdfázisú mintavisszatartó hegyelőállítására, valamint biomolekula szilárdfázisú mintává alakítására.A találmány szerinti megoldás biomolekulák szilárd fázisúszintetizálása, illetve szilárd fázisú tesztekkel történő detektálásaterületén alkalmazható. ÓThe subject of the invention is a solid-phase sample retention tip for synthesizing or detecting nucleic acids, a solid-phase sample retention structure, an arrangement of solid-phase sample retention structures, and a combination of a solid-phase sample retention structure and a microtiter plate. The subject of the invention are also methods for the production of a solid-phase sample retention tip for use in solid-phase molecular biological processes, and for converting a biomolecule into a solid-phase sample. HE

Description

PO 1 0 0 69 7PO 1 0 0 69 7

Képviselő :Representative:

DanubiaDanube

Szabadalmi és Védjegy Iroda Kft.Patent and Trademark Office Ltd.

BudapestBudapest

Szilárdfázisú vizsgálatokhoz használható hegyek és alkalmazásukTips for solid-phase studies and their applications

A találmány tárgya általában a nukleinsav-molekulák szintetizálására és analízisére szolgáló szilárd fázisú eljárás. Közelebbről, a találmány tárgyát képezik tökéletesített, szilárd fázisú eljárások kivitelezésére szolgáló mintavisszatartó hegyek, hordozók, kialakítások és elrendezések, melyeket különféle biomolekuláris folyamatokban lehet előnyösen használni. A találmány tárgyát képezik tehát továbbá eljárások a szilárdfázisú mintavisszatartó hegy előállítására, valamint biomolekula szilárdfázisú mintává alakítására .The present invention generally relates to solid-phase methods for the synthesis and analysis of nucleic acid molecules. More particularly, the present invention relates to improved solid-phase sample retention tips, supports, designs and arrangements for use in performing solid-phase methods that can be advantageously used in various biomolecular processes. The present invention therefore also relates to methods for preparing a solid-phase sample retention tip and for converting a biomolecule into a solid-phase sample.

A nukleinsav-hibridizáció biomolekulák, mint például DNS- és RNS-szekvenciák, specifikus azonosítását biztosítja, és így a gyógyászati diagnosztikában hatásos eljárásnak bizonyult. Például, a nukleinsav-hibridizációs eljárásokat már alkalmazták genetikai polimorfizmus-, genetikai betegségek-, rák analízisére, emellett virális és mikrobiológiaiNucleic acid hybridization provides specific identification of biomolecules, such as DNA and RNA sequences, and has proven to be a powerful technique in medical diagnostics. For example, nucleic acid hybridization techniques have been used for the analysis of genetic polymorphisms, genetic diseases, cancer, and viral and microbial

Aktaszámunk: 92476-5456/SG patogének kimutatására, kiónok szűrésére, és genomi eredetű fragmentumok összerendezésére [összefoglalásként lásd: Chetverin és Kramer, Bio/Technology 12, 1093 (1994)]. Az oligonukleotid próbák automatizált szintézisének kifejlesztése szintén előmozdította a nukleinsav-hibridizáción alapuló, gyors, egyszerű és olcsó diagnosztikai vizsgálatokat. A DNS-próbák analitikai eljárásokban történő alkalmazását Matthews és Kricka foglalta össze [Matthews és Kricka, Anal. Biochem. 169, 1 (1988), lásd még „DNA probes szerk.: Keller és Mánk, 2. kiadás, Stockton Press, (1993); Persing és mtsai., „Diagnostic Molecular Microbiology, American Society for Microbiology (1993)].Our file number: 92476-5456/SG for the detection of pathogens, screening of clones, and assembly of genomic fragments [for a review, see Chetverin and Kramer, Bio/Technology 12, 1093 (1994)]. The development of automated synthesis of oligonucleotide probes has also facilitated rapid, simple, and inexpensive diagnostic tests based on nucleic acid hybridization. The use of DNA probes in analytical procedures has been reviewed by Matthews and Kricka [Matthews and Kricka, Anal. Biochem. 169, 1 (1988), see also “DNA probes ed.: Keller and Mánk, 2nd ed., Stockton Press, (1993); Persing et al., “Diagnostic Molecular Microbiology, American Society for Microbiology (1993)].

A nukleinsav-hibridizáció általános kivitelezése során először a kiválasztott nukleinsav, szilárd hordozón, mint például nitrocellulóz lemez és nylon membrán, történő rögzítése szükséges, és ezt követi a kimutatásra alkalmas nukleinsavval történő hibridizáció. Az ilyen eljárások hátránya az, hogy a rögzített nukleinsav - jellemzően - nem kötődik erősen, és ez a hordozóról a kiválasztott anyag elvesztését eredményezi. Ehhez járul hozzá még az is, hogy a hibridizációhoz csak kis mennyiségű nukleinsav—molekula áll rendelkezésre.The general implementation of nucleic acid hybridization involves first immobilizing the selected nucleic acid on a solid support, such as a nitrocellulose plate or nylon membrane, followed by hybridization with a nucleic acid suitable for detection. The disadvantage of such procedures is that the immobilized nucleic acid typically does not bind strongly, resulting in loss of the selected material from the support. This is also compounded by the fact that only a small amount of nucleic acid molecules are available for hybridization.

Ezek a problémák a „szendvics típusú (Sandwich-type) hibridizációs eljárással leküzdhetők. A szendvics típusú eljárás során a kiválasztott nukleinsavat egy, szilárd hordozóhoz kovalensen kötött, befogó (capture) oligonukleotiddal hibridizáltatjuk. Ezután a kimutatásra alkalmas próbát a befogott nukleinsav különböző részeivel hibridizáltatjuk, és a próba jelenlétét mérjük.These problems can be overcome by the “sandwich-type” hybridization method. In the sandwich-type method, the selected nucleic acid is hybridized with a capture oligonucleotide covalently bound to a solid support. Then, the probe suitable for detection is hybridized with different parts of the captured nucleic acid, and the presence of the probe is measured.

Az új, gyógyászati szempontból fontos célok és a diagnosztikai markerek felfedezését nagymértékben előmozdították a nagy, expresszált szekvencia szakaszokat tartalmazó adatbázisokból származó génexpressziós mintázatok analízisére szolgáló eljárások [Fannon, Trends Biotechnoi., 14, 294 (1996)]. Az ilyen, a cDNS-ek széles tartományából származó, szekvenciaadatok az információk tárházát biztosítják a gyógyászati készítmények fejlesztéséhez fontos gének azonosításra. Az egészséges és a beteg szövetek expressziós mintázatának összehasonlítása lehetővé teszi, hogy a génfunkciókkal kapcsolatban következtetéseket vonjunk le és azonosítsunk olyan, gyógyászatilag releváns géneket, melyek gyógyászati kutatási és fejlesztési programok jelöltjei lehetnek .The discovery of new therapeutic targets and diagnostic markers has been greatly facilitated by methods for analyzing gene expression patterns from large databases of expressed sequence regions [Fannon, Trends Biotechnoi., 14, 294 (1996)]. Such sequence data from a wide range of cDNAs provide a wealth of information for identifying genes of interest for drug development. Comparison of expression patterns between healthy and diseased tissues allows inferences to be made about gene function and the identification of therapeutically relevant genes that may be candidates for drug research and development programs.

A szélesebb körű szilárd fázisú cDNS-szintézis és az egyszerű vizsgálatokban a DNS-próbák alkalmazásának egyik jelentős gátja a szilárd hordozó és a - hibridizációs eljárásnak megfelelő - rögzítési eljárás hiánya. A DNS-próbán alapuló hibridizáció során a szilárd hordozó alkalmazását Meinkoth és Wahl tekintette át [Meinkoth és Wahl, Anal. Biochem. 138, 267 (1984)].A major obstacle to the widespread use of solid-phase cDNA synthesis and the use of DNA probes in simple assays is the lack of a solid support and a fixation method suitable for the hybridization process. The use of solid supports in DNA probe-based hybridization has been reviewed by Meinkoth and Wahl [Meinkoth and Wahl, Anal. Biochem. 138, 267 (1984)].

Poli(etilénimin) („PEI) bevonatokat széles körben alkalmaznak a biomolekulák megkötésén alapuló módszerekben. A PEI kötési kapacitása több okra visszavezethetően nagyon magas. Például, a PEI nagyon hidrofil, ezért a biomolekulákat tartalmazó vizes oldatokban rögtön nedvesedik. Ráadá sül, a PEI sok aminocsoportot tartalmaz, melyek a biomolekula savas csoportjaival sókat képes alkotni. Azonban az a készség, mellyel a PEI a biomolekulák vizes oldatait felveszi, pontosan az, ami miatt eddig nem alkalmazták biomolekula—sorozatok elkészítésében. Amikor biomolekulák vizes oldatait PEI rétegre helyezzük, az oldat ahelyett, hogy egy meghatározott, különálló helyen maradna, a PEI bevonaton gyorsan átszívódik.Poly(ethyleneimine) (“PEI”) coatings are widely used in biomolecule-binding methods. The binding capacity of PEI is very high for several reasons. For example, PEI is very hydrophilic, so it readily wets aqueous solutions containing biomolecules. In addition, PEI contains many amino groups that can form salts with acidic groups of biomolecules. However, the ability of PEI to absorb aqueous solutions of biomolecules is precisely why it has not been used to prepare biomolecule arrays. When aqueous solutions of biomolecules are placed on a PEI layer, the solution quickly permeates the PEI coating, rather than remaining in a specific, discrete location.

A rugós szondák általánosan ismertekké váltak, miután ezeket a nyomtatott áramkörű lemezeket gyártó ipar kifejlesztésének kezdetén bevezették. Ezek a szondák olyan mechanikai eszközök, melyek a különféle elektronikai alkatrészek és ezek kapcsolatainak, működő áramkörlemezekbe történő összeszerelésekor szükséges tesztelés során az igényeknek megfelelő pontosság és megbízhatóság kívánalmainak eleget tudnak tenni. A rugós szendék olyan elengedhetetlen elektromechanikai eszközök, melyek jellemzően egy nyomóm— gót, golyót és dugattyút tartalmaznak egy cső alakú foglalatba zárva. Némely szondát specifikusan arra terveztek, hogy áram folyjon keresztül rajta, míg másokat alkatrészeknek az áramkörlemezre történő befúrására, peremezésére, és rögzítésére alkalmaznak, míg vannak olyanok is, melyeket forrasztás kivitelezésére használnak. A rugós szondák tervezése vagy értékesítése kapcsán nem találkozunk olyan információval, mely azt sugallná, hogy ezek az eszközök, mint az oldatok szilárd hordozóra történő transzferében és sorba rendezésében alkalmas mechanikai eszközök, a mikrobiológia, a biokémia vagy a molekuláris biológia terén potenciálisan alkalmazhatók lennének.Spring probes have become widely known since their introduction at the beginning of the development of the printed circuit board manufacturing industry. These probes are mechanical devices that can meet the requirements of accuracy and reliability required for testing various electronic components and their connections when assembled into working circuit boards. Spring probes are essential electromechanical devices that typically consist of a plunger, ball, and piston enclosed in a tubular housing. Some probes are specifically designed to conduct current, while others are used to drill, crimp, and secure components to a circuit board, while others are used to perform soldering. We do not find any information regarding the design or sale of spring probes that would suggest that these devices, as mechanical devices suitable for transferring and sequencing solutions onto a solid support, would have potential applications in the fields of microbiology, biochemistry, or molecular biology.

Eszerint, a biomolekulák szilárd hordozón történő sorba rendezése céljából szükség van nagy hatékonyságú, költségkímélő eszközökre. A találmány szerinti megoldás ezeket és ezekkel rokon előnyöket biztosítja, ahogy ezt részleteiben is közzé tesszük.Accordingly, there is a need for highly efficient, cost-effective means for sequencing biomolecules on solid supports. The present invention provides these and related advantages, as will be described in detail.

Az alábbiakban összefoglaljuk a találmány szerinti megoldást .The solution according to the invention is summarized below.

A találmány tárgyát képezi egy szilárdfázisú mintát visszatartó berendezés, mellyel a korábban tapasztalt technikai akadályok leküzdhetők, és további rokon előnyöket biztosít.The invention provides a solid-phase sample retention device that overcomes the technical obstacles previously encountered and provides additional related advantages.

A találmány egyik megvalósítási módja szerint, egy szilárd fázisú mintát visszatartó hegyet állítunk elő, mely biomolekula szintetizálására vagy azonosítására szolgáló eljárásban alkalmazható. A mintavisszatartó hegy tartalmaz egy szilárd hordozóhegy-kialakítást, amely egy tartótüskéhez csatlakoztatható, és a hegykialakítás, vagy legalábbis annak egy része, egy kémiai réteggel be van vonva. A találmány egy megvalósítási módja szerint, a hegykialakítás a tartótüskéhez elmozdíthatóan csatlakozik. A hegy részben kúp alakú, többszörösen hornyolt. Ezek a hornyok többszörös hőcserélő bordákra illenek, melyek lehetővé teszik a hegykialakítás gyors felmelegítését, illetve lehűtését, abban az esetben, amikor a biomolekulák szintetizálására, illetve azonosítására termociklusos eljárásokat választunk.In one embodiment of the invention, a solid-phase sample retention tip is provided for use in a method for synthesizing or identifying biomolecules. The sample retention tip comprises a solid support tip structure that is attachable to a support mandrel, and the tip structure, or at least a portion thereof, is coated with a chemical layer. In one embodiment of the invention, the tip structure is removably attached to the support mandrel. The tip is partially conical and has multiple grooves. These grooves engage multiple heat exchanger fins that allow the tip structure to be rapidly heated and cooled when thermocycling methods are used to synthesize or identify biomolecules.

A találmány egy másik megvalósítási módja szerint, mintavisszatartó szerkezetet szolgáltatunk biomolekulák szilárd fázisú szintéziséhez, illetve azonosításához. A mintavisszatartó szerkezet tartalmaz egy tartótüskét — a hegy a tartótüskéhez van csatlakoztatva - és egy hegykialakítást, amely, vagy legalábbis egy része, kémiai réteggel be van vonva. A kémiai réteg a biomolekula megkötésére alkalmas, így a biomolekula szilárd fázisú mintát alkot a hegy szerkezetén. A találmány egy megvalósítási módja szerint, a tartotüske egy rugós szonda, vagy valamilyen más rugós tű. A hegykialakítás nylon 6/6 családba tartozó anyagból készült és elmozdíthatóan csatlakoztatható a rugós szondához.In another embodiment of the invention, a sample retention structure is provided for solid-phase synthesis and/or identification of biomolecules. The sample retention structure includes a holding pin—the tip is connected to the holding pin—and a tip structure that is, or at least a portion of it, coated with a chemical layer. The chemical layer is adapted to bind the biomolecule, such that the biomolecule forms a solid-phase pattern on the tip structure. In one embodiment of the invention, the holding pin is a spring probe, or some other spring pin. The tip structure is made of a material belonging to the nylon 6/6 family and is removably connectable to the spring probe.

A találmány egy másik megvalósítási módja szerint, egy sorozat szilárdfázisú mintát visszatartó szerkezetet („assemblies) biztosítunk, ahol a tartótüskék az alappal egy kiválasztott sorrend szerint vannak összekötve. A tartótüskék mindegyikének végső része az alaptól el van választva és a hegyszerkezetek sokasága a végrészhez van csatlakoztatva. A kémiai réteg a hegyszerkezetet, vagy legalábbis egy részét, borítja. A kémiai rétég a biomolekula megkötésére alkalmas, így a biomolekula szilárdfázisú mintát alkot a hegy szerkezetén.In another embodiment of the invention, a series of solid-phase sample retention assemblies are provided, wherein the support pins are connected to the base in a selected order. The end portion of each of the support pins is separated from the base and a plurality of tip structures are connected to the end portion. The chemical layer covers the tip structure, or at least a portion thereof. The chemical layer is capable of binding the biomolecule, such that the biomolecule forms a solid-phase sample on the tip structure.

A találmány egy másik megvalósítási módja szerint, sgy szilárdfázisú mintát visszatartó szerkezetet mikroti— terlemezzel kombinálunk. A mikrotiterlemez lyuka úgy van kialakítva, hogy egy meghatározott térfogatú, biomolekulát tartalmazó, mintát tartalmazzon. A szilárdfázisú mintát visszatartó szerkezet úgy van méretezve, hogy a szerkezet vagy legalábbis egy része - a lyukba beleérjen. A szilárdfázisú mintát visszatartó szerkezet tartalmaz egy tartótüskét, a hegyszerkezet a tartótüskéhez csatlakozik úgy, hogy a hegyszerkezet elmozdithrtóan pozícionálható a mikrotiterlemez lyukába, és a kémiai réteg beborítja a hegyszerkezetet, vagy legalábbis egy részét. A kémiai réteg a biomolekula megkötésére alkalmas, így a biomolekula szilárdfázisú mintát alkot a hegy szerkezetén.According to another embodiment of the invention, a solid-phase sample retaining structure is combined with a microtiter plate. The well of the microtiter plate is designed to contain a defined volume of sample containing a biomolecule. The solid-phase sample retaining structure is sized so that the structure, or at least a portion thereof, extends into the well. The solid-phase sample retaining structure includes a support pin, the tip structure is connected to the support pin such that the tip structure can be movably positioned in the well of the microtiter plate, and the chemical layer covers the tip structure, or at least a portion thereof. The chemical layer is adapted to bind the biomolecule, such that the biomolecule forms a solid-phase pattern on the tip structure.

A találmány egy megvalósítási módja szerint, a mikrotiterlemezben lyukak sokasága található, és a szilárd fázisú minta visszatartó szerkezet - egy kiválasztott rendszer szerint rendezett - tartótüskék sokaságát tartalmazza, és a hegyszerkezetek sokasága a tartótüskékkel van oly módon összekötve, hogy szilárdfázisú mintát visszatartó hegyekneknek a mikrotiterlemez lyukainak sokaságára pozícionálható elrendezését biztosítsa.In one embodiment of the invention, the microtiter plate has a plurality of wells, and the solid phase sample retention structure includes a plurality of support pins arranged in a selected pattern, and the plurality of tip structures are connected to the support pins in a manner that provides a positionable arrangement of solid phase sample retention tips over the plurality of wells of the microtiter plate.

A találmány egy másik nézőpontjából nézve, szilárdfázisú mintát visszatartó hegyeket kombinálunk olyan mikrotiterlemezzel, melyben lyukak sokasága található. A szilárdfázisú mintát visszatartó hegyeket elmozdíthatóan pozícionáljuk a mikrotiterlemez lyukain belül. A mikrotiterlemez és a mintavisszatartó hegyek egy egységként tárolhatók, így a mintavisszatartó hegyen lévő szilárd fázisú mintát, a szintetizálási, vagy elemzési eljárás szükségletei szerint könnyen lehet tárolni.In another aspect of the invention, solid-phase sample retention tips are combined with a microtiter plate having a plurality of wells. The solid-phase sample retention tips are movably positioned within the wells of the microtiter plate. The microtiter plate and sample retention tips can be stored as a unit, so that the solid-phase sample on the sample retention tip can be easily stored as needed for the synthesis or analysis process.

Egy másik nézőpontból a találmány tárgyát képezi a szilárd fázisú molekuláris biológiai eljárásokban alkalmaz ható - szilárdfázisú mintát visszatartó hegy gyártására irányuló eljárás. Az eljárás magában foglalja az alapanyag hegykialakítássá történő formázásának lépéseit - mely hegykialakítást egy tartótüskéhez lehet erősíteni és mely hegykialakítást, vagy legalábbis egy részét, kémiai réteg borítja, mely kémiai réteg a biomolekulát megköti, így a biomolekula szilárdfázisú mintát alkot a hegy kialakításán - és a kémiai réteg rögzítését az alapanyaghoz. A találmány egy megvalósítási módja szerint, a kémiai réteg poli(etilénimin) és az alapanyag nylon 6/6 anyag, és a kémiai réteg alapanyaghoz történő rögzítése magában foglalja a poli(etilénimin) kovalens rögzítését a nylon 6/6 anyaghoz.In another aspect, the invention provides a method for manufacturing a solid-phase sample-retaining tip for use in solid-phase molecular biology methods. The method includes the steps of forming a base material into a tip configuration, which tip configuration is attachable to a support mandrel and which tip configuration, or at least a portion thereof, is covered with a chemical layer, which chemical layer binds a biomolecule such that the biomolecule forms a solid-phase sample on the tip configuration, and attaching the chemical layer to the base material. In one embodiment of the invention, the chemical layer is poly(ethyleneimine) and the base material is nylon 6/6, and attaching the chemical layer to the base material includes covalently attaching the poly(ethyleneimine) to the nylon 6/6.

A találmány egy másik megvalósítási módja a biomolekula szilárd fázisú mintává alakítására irányul. Az eljárás magában foglalja a hegyszerkezet egy részének a biomolekulát tartalmazó oldatba való bemártásának lépéseit. A hegyszerkezetnek van egy szubsztrátum-kötő része, mely részen kémiai bevonat található, amely kémiai réteghez a biomolekula hozzá tud kötődni. A biomolekulát a kémiai réteghez kötjük, mely biomolekula így szilárd fázisú mintát képez a hegyszerkezeten, majd miután a biomolekula a kémiai réteghez kötődött, a hegyszerkezetet az oldatból eltávolítjuk.Another embodiment of the invention is directed to converting a biomolecule into a solid-phase pattern. The method includes the steps of immersing a portion of a tip structure in a solution containing the biomolecule. The tip structure has a substrate-binding portion, which portion has a chemical coating to which the biomolecule can bind. The biomolecule is bound to the chemical layer, which biomolecule thus forms a solid-phase pattern on the tip structure, and then after the biomolecule has bound to the chemical layer, the tip structure is removed from the solution.

A találmány egy másik nézőpontja szerint, az eljárás magában foglalja a szilárd fázisú hegyszerkezetnek a tároló alkatrészben történő tárolásának lépéseit, mely tárolás a biomolekulának a kémiai réteghez való kötődése után történik. A találmány egy megvalósítási módja szerinti tároló alkatrész egy mikrotiterlemez, melyben lyuk van. A tárolási lépés magában foglalja a hegyszerelvény lyukba helyezését mely lépés a biomolekulának a kémiai réteghez való kötődése után történik — és a mikrotiterlemez és a hegyszerkezet egy egységként történő elhelyezését a tárolási helyen.According to another aspect of the invention, the method includes the steps of storing the solid-phase tip assembly in the storage component, which storage occurs after the biomolecule has been bound to the chemical layer. According to one embodiment of the invention, the storage component is a microtiter plate having a hole therein. The storing step includes placing the tip assembly in the hole, which step occurs after the biomolecule has been bound to the chemical layer—and placing the microtiter plate and the tip assembly as a unit in the storage location.

Az alábbiakban röviden ismertetjük a leíráshoz tartozó ábrákat .Below is a brief description of the figures included in the description.

Az 1. ábra mintaként - a találmány megvalósítási módjával összhangban - egy sorozat szilárdfázisú mintát visszatartó szerkezet izometrikus nézetét tartalmazza.Figure 1 is an isometric view of a series of solid-phase sample retaining structures, in accordance with an embodiment of the invention.

A 2A. ábra a szilárdfázisú mintát visszatartó szerkezet, lényegében az 1. ábra 2-2 sora mentén vett, keresztmetszetének felnagyításaFigure 2A is an enlarged cross-section of the solid-phase sample retaining structure, taken substantially along line 2-2 of Figure 1.

A 2B. ábra a találmány egy alternatív megvalósítási módja szerinti szilárdfázisú m. ntát visszatartó szerkezet keresztmetszetét mutatja.Figure 2B shows a cross-section of a solid-phase material retaining structure according to an alternative embodiment of the invention.

A 3. ábra az 1. ábrán bemutatott, szilárdfázisú mintát visszatartó szerkezet hegyének részlegesen felnagyított metszetraj za.Figure 3 is a partially enlarged cross-sectional view of the tip of the solid-phase sample retaining structure shown in Figure 1.

A 4. ábra a hegy kialakításának felnagyított, a 3. ábrának lényegében a 4-4 sora mellett felvett, keresztmetszeti képe.Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the tip design, taken substantially along line 4-4 of Figure 3.

Az 5. ábra az 1. ábra tömbjének oldalnézeti képét mutatja folytonos vonallal rajzolva egy — biomolekula mintákkal töltött lyukak sokaságát tartalmazó - mikrotiterlemez fölé pozícionált állapotban. Szaggatott vonallal azt az állapotot ábrázoltuk, amikor a hegyszerkezetek leeresztett állapotban a lyukak belsejébe vannak pozícionálva.Figure 5 shows a side view of the array of Figure 1, drawn in solid lines, positioned above a microtiter plate containing a plurality of wells filled with biomolecule samples. The dashed lines show the state where the tip structures are positioned inside the wells in a lowered state.

A 6. ábra az 1. ábra elrendezésének oldalnézeti képét mutatja abban az állapotban, amikor a hegyszerkezetek sokasága a mikrotiterlemez lyukaiba van pozícionálva.Figure 6 shows a side view of the arrangement of Figure 1 in a state where the plurality of tip structures are positioned in the wells of the microtiter plate.

Ezek és a találmány egyéb szempontjai a következő részletes leírás és a mellékelt ábrák alapján nyilvánvalóak. Emellett, a fent említett különböző hivatkozások teljes egészében a kitanítás részét képezik.These and other aspects of the invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings. In addition, the various references mentioned above are incorporated herein by reference in their entirety.

Az alábbiakban részletesen ismertetjük a találmány szerinti megoldást.The solution according to the invention is described in detail below.

A következő leírásban számos szakkifejezést szélesebb értelemben használunk. A következő meghatározások a találmány értelmezésének elmozdítását szolgálják.In the following description, many technical terms are used in their broadest sense. The following definitions are provided to assist in understanding the invention.

A „struktúrgén (structural gene) kifejezés olyan nukleotidszekvenciát jelent, mely hírvivő RNS-re (messenger RNS, mRNS) íródik át és a hírvivő RNS egy specifikus polipeptidre jellemző aminosavsorrenddé transzlálódik.The term "structural gene" refers to a nucleotide sequence that is transcribed into messenger RNA (mRNA), and the messenger RNA is translated into the amino acid sequence characteristic of a specific polypeptide.

A leírás szerinti értelemben, a „nukleinsaV vagy „nukleinsav-molekula bármilyen dezoxiribonukleinsav (DNS), ribonukleinsav (RNS), oligonukleotid, polimeráz-láncreakcióval (PCR) előállított fragmentum, és bármilyen ligációval, vágással, endonukleázzal vagy exonukleázzal előállított fragmentumot jelent. A nukleinsavak monomerek lehetnek természetben található nukleotidok (mint például a dezoxiribonukleotidok és a ribonukleotidok), vagy a természetben előforduló nukleotidok analógjai (például a természetben előforduló nukleotidok α-enantiomerjei), illetve mindkettő kombinációja. A módosított nukleotidok esetében a módosítás lehet a cukorrészen és/vagy a pirimidin-, illetve a purinbázis részen. A cukorrészen történt módosítások magukban foglalják például egy vagy több hidroxilcsoport halogénekkel, aminokkal, alkil és azid csoportokkal történt cseréjét, illetve a funkcionális csoportok éterré vagy észterré történő átalakítását. Azonkívül, a teljes cukorrészt helyettesíteni lehet szférikusán-, illetve a töltések szempontjából hasonló szerkezetekkel, mint például azacukrokkal és karboxilezett cukoranalógokkal. A bázison történő módosítások példái magukban foglalják az alkilált purinokat és pirimidineket, az acilált purinokat és pirirnidineket, és más jól ismert heterociklusos szubsztitúciókat. A nukleinsav monomerek összekapcsolódhatnak foszfodiészter kötésekkel vagy ezzel analóg kötésekkel. A foszfodiészter kötések analógjai közé tartoznak a foszforotioát, a foszforoditioáat, a foszforosze.1 enoát, a foszforodiszeleneoát, a foszforoanilotioát, a foszforoanilidát, a foszforamidát és hasonló kötések. A „nukleinsav kifejezés jelenti az úgynevezett „peptid nukleinsav-akat is, amelyek természetes eredetű vagy módosított nukleinsav bázisok és egy poliamidváz összekapcsolódásával keletkeznek. A nukleinsav lehet egyszálú vagy kétszálú.As used herein, "nucleic acid" or "nucleic acid molecule" means any deoxyribonucleic acid (DNA), ribonucleic acid (RNA), oligonucleotide, fragment produced by polymerase chain reaction (PCR), and any fragment produced by ligation, cleavage, endonuclease, or exonuclease. Nucleic acid monomers may be naturally occurring nucleotides (such as deoxyribonucleotides and ribonucleotides), or analogs of naturally occurring nucleotides (such as α-enantiomers of naturally occurring nucleotides), or combinations of both. In the case of modified nucleotides, the modification may be on the sugar moiety and/or the pyrimidine or purine base moiety. Modifications to the sugar moiety include, for example, the replacement of one or more hydroxyl groups with halogens, amines, alkyl, and azide groups, or the conversion of functional groups to ethers or esters. In addition, the entire sugar moiety may be replaced with spherical, or with similar structures in terms of charges, such as azasugars and carboxylated sugar analogs. Examples of modifications at the base include alkylated purines and pyrimidines, acylated purines and pyrimidines, and other well-known heterocyclic substitutions. The nucleic acid monomers may be linked by phosphodiester linkages or analogous linkages. Analogs of phosphodiester linkages include phosphorothioate, phosphorodithioate, phosphorose. 1 enoate, phosphorodiselenoate, phosphoroanilothioate, phosphoroanilide, phosphoramidate, and similar linkages. The term "nucleic acid" also includes so-called "peptide nucleic acids," which are formed by the association of naturally occurring or modified nucleic acid bases with a polyamide backbone. The nucleic acid may be single-stranded or double-stranded.

Egy „izolált nukleinsav-molekula kifejezésen egy olyan nukleinsav-molekulát értünk, mely nincs integrálva egy szervezet genomi eredetű DdS-ébe. Például, egy interleukin-2-t kódoló DNS-molekulát, melyet egy emlős sejt genomi eredetű DNS-éből különítettünk el, izolált DNSmolekulának tekintünk. Az izolált DNS-molekula egy másik példája egy kémiailag szintetizált nukleinsav-molekula, mely nincs integrálva egy szervezet genomjába.An "isolated nucleic acid molecule" is a nucleic acid molecule that is not integrated into the genomic DNA of an organism. For example, a DNA molecule encoding interleukin-2 that has been isolated from the genomic DNA of a mammalian cell is considered an isolated DNA molecule. Another example of an isolated DNA molecule is a chemically synthesized nucleic acid molecule that is not integrated into the genome of an organism.

A leírás szerinti értelemben, a „biomolekula kifejezés nukleinsav-molekulát, vagy aminosav(ak)ból, illetve aminosav analóg(ok)ból álló polimert jelent.As used herein, the term "biomolecule" refers to a nucleic acid molecule or a polymer composed of amino acid(s) or amino acid analog(s).

A leírás szerinti értelemben, a „kimutatható szakasz (detectable tag), vagy a „kimutatható jelzés (detectable label) egy olyan molekulát vagy atomot jelent, mely egy nukleinsav-molekulához konjugálva a kimutatási eljárásokban hasznosítható jelzést állít elő. Az ilyen szakaszok vagy jelzések magukban foglalják a fotoaktív ágenseket vagy festékeket, a rádióizotópokat, fluoreszcens ágenseket, tömegspektrometriával kimutatható szakaszokat, illetve más molekulákat és jelző fragmentumokat. A fluorescens jelzésre alkalmas vegyületek magukban foglalják a fluorescein izotiocianátot, a rodamint, a fikoeritrint, a fikocianint, az allofikocianint, az o-ftálaldehidet és a fluoreszkamint. A kemiluminescens jelzésre alkalmas vegyületek magukban foglalják a luminolt, az izoluminolt, aromás akridinésztereket, imidazolokat, akridin sókat és oxalát észtereket. A kimutatható szakaszként alkalmazható bioluminescens vegyületek magukban foglalják a luciferint, a luciferázt és az aequorint.As used herein, a "detectable tag" or "detectable label" refers to a molecule or atom that, when conjugated to a nucleic acid molecule, produces a label useful in detection methods. Such labels or labels include photoactive agents or dyes, radioisotopes, fluorescent agents, mass spectrometrically detectable labels, and other molecules and labeling fragments. Compounds suitable for fluorescent labeling include fluorescein isothiocyanate, rhodamine, phycoerythrin, phycocyanin, allophycocyanin, o-phthalaldehyde, and fluorescamine. Compounds suitable for chemiluminescent labeling include luminol, isoluminol, aromatic acridine esters, imidazoles, acridine salts, and oxalate esters. Bioluminescent compounds suitable for use as detectable labels include luciferin, luciferase and aequorin.

A „komplementer DNS (eDNS) (complementary DNA (cDNA)) kifejezésen olyan egyszálú DNS-molekulát értünk, melyet egy mRNS-templátról reverz transzkriptáz enzimmel állítunk elő. Jellemzően, a reverz transzkripció megindítására a mRNS egy részével komplementer láncindítót alkalmaz nak. A szakember a „cDNS kifejezést az olyan kétszálú DNSre is használja, mely DNS-molekula, egy ilyen egyszálú DNSmolekula mellett ennek a komplementer DNS szálát is tartalmazza.The term "complementary DNA (cDNA)" refers to a single-stranded DNA molecule that is produced from an mRNA template by the enzyme reverse transcriptase. Typically, a primer complementary to a portion of the mRNA is used to initiate reverse transcription. The term "cDNA" is also used by those skilled in the art to refer to a double-stranded DNA molecule that contains, in addition to such a single-stranded DNA molecule, its complementary DNA strand.

Az „expresszied kifejezésen egy gén termékének bioszintézisét értjük. Például, egy struktúrgén esetében, az expresszió magában foglalja a struktúrgén mRNS-re történő átírását és a mRNS egy vagy több polipeptiddé történő transzlációj át.The term "expressed" refers to the biosynthesis of the product of a gene. For example, in the case of a structural gene, expression includes the transcription of the structural gene into mRNA and the translation of the mRNA into one or more polypeptides.

A leírás szerinti értelemben, a „klónozó vektor (cloning vector) egy olyan nukleinsav-molekula - például plazmád, kozmid vagy bakteriofág - mely a gazdasejtben autonóm replikációra képes. A klónozó vektorok jellemzően tartalmaznak egy, vagy kisszámú restrikciós endonukleáz vágóhelyet, mely helyekre idegen eredetű nukleotid szekvenciák, illetve, a klónozó vektorral transzformált sejtek azonosítására és kiválasztására elkalmas, markergént kódoló nukleotid szekvenciák meghatározott módon beilleszthetők anélkül, hogy a vektor elengedhetetlenül szükséges biológiai működései elvesznének. A markergének jellemzően olyan gének lehetnek, melyek tetraciklin- vagy ampicillin rezisztenciát biztosítanak.As used herein, a "cloning vector" is a nucleic acid molecule, such as a plasmid, cosmid, or bacteriophage, that is capable of autonomous replication in a host cell. Cloning vectors typically contain one or a small number of restriction endonuclease cleavage sites into which foreign nucleotide sequences or nucleotide sequences encoding marker genes useful for identifying and selecting cells transformed with the cloning vector can be inserted in a specific manner without losing the essential biological functions of the vector. The marker genes may typically be genes that confer tetracycline or ampicillin resistance.

A leírás szerinti értelemben, az „expressziós vektor (expression vector) olyan nukleinsav-molekula, mely a gazdasejtben expresszálódó gént kódol. A génexpressziót jellemzően egy promoter, és választhatóan legalább egy regulációs elem szabályozza. Egy ilyen regulációs elemről azt tartják, hogy a promoterhez „működésképesen van kapcsolva .As used herein, an "expression vector" is a nucleic acid molecule that encodes a gene that is expressed in a host cell. Gene expression is typically controlled by a promoter and optionally at least one regulatory element. Such a regulatory element is said to be "operably linked" to the promoter.

Hasonlóképpen, a regulációs elem és a promoter abban az esetben van működésképesen összekapcsolva, ha a regulációs elem a promoter aktivitását befolyásolja.Similarly, a regulatory element and a promoter are operably linked if the regulatory element influences the activity of the promoter.

A „rekombmáns gazda (recombinant host) kifejezésen bármilyen olyan prokarióta vagy eukarióta sejtet értünk, mely klónozó vektort vagy expressziós vektort tartalmaz. Ez a kifejezés egyúttal olyan prokarióta vagy eukarióta sejteket is jelent, melyek kromoszómája vagy genomja, génsebészeti úton bevitt, klónozott géneket tartalmaz.The term "recombinant host" refers to any prokaryotic or eukaryotic cell that contains a cloning vector or expression vector. This term also includes prokaryotic or eukaryotic cells whose chromosome or genome contains cloned genes introduced by genetic engineering.

A leírás szerinti értelemben, a „hibotrópf' (hybotrope) kifejezés jelenti bármilyen kémiai anyag vagy kémiai anyagok bármilyen keverékének - puffért, kelátort, sókat és/vagy detergenseket tartalmazó - vizes vagy szerves oldatát, mely a referencia oldatban (0.165 M NaCl, 0.01 M Tris, pH 7.2, 5 mM EDTA és 0.1% SDS) mérthez képest legalább 20%-ban megváltoztatja a nukleinsav duplex entalpiáját. Azaz, a nukleinsav duplex energiatartalma lecsökken. A referenciának, immobilizált nukleotidként az 5'GTCATACTCCTGCTTGCTGATCCACATCTG-3' szekvenciát, a szekvencialistában a 9. azonosítószámon megadott szekvencia, míg oldott nukleotidként jellemzően az 5'-végén fluorokrómmal, mint például Texas Red-del (lexas vörös), jelzett 5'TGTGGATCAGCAAGCAGGAGTATG-3' szekvenciát, mely a szekvencialistában a 10. azonosítószámon megadott szekvencia, alkalmaztuk. Az oligonukleotid duplex (24 nukleotid hosszúságú) „helikális-rendezetlen átmenete („helix to coil transition; HCT) 25°C vagy kevesebb. A HCT az azon két hő mérséklet közötti különbség, amelyek közül az egyiken a duplex 80%-a, másikon a duplex 20%-a egyszálú. Egy „hibotrópként definiálandó oldatra nézve az átlagos minimális lejtés a HCT első deriváltja, és értéke 2,4 1/°C egységekben kivelyezve [(80% egyszálú - 20% egyszálú)/25°C].As used herein, the term "hybotrope" refers to an aqueous or organic solution of any chemical substance or mixture of chemical substances, containing buffers, chelators, salts and/or detergents, which changes the enthalpy of the nucleic acid duplex by at least 20% compared to that measured in a reference solution (0.165 M NaCl, 0.01 M Tris, pH 7.2, 5 mM EDTA and 0.1% SDS). That is, the energy content of the nucleic acid duplex is reduced. The reference, immobilized nucleotide is the sequence 5'GTCATACTCCTGCTTGCTGATCCACATCTG-3', as given in the sequence listing at ID No. 9, while the dissolved nucleotide is typically 5'TGTGGATCAGCAAGCAGGAGTATG-3' labeled at the 5'-end with a fluorochrome, such as Texas Red. sequence, which is the sequence given in the sequence listing at accession number 10, was used. The “helix to coil transition” (HCT) of the oligonucleotide duplex (24 nucleotides in length) is 25°C or less. The HCT is the difference between two temperatures at which 80% of the duplex is single-stranded and 20% of the duplex is single-stranded. For a solution to be defined as “hybotropic,” the average minimum slope is the first derivative of the HCT and is 2.4 1/°C expressed in units of [(80% single-stranded - 20% single-stranded)/25°C].

A leírás szerinti értelemben, a „Tm az a hőmérséklet, melynél a nukleinsav duplex molekulák fele egyszálú. Amíg a Tm értéket oldatra állapítjuk meg, addig a duplex Td értéke, a szilárd hordozóhoz rögzített állapotra vonatkozik. Mindkét kifejezés azt a hőmérsékletet jelzi, melynél a duplexek fele egyszálú.As used herein, "T m is the temperature at which half of the nucleic acid duplex molecules are single-stranded. While T m is determined for a solution, T d of the duplex refers to the state when attached to a solid support. Both terms indicate the temperature at which half of the duplexes are single-stranded.

A leírás szerinti értelemben, a „szórás (stringency) az adott körülmények között végrehajtott hibridizálás során, a hibásan egyeztetett bázispárok még elfogadható százaléka .In the sense of the description, "stringency" is the acceptable percentage of mismatched base pairs during hybridization under given conditions.

A leírás szerinti értelemben, a „megkülönböztetés (discrimination) kifejezés a tökéletes bázispárosítású duplex és a hibás egyeztetéseket tartalmazó duplex Td-jei közötti különbség.As used herein, the term "discrimination" refers to the difference between the T d of a duplex with perfect base pairing and a duplex containing mismatches.

A leírás szerinti értelemben, a „megkülönböztetési hőmérséklet (discrimination temperature) kifejezés azt a hőmérsékletet jelenti, melynél végrehajtott hibridizáció lehetővé teszi, azonosítsuk és megkülönböztessük a hibás egyeztetéseket tartalmazó duplexeket és a tökéletesen egyeztetett duplexeket.As used herein, the term "discrimination temperature" refers to the temperature at which hybridization performed allows duplexes containing mismatches to be identified and distinguished from duplexes that are perfectly matched.

Szilárd hordozóSolid carrier

Az ábrák a találmány szerinti megoldás egyik példája szerinti (10) elrendezés 12 szilárdfázisú mintát visszatarThe figures show an arrangement (10) according to an example of the solution according to the invention retaining 12 solid-phase samples.

- 16 - ; .- 16 - ; .

tó szerkezetet ábrázolnak illusztrációs célokból. Ahogyan az legjobban az 1. ábrán látható, a (10) elrendezés magában foglalja a (12) mintát visszatartó szerkezetek sokaságát az (14) alapkialakításhoz illesztve. A (12) mintát visszatartó szerkezetek mindegyike magában foglal egy (16) tartótüskét, melynek az (18) egyik vége szilárdan az (14) alapkialakításhoz van rögzítve, a (16) tartótüske (22) másik vége pedig a (20) mintát visszatartó hegyhez illeszkedik. A találmány szerinti megoldás példájában, minden egyes (20) mintát visszatartó hegy szilárd, Nylon 6/6 anyagból álló, hordozókialakítás. A Nylon 6/6 (24) poli(etilénimin) (PEI) réteggel vagy más kiválasztott kémiai réteggel van bevonva. A (24) PEI réteg vagy más kiválasztott kémiai réteg alkalmas egy kiválasztott biomolekula megkötésére, és így szilárdfázisú minta kialakítására. A szilárdfázisú mintát egy vagy több nukleinsav szintet!zálási vagy kimutatási eljárásában alkalmazzuk.1, the assembly (10) includes a plurality of sample retaining structures (12) attached to a base (14). Each of the sample retaining structures (12) includes a holding pin (16) having one end (18) fixedly attached to the base (14) and the other end (22) of the holding pin (16) engaging a sample retaining tip (20). In an exemplary embodiment of the present invention, each sample retaining tip (20) is a solid support structure of Nylon 6/6. The Nylon 6/6 is coated with a layer of (24) poly(ethyleneimine) (PEI) or other selected chemical layer. The (24) PEI or other selected chemical layer is suitable for binding a selected biomolecule to form a solid phase sample. The solid phase sample is used in a method for synthesizing or detecting one or more nucleic acids.

A találmány szerinti megoldást bemutató (10) elrendezés tartalmaz nyolc sor, soronként tizenkét darab, lényegében párhuzamosan elrendezett, (12) mintát visszatartó szerkezetet. A nyolc sor (12) mintát visszatartó szerkezet egy kilencvenhat (12) mintát visszatartó szerkezetet tartalmazó elrendezést határoz meg, mely esetében a (12) mintát visszatartó szerkezetek az (14) alapkialakításán egymástól egyenlő távolságra helyezkednek el. A (12) mintát visszatartó szerkezetek mindegyike nagyjából egyenlő hosszúságú, így a (20) mintát visszatartó hegyek az alaptól egyenlő távolságra vannak, ezáltal egy lényegében azonos síkban fék vő, szilárdfázisú mintát visszatartó hegykialakításokból álló elrendezést határolnak körül. A (20) mintát visszatartó hegyek egymástól olyan távolságra helyezkednek el, hogy jól illeszkedjenek egy hagyományos 96-lyukú Cetus lemezbe, vagy egy olyan mikrotiterlemezbe, amely alkalmas biomolekulák vagy nukleinsavak folyékony mintáinak felvételére és megtartására. Bár a találmány szerinti megoldásra példaként szereplő elrendezésben egy 8*12 (12) mintát visszatartó szerkezet szerepel, alternatív megvalósítások más felépítésűek lehetnek, beleértve az 1*8 elrendezést, az 1*12 elrendezést, és a 4*12 elrendezést, vagy esetleg ezeknél nagyobb elrendezéseket, mint például a 16*24 elrendezést.The arrangement (10) of the present invention includes eight rows of twelve sample retaining structures (12) arranged substantially in parallel. The eight rows of sample retaining structures (12) define an arrangement of ninety-six (12) sample retaining structures, wherein the sample retaining structures (12) are equidistant from each other on a base (14). The sample retaining structures (12) are each of approximately equal length, such that the sample retaining tips (20) are equidistant from the base, thereby defining an arrangement of solid-phase sample retaining tip structures that are substantially coplanar. The sample retaining tips (20) are spaced apart to fit well into a conventional 96-well Cetus plate or a microtiter plate suitable for receiving and retaining liquid samples of biomolecules or nucleic acids. Although the exemplary arrangement of the present invention includes an 8*12 (12) sample retaining structure, alternative embodiments may have other configurations, including a 1*8 arrangement, a 1*12 arrangement, and a 4*12 arrangement, or possibly larger arrangements such as a 16*24 arrangement.

A találmány szerinti megoldásra példaként szereplő kilencvenhat (20) mintát visszatartó hegy alkalmas a Cetus lemez, biomolekulákat tartalmazó, lyukaiba való bemerítésre, így a biomolekulák a (24) PEI réteghez kémiailag kötődnek. Miután a (20) mintát visszatartó hegyeket a mintából eltávolítjuk, a biomolekulák a (24) PEI réteghez tapadnak, ezáltal a biomolekulák szilárdfázisú mintát képeznek. A (20) mintát visszatartó hegyek rajtuk a szilárdfázisú mintával, ezután szintetizálási vagy analitikai eljárásokban, mint például szilárdfázisú nukleinsav vizsgálatok, illetve - a későbbiekben sokkal részletesebben leírt - kimutatási eljárásokban alkalmazhatókThe ninety-six (20) sample retention tips, as an example of the solution according to the invention, are suitable for immersion in the wells of the Cetus plate containing biomolecules, such that the biomolecules chemically bond to the PEI layer (24). After the sample retention tips (20) are removed from the sample, the biomolecules adhere to the PEI layer (24), thereby forming a solid-phase sample. The sample retention tips (20) with the solid-phase sample thereon can then be used in synthesis or analytical processes, such as solid-phase nucleic acid assays, or - as described in much greater detail below - detection processes.

A találmány egy megvalósítási módja szerint, az (10) elrendezést robottal, vagy automata működtető szerkezettel üzemeltetjük. Az (14) alapkialakítást a működtető szerkeAccording to one embodiment of the invention, the arrangement (10) is operated by a robot or an automatic actuator. The basic configuration (14) is provided by the actuator.

Ls. =.:. J, ·” zetre erősítjük és a (12) mintát visszatartó szerkezetet az (14) alapkialakítás fölé helyezzük. Az automatizált tesztelés alatt a működtető szerkezet gyorsan és hibátlanul mozgatja az (10) elrendezést a kiválasztott, beszabályozott helyre vagy helyzetbe az előre meghatározott tesztelési, szintetizálási vagy analitikai eljárás igényei szerint. Az (10) elrendezéssel és a kilencvenhat szilárdfázisú mintával, az ilyen automatizált tesztelés lényegesen gyorsabb tesztelési, szintetizálási, vagy analitikai eljárások kivitelezését teszi lehetővé.Ls. =.:. J, ·” is attached to the fixture and the sample retaining structure (12) is placed over the base structure (14). During automated testing, the actuator quickly and accurately moves the assembly (10) to the selected, adjusted location or position according to the needs of the predetermined testing, synthesizing or analytical procedure. With the assembly (10) and the ninety-six solid-phase samples, such automated testing allows for significantly faster testing, synthesizing or analytical procedures.

Részben a (12) mintát visszatartó szerkezet (16) tartótüskéjének köszönhetően az (10) elrendezés automatizált eljárásokban kitűnően alkalmazható. Ahogyan az legjobban a 2A. ábrán látszik a (16) tartctüskék mindegyike egy rugós szonda - melyet jellemzően elektronikus alkatrészek összeszerelésére és tesztelésére alkalmaznak - , azonban e szondákat a találmány szerinti megoldásra alkalmassá tettünk. A rugós szonda általában tartalmaz egy (28) házat, mely egy (30) kitérítő alkatrészt foglal magában. A (32) dugattyú beleér a (28) házba, így a (34) dugattyú első vége a (28) házon belül az (30) kitérítő alkatrésszel szemben, a (36) dugattyú második vége a (28) házon kívül helyezkedik el. A találmány szerinti megoldás példájában, a (30) kitérítő alkatrész egy nyomórugó, mely a (32) dugattyút az (14) alapkialakítás felé nyomja. A (34) dugattyú első végén egy (38) perem található, mely egy (40) ütközőnek ütközik, megakadályozva ezzel, hogy a (32) dugattyú radiálisán a (28) házból kilökődjék és behatárolja a (32) dugattyú maximális kitér jedését a (28) háznak megfelelően. A (36) dugattyú második vége az (14) alapkialakításhoz mereven van rögzítve, és a (32) dugattyú lényegében az (14) alapkialakításra merőleges irányba távolodva nyúlik ki.In part, the arrangement (10) is eminently suitable for automated processes due to the support pin (16) of the sample retaining structure (12). As best seen in FIG. 2A, each of the support pins (16) is a spring-loaded probe, typically used for assembly and testing of electronic components, but these probes have been adapted for use in the present invention. The spring-loaded probe generally includes a housing (28) that includes a deflector member (30). The piston (32) is received in the housing (28) so that the first end of the piston (34) is located within the housing (28) opposite the deflector member (30), and the second end of the piston (36) is located outside the housing (28). In an example of the present invention, the deflector member (30) is a compression spring that biases the piston (32) toward the base (14). A flange (38) is provided at the first end of the piston (34) which abuts against a stop (40) to prevent the piston (32) from being radially ejected from the housing (28) and to limit the maximum travel of the piston (32) relative to the housing (28). The second end of the piston (36) is rigidly secured to the base (14) and the piston (32) extends outwardly in a direction substantially perpendicular to the base (14).

A találmány szerinti megoldás példájában, a (28) ház (42) belső cilindert és (44) külső cilindert tartalmaz. A (30) kitérítő alkatrész és a (34) dugattyú első vége a (42) belső cilinderen belül helyezkedik el. A (44) külső cilinder eltávolíthatóan magában foglalja a (42) belső cilindert súrlódásosán rögzíti, így a (42) belső cilinder és a (44) külső cilinder egymáshoz eltávolíthatóan rögzül. A (44) külső cilinder vége a (46) távolabbik végződés, amely az (14) alapkialakítástól távolabb esik, és amely a (20) hegykialakításhoz csatlakozik. Eszerint, a (44) külső cilinder és a (20) hegykialakítás egy egységként eltávolítható a (42) belső cilinderből és a (32) dugattyútól, melyek az (20) alapkialakításhoz rögzített állapotban maradnak. így, a (44) külső cilinder és a (20) hegykialakítás, egy egységként könnyen és gyorsan cserélhető anélkül, hogy az egész rugós szondát cserélni kellene. A célra alkalmas rugós szondák beszerezhetők az Everett Charles (Pomona, California), Interconnect Devices (Kansas City, Kansas), Test Connections, Inc. (Upland, California), és más gyártóktól. Bár a találmány szerinti megoldás példájában (16) tartótűskeként rugós szondát alkalmaztunk, a találmány alternatív megvalósítási módjaiban egyéb tartótüskéket - beleértve az ellentétes vagy nem ellentétes tartótüskéket alkalmaztunk.In an exemplary embodiment of the present invention, the housing (28) includes an inner cylinder (42) and an outer cylinder (44). The first end of the deflector (30) and the piston (34) are located within the inner cylinder (42). The outer cylinder (44) removably includes the inner cylinder (42) and frictionally engages the inner cylinder (42) so that the inner cylinder (42) and the outer cylinder (44) are removably secured to each other. The end of the outer cylinder (44) is the distal end (46) which is distal from the base (14) and which is connected to the tip (20). Accordingly, the outer cylinder (44) and the tip (20) can be removed as a unit from the inner cylinder (42) and the piston (32), which remain secured to the base (20). Thus, the outer cylinder (44) and the tip assembly (20) can be easily and quickly replaced as a unit without having to replace the entire spring probe. Suitable spring probes are available from Everett Charles (Pomona, California), Interconnect Devices (Kansas City, Kansas), Test Connections, Inc. (Upland, California), and other manufacturers. Although the example of the present invention uses a spring probe as the support pin (16), alternative embodiments of the invention may utilize other support pins, including opposed or non-opposed support pins.

Ahogyan az legjobban a 2B. ábrán látszik, a találmány alternatív megvalósítási módja szerint a (16) tartótüske ugyan egy rugós szonda, de ez a szonda - a 2A. ábrán bemutatott, és fent leírt megvalósítási módhoz képest - 180°-al el van fordítva. Például a (44) külső cilinder (46) távolabbik vége az (14) alapkialakításhoz mereven van rögzítve, a (36) dugattyú második vége helyezkedik az (14) alapkialakítástól távolabbra és kapcsolódik a (20) hegykialakításhoz.As best seen in Figure 2B, in an alternative embodiment of the invention, the support pin (16) is a spring-loaded probe, but the probe is rotated 180° relative to the embodiment shown in Figure 2A and described above. For example, the distal end of the outer cylinder (44) (46) is rigidly attached to the base (14), and the second end of the piston (36) is located distal to the base (14) and is connected to the tip (20).

A rugós szonda biztosítja a művelet közben az (10) elrendezést esetleg érő károsodások elleni védelmet. Mintagyűjtési vagy analitikai eljárások során, például, ahol az (10) elrendezést egy kiválasztott pozícióba állítjuk be és a (20) hegykialakitásókat a Cetus, vagy hasonló lemez lyukjaiba merítjük be figyelmetlenségből a (16) tartótüske vagy a (20) hegykialakítás felszínhez vagy más tárgyhoz ütközhet. Ilyenkor a rugós szonda a tengely irányában összenyomódik tompítva ezzel az ütközést, majd visszatér az eredeti nem összenyomott helyzetbe.The spring probe provides protection against damage to the assembly (10) during operation. During sample collection or analytical procedures, for example, where the assembly (10) is positioned in a selected position and the tip (20) is inserted into the holes of the Cetus or similar plate, the support pin (16) or the tip (20) may inadvertently strike a surface or other object. In such a case, the spring probe is compressed in the axial direction, thereby cushioning the impact, and then returns to its original uncompressed position.

Ahogyan az legjobban a 3. ábrán látszik, a találmány szerinti megoldás példájában (20) hegykialakitás csonka kúp alakú, melyben (50) hornyok vagy csatornák sokaságát alakították ki. A (20) hegykialakítás a (16) tartótüskéhez csatlakoztatható, vagy a tartótüskével egységet alkothat. A (50) hornyok „V alakú hornyok, melyek a tengely irányában az egységes (48) távolabb eső felület és az egységes (54) közelebb eső felület között terjednek ki. A (50) hornyok erezetei, vagy bordái a (54) közelebb eső felülettől a (48) távolabb eső felület irányába, egy meghatározott szögben összetartanak. A (20) hegykialakítás csonka kúp alakját úgy választottuk ki, hogy tulajdonképpen tökéletesen beleilleszkedjen a Cetus lemez lyukának alacsonyan vett keresztmetszeti alakjába. Eszerint, a (20) hegykialakítást úgy méreteztük és alakítottuk ki, hogy a Cetus lemez lyukának igen pontosan meghatározott helyzetébe illeszkedjék.As best seen in Figure 3, in an exemplary embodiment of the present invention, the tip (20) is in the shape of a frustocone with a plurality of grooves or channels (50) formed therein. The tip (20) may be connected to the support mandrel (16) or may be integral with the support mandrel. The grooves (50) are "V-shaped grooves" extending axially between the uniform distal surface (48) and the uniform proximal surface (54). The ridges or ribs of the grooves (50) are held together at a defined angle from the proximal surface (54) to the distal surface (48). The frustoconical shape of the tip (20) was selected to fit virtually perfectly into the low-angle cross-sectional shape of the hole in the Cetus plate. Accordingly, the tip (20) was sized and shaped to fit into a very precisely defined position in the hole in the Cetus plate.

A (20) hegykialakítás tartalmaz egy (56) tüskefoglalatot („aperture), melynek a (54) közelebb eső felületében, a (58) közelebb eső végződése nyitott és a (60) távolabb eső végződése pedig, a (20) hegykialakításnak a (48) távolabb eső felülete és az egységes (54) közelebb eső felülete között, a középtájon, zárt. A (56) tüskefoglalatot úgy alakítottuk ki és méreteztük, hogy eltávolíthatóan be tudja fogadni a (16) tartótüske (46) távolabb eső végét. Eszerint a (20) hegykialakítás eltávolíthatóan csatlakozik a (16) tartótüskéhez. Azonban, esetleg a hegykialakítást végelegesen is össze lehet kapcsolni a tüskével, és így valóban a tüske és a hegykialakítás egy egységes szerkezet lehet.The tip assembly (20) includes an aperture (56) having an open proximal end (58) and a closed distal end (60) midway between the distal end (48) of the tip assembly (20) and the unitary proximal end (54). The aperture (56) is shaped and dimensioned to removably receive the distal end (46) of the support pin (16). Accordingly, the tip assembly (20) is removably connected to the support pin (16). However, the tip assembly may be permanently connected to the pin, and the pin and tip assembly may be a unitary structure.

A találmány illusztrált megvalósítási módjában a (56) tüskefoglalat a (20) hegykialakítás hosszanti tengelyével koaxiálisán van összeillesztve. A (56) tüskefoglalat (59) közelebb eső része általában tölcsér alakú, azaz a (56) tüskefoglalat nyitott, a (58) közelebb eső végződésének átmérője nagyobb, mint a zárt, (60) távolabb eső végződése. A (59) közelebb eső rész úgy van kiképezve, hogy befogadja a (16) tartótüske (46) távolabb eső végét. Amennyiben az összeszerelés során, a (56) tüskefoglalatot illetően a (16) tartőtüskét kissé helytelenül illesztjük a helyére, a tölcsér alakú (59) közelebb eső rész befogadja és a (16) tartótüskét olyan helyzetbe irányítja, hogy a rugós szonda a (20) hegykialakítás hosszanti tengelyével koaxiálisán legyen összeillesztve.In the illustrated embodiment of the invention, the mandrel housing (56) is coaxially coupled with the longitudinal axis of the tip assembly (20). The proximal portion (59) of the mandrel housing (56) is generally funnel-shaped, i.e., the mandrel housing (56) is open, the proximal end (58) having a larger diameter than the closed distal end (60). The proximal portion (59) is configured to receive the distal end (46) of the support mandrel (16). If, during assembly, the support mandrel (16) is slightly misaligned with respect to the mandrel housing (56), the funnel-shaped proximal portion (59) will receive and guide the support mandrel (16) into a position such that the spring probe is coaxially coupled with the longitudinal axis of the tip assembly (20).

Ahogyan az legjobban a 4 ábrán látható, a találmány szerinti megoldás példájában a (56) tüskefoglalatot egy, alapjában véve kör keresztmetszetű (61) tengely körüli belső fal határolja körül. A rugós szonda (46) távolabb eső vége, azonban, alapjában véve négyzetes keresztmetszetű, melynek négy (63) sarka van. A rugós szonda (46) távolabb eső vége úgy van kialakítva, hogy a négy (63) sarok súrlódásos módon illeszkedjék belülről a hegykialakítás (61) tengely körüli belső falához, így a (20) hegykialakítást súrlódásos módon megtartja a (16) tartótüskén.As best shown in FIG. 4, in an exemplary embodiment of the invention, the mandrel housing (56) is defined by an inner wall about an axis (61) of generally circular cross-section. The distal end of the spring probe (46), however, is generally square in cross-section having four corners (63). The distal end of the spring probe (46) is configured so that the four corners (63) frictionally engage the inner wall about the axis (61) of the tip assembly (20) to frictionally retain the tip assembly (16) on the support mandrel (16).

A találmány egy alternatív megvalósítási módjában, a végrész keresztmetszete sokszög alakú számos olyan sarokkal, mely a hegyszerkezet (61) tengely körüli belső falába illeszkedik. Például, a végrész keresztmetszete nyolcszögű, nyolc sarokkal, melyek súrlódásos módon illeszkednek a (61) tengely körüli belső falba. A találmány egy másik alternatív megvalósítási módjában, a tartótüskének a központtól távol eső részének kör keresztmetszete alapjában véve megegyezik a (56) tüskefoglalat kör keresztmetszet kerületének, így a (20) hegykialakítás benyomhatóan illeszkedik a rugós szonda központtól távol eső végére, és azon súrlódásos miatt rajtamarad. A találmány egy másik alternatív meg valósítási módjában, a (20) hegykialakítás a rugós szonda (46) távolabb eső végéhez van hagyományos ragasztóval hozzáragasztva, így a hegykialakítás végelegesen a (16) tartótüskéhez van erősítve.In an alternative embodiment of the invention, the end portion has a polygonal cross-section with a plurality of corners that engage the inner wall of the tip assembly (61) about the axis. For example, the end portion has an octagonal cross-section with eight corners that frictionally engage the inner wall of the axis (61). In another alternative embodiment of the invention, the circular cross-section of the distal portion of the support pin is substantially the same as the circumference of the circular cross-section of the pin socket (56), such that the tip assembly (20) is press-fit to the distal end of the spring probe and is retained thereon by friction. In another alternative embodiment of the invention, the tip assembly (20) is bonded to the distal end of the spring probe (46) by a conventional adhesive, such that the tip assembly is permanently attached to the support pin (16).

Ahogyan az legjobban a 4. ábrán látható, a (50) hornyok és a (52) bordák a csonka kúp alakú, általában keresztmetszetben csillag alakú (20) hegykialakítást definiálnak. Ennek eredményeképp, a (20) hegykialakításnak megnövelt (62) külső felülete van, így nagyobb mennyiségű biomolekula képes a (24) PEI réteghez kötődni a szilárdfázisú minta képződése során. A találmány szerinti megoldás példájában, a (20) hegykialakít is (50) hornyainak (48) távolabb eső felülete és a (54) közelebb eső felülete megnövelt, Nylon 6/6 anyagból készült, szilárd hordozófelületet határoz meg, mely a (24) PEI réteghez kovalensen kötődik. A találmány egy alternatív megvalósítási módjában, a (20) hegykialakítás szilárd anyagból, például üvegből vagy szilikonból, készül és a (24) PEI réteg, a szililációs kémiai eljárás során kovalensen kötődik ehhez a szilárd hordozóhoz, mint ahogy azt a következőkben részletesen leírjuk.As best shown in Figure 4, the grooves (50) and the ribs (52) define a truncated conical, generally star-shaped tip (20). As a result, the tip (20) has an enlarged outer surface (62) such that a greater amount of biomolecules can bind to the PEI layer (24) during solid-phase pattern formation. In an exemplary embodiment of the present invention, the distal surface (48) of the grooves (50) and the proximal surface (54) of the tip (20) define an enlarged solid support surface made of Nylon 6/6 material that is covalently bonded to the PEI layer (24). In an alternative embodiment of the invention, the tip structure (20) is made of a solid material, such as glass or silicone, and the PEI layer (24) is covalently bonded to this solid support by a silylation chemical process, as described in detail below.

A találmány egy alternatív megvalósítási módjában, a (20) hegykialakítás megnövelt (62) külső felülete a (50) hornyok és a (52) bordák mentén bemélyed, így további megnövekedett felület jön létre, melyhez a (24) PEI réteg hozzákötődik. A találmány egy megvalósítási módjában, a bemélyedések általában mikroszkopikus méretűek, illetve a találmány egy alternatív megvalósítási módjában, a bemélyedések makroszkopikus méretűek. Eszerint, a bemélyedésekkelIn an alternative embodiment of the invention, the enlarged outer surface (62) of the tip (20) is recessed along the grooves (50) and ridges (52), thereby creating an additional increased surface area to which the PEI layer (24) is bonded. In one embodiment of the invention, the recesses are generally microscopic in size, and in an alternative embodiment of the invention, the recesses are macroscopic in size. Accordingly, with the recesses

- 24 ellátott (20) hegykialakítás, a szintetikus vagy analitikai eljárások során, a megnövelt reakciófelületével nagyobb hatékonyságot tesz lehetővé.- 24 (20) tip design, with an increased reaction surface area, allows for greater efficiency during synthetic or analytical procedures.

Bizonyos kiválasztott szintetikus és analitikai eljárások során, a (20) hegykialakitáson keresztül hőcsere történik, melyben a (20) hegykialakítás hőmérséklete a magas és az alacsony értékek között váltakozik. A (20) hegykialakítás (52) bordái (64) hőcserélő bordák sokaságát alkotják, melyek lehetővé teszik a hegykialakítás gyorsabb hőmérsékletváltozását a termociklusos eljárás (thermocycling) során. Ennek eredményeként, a termociklus gyorsabban és sokkal hatékonyabban kivitelezhető.During certain selected synthetic and analytical processes, heat exchange occurs through the tip (20), in which the temperature of the tip (20) alternates between high and low values. The fins (52) of the tip (20) form a plurality of heat exchange fins (64) that allow the tip to change temperature more rapidly during thermocycling. As a result, thermocycling can be performed more quickly and more efficiently.

Ahogyan az legjobban a 5. ábrán látható, a (10) elrendezést úgy módosítják, hogy alkalmas legyen a (72) lyukak sokaságát tartalmazó, Cetus vagy a (70) mikrotiterlemezzel együtt történő felhasználásra. Ahogyan azt fent megtárgyaltuk, a (72) lyukak egy részlete olyan alakú, hogy alapjában véve ráillik a (20) hegykialakítás csonka kúp alakjára. Eszerint, a (52) bordák alapjában véve illeszkedik a (72) lyukak (74) oldalfalához és a hegykialakítás lapos, a (48) távolabb eső felülete a (76) lyukak aljával szemben pozícionált. A találmány egy előnyös megvalósítási módja szerint, a (70) mikrotitérlemez lyukai, nyolc, tizenkét (72) lyukból álló, alapjában véve párhuzamos sorban helyezkednek el, így egy kilencvenhat lyukból álló konfigurációt alkotnak, mely párosítható a hegykialakítások (10) elrendezésével. A találmány más megvalósítási módja szerint, a (70) mikrotiterlemez lyukelrendezés tekintetében lehetnekAs best shown in Figure 5, the arrangement (10) is modified to be suitable for use with a microtiter plate (70) having a plurality of wells (72). As discussed above, a portion of the wells (72) are shaped to substantially fit the frustoconical shape of the tip assembly (20). Accordingly, the ribs (52) substantially fit the sidewalls (74) of the wells (72) and the tip assembly is flat, with the distal surface (48) positioned against the bottom of the wells (76). In a preferred embodiment of the invention, the wells of the microtiter plate (70) are arranged in substantially parallel rows of eight, twelve (72) wells, thus forming a ninety-six well configuration that can be mated with the arrangement of tip assemblies (10). According to another embodiment of the invention, the microtiter plate (70) may have a well arrangement

1*8 lyukak, 1*12 lyukak, és 4*12 lyukak, vagy esetleg ezeknél nagyobb számú, mint például a 16*24 lyukak.1*8 holes, 1*12 holes, and 4*12 holes, or perhaps a larger number than these, such as 16*24 holes.

Az (10) elrendezés alkalmazása során, az elrendezést automatával vagy manuálisan a megemelt helyzetből - amit az 5. ábrán, ahol a (20) hegykialakítást a (72) lyukakból kiemelt állapotban, összefüggő vonallal ábrázoltunk - a leeresztett helyzetbe - az ábrán a hegykialakítást a (72) lyukakba helyezett állapotban, szaggatott vonallal ábrázoltuk - lehet mozgatni. Az egyik példa szerint, a (72) lyukakban, a kiválasztott biomolekulát tartalmazó folyékony minta található. Amikor az (10) elrendezés leeresztett állapotban, azaz a (20) hegykiala' ítás a folyadékmintában van a (24) PEI réteg és a biomolekula között kémiai reakció történik, ennek következtében a kiválasztott biomolekulából szilárdfázisú minta képződik. A találmány szerinti megoldás példájában, a (72) lyuk mélysége körülbelül 33%-al nagyobb, mint a (20) hegyszerkezet, így amikor a hegyszerkezetet a lyukba mártjuk, a folyékony minta a teljes hegyszerkezetet elönti, így a lehető legtöbb biomolekula kötődik meg.In the use of the arrangement (10), the arrangement can be moved automatically or manually from a raised position, which is shown in solid lines in Figure 5, where the tip assembly (20) is lifted out of the wells (72), to a lowered position, which is shown in dashed lines in the figure, where the tip assembly is placed in the wells (72). In one example, the wells (72) contain a liquid sample containing the selected biomolecule. When the arrangement (10) is in the lowered position, i.e., the tip assembly (20) is in the liquid sample, a chemical reaction occurs between the PEI layer (24) and the biomolecule, resulting in the formation of a solid phase sample of the selected biomolecule. In the exemplary embodiment of the present invention, the depth of the well (72) is approximately 33% greater than the depth of the tip (20), so that when the tip is immersed in the well, the liquid sample will flood the entire tip, thereby binding as many biomolecules as possible.

Ahogyan az legjobban a 6. ábrán látható, a (12) mintát visszatartó szerkezet (10) elrendezése alkalmas a (20) hegyszerkezet (72) lyukba történő helyezésére - mint ahogy azt összefüggő vonallal ábrázoltuk -, így a hegykialakítás a lyukon belül marad. Az (14) alapkialakítást és a (16) tartótüskét ezután a (70) mikrotiterlemezből egy egységként távolítjuk el. Ennek eredményeként, a (70) mikrotiterlemez (72) lyukaiban a kilencvenhat (20) hegykialakítással, egy egységként marad vagy kerül raktározásra, például hideg raktárba vagy más alkalmas raktárterekbe addig, amíg a szilárdfázisú mintára a kiválasztott szintetikus vagy analitikai eljárásban szükség lesz.As best shown in FIG. 6, the arrangement of the sample retaining structure (10) (12) is adapted to receive the tip assembly (20) in the well (72) as shown in solid lines, such that the tip assembly remains within the well. The base assembly (14) and the support pin (16) are then removed from the microtiter plate (70) as a unit. As a result, the ninety-six (20) tip assemblies in the wells (72) of the microtiter plate (70) remain as a unit or are stored, for example, in cold storage or other suitable storage areas, until the solid phase sample is required for the selected synthetic or analytical process.

A találmány szerinti megoldás példájában, a (70) mikrotitérlemezt illetően, a (72) lyukak a (20) hegykialakításokat igen pontosan meghatározott helyzetben tartják, így a hegykialakításokat könnyen, és alapjában véve egyszerre lehet a (16) tartótüskékre felszerelni. Például, a (70) mikrotitérlemezt ismert és rögzített helyzetben tartjuk, és a (14) alapkialakítást és a (16) tartótüskéket egy egységként, automatával vagy manuálisan mozgatjuk a (72) lyukak feletti helyzetbe úgy, hogy a tartótüskék alapjában véve koaxiálisán egy vonalba kerüljenek hegyszerkezetben a (56) tüskefoglalattal. Ezután a (14) alapkialakítást és a (16) tartótűskéket, mint egységet, a (70) mikrotitérlemez irányában mozgatva a (16) tartótüskéket a hegykialakítás foglalataiba nyomjuk, ezáltal kioldhatóan összekapcsoljuk a hegykialakítást a tartótüskékkel. Ezután a (14) alapkialakítást, a (16) tartótuskéket és a (20) hegykialakitásokat, mint egységet, mozgatjuk el a (70) mikrotitérlemeztői, ezáltal a (72) lyukakból eltávolítjuk a (20) hegykialakításokat . A kiválasztott szilárdfázisú mintát tartalmazó (12) mintát visszatartó hegyszerkezetek egy előre meghatározott helyre szállíthatók és alávethetők a kiválasztott, szilárdfázisú nukleinsav analitikai vagy szintetikus eljárásnak.In an exemplary embodiment of the present invention, with respect to the microtiter plate (70), the holes (72) hold the tip assemblies (20) in a very precisely defined position, such that the tip assemblies can be easily and substantially simultaneously mounted onto the support pins (16). For example, the microtiter plate (70) is held in a known and fixed position, and the base assembly (14) and support pins (16) are moved as a unit, either automatically or manually, into position over the holes (72) such that the support pins are substantially coaxially aligned in the tip assembly with the pin housing (56). The base assembly (14) and the support pins (16) are then moved as a unit toward the microtiter plate (70) to press the support pins (16) into the sockets of the tip assembly, thereby releasably engaging the tip assembly with the support pins. The base assembly (14), the support pins (16) and the tip assemblies (20) are then moved as a unit away from the microtiter plate (70), thereby removing the tip assemblies (20) from the wells (72). The sample retaining tip assemblies (12) containing the selected solid phase sample can be transported to a predetermined location and subjected to the selected solid phase nucleic acid analytical or synthetic process.

A találmány szerinti szilárd hordozók alkalmazható egyidejűleg, és előnyösen 96-lyukú vagy 384-lyukú formátumba kialakítva. A 96-lyukú vagy 384-lyukú kialakítás esetén a szilárd hordozókat hozzá lehet rögzíteni lábakhoz, talphoz, vagy rúdhoz akár leszerelhetően vagy akár az egyéni kialakításnak megfelelően a szilárd hordozó integrált részét képezheti. A szilárd hordozók egyéni kialakításának nincs kiemelt jelentősége a vizsgálat működését illetően, azonban hatása van inkább a vizsgálati eljárás automatizálására.The solid supports of the invention can be used simultaneously and are preferably designed in a 96-well or 384-well format. In the case of a 96-well or 384-well design, the solid supports can be attached to legs, bases, or rods either detachably or, depending on the individual design, can be an integral part of the solid support. The individual design of the solid supports is not of particular importance for the operation of the assay, but rather has an impact on the automation of the assay process.

3. Eljárások a nukleinsav-molekulák szilárd hordozóra való kötésére3. Methods for binding nucleic acid molecules to a solid support

Az itt leírt ötletek számos olyan eljárás során alkalmazhatók, melyeknél nukleinsav-molekulát, peptidet, polipeptidet, vagy fehérjét kell szilárd hordozóhoz rögzíteni. Ezen ötletek felhasználásával kivitelezhető szilárdfázisú vizsgálati és kimutatási eljárásokra a következőkben példákat írunk le.The ideas described herein can be applied to a variety of methods that require the attachment of a nucleic acid molecule, peptide, polypeptide, or protein to a solid support. Examples of solid-phase assay and detection methods that can be implemented using these ideas are described below.

Standard eljárások alkalmazhatók nukleinsavaknak a hegyekhez történő rögzítésére. Például, az 5'-végén, aldehiddel vagy karboxilsavval módosított nukleinsav-molekulák rögzíthetők olyan szilárd hordozóhoz, mely hidrazid maradékokat tartalmaz [lásd például, Kremsky és mtsai., Nucleic Acid Res. 15, 2891 (1987)]. Vagy, egy karbodiimidel kapcsolt reakció kivitelezésekor az oligonukleotidok 5'aminohexil-foszforamidát származékait karboxilcsoportokat hordozó szilárd hordozóhoz lehet kötni [lásd például, Ghosh és mtsai., Nucleic Acid Res. 15, 5353 (1987)].Standard methods can be used to attach nucleic acids to the tips. For example, nucleic acid molecules modified at the 5' end with aldehydes or carboxylic acids can be attached to a solid support containing hydrazide residues [see, e.g., Kremsky et al., Nucleic Acid Res. 15, 2891 (1987)]. Or, in a carbodiimide-coupled reaction, 5'aminohexyl phosphoramidate derivatives of oligonucleotides can be attached to a solid support containing carboxyl groups [see, e.g., Ghosh et al., Nucleic Acid Res. 15, 5353 (1987)].

A szilárd hordozót előnyösen aminopolimerrel - mint például poli(etilénimin), akrilamid, amin-dendrimerek, stb.The solid support is preferably coated with an amino polymer, such as poly(ethyleneimine), acrylamide, amine dendrimers, etc.

- vonják be. A polimereken az aminokat a nukleinsavak kovalens immobilizációjára alkalmazzák. Az itt leírtak szerint, előnyösen, a nukleinsavak a szilárd hordozóhoz poli(etilénimin) bevonatokkal kötik. A PEI réteg a szubsztrátumhoz történő hozzáadásakor alkalmazott kémia lényeges mértékben függ a szubsztrátum kémiai tulajdonságaitól. A technika jelenlegi állása szerint, számos olyan, e feladatra alkalmas kémiai eljárás ismert, mellyel a PEI réteg a hordozóhoz köthető. Például, Nylon 6/6 szubsztrátumhoz a PEI réteget a Van Ness és munkatársai által leírt eljárással lehet kötni [Van Ness és mtsai. , Nucleic Acid Res., 19, 3345 (1991) ; és WO 94/00600 sz. nemzetközi közzétételi irat]. A PEI réteg, üveg vagy szilikon szilárd hordozóra történő felvitelére alkalmas eljárást például Wasserman [Wasserman, Biotechnoi. Bioeng. 22, 271 (1980)] és D'Souza [D'Souza, Biotechnoi. Lett. 8, 643 (1986)] írtak le.- are coated. Amines are used on polymers for the covalent immobilization of nucleic acids. As described herein, nucleic acids are preferably attached to the solid support by poly(ethyleneimine) coatings. The chemistry used to attach the PEI layer to the substrate depends substantially on the chemical properties of the substrate. In the state of the art, a number of suitable chemical processes are known for this purpose by which the PEI layer can be attached to the substrate. For example, a PEI layer can be attached to a Nylon 6/6 substrate by the process described by Van Ness et al. [Van Ness et al., Nucleic Acid Res., 19, 3345 (1991) ; and WO 94/00600. International Publication No. ]. A suitable process for applying the PEI layer to a solid support, glass or silicone, is described, for example, by Wasserman [Wasserman, Biotechnol. Bioeng. 22, 271 (1980)] and D'Souza [D'Souza, Biotechnoi. Lett. 8, 643 (1986)].

Előnyösen, a PEI réteg kovalensen kötődik a szilárd szubsztrátumhoz. Amikor a szilárd szubsztrátum üveg vagy szilikon, a PEI réteget szililációs eljárással kovalensen lehet a szubsztrátumhoz kötni. Például, reaktív sziloxivégcsoportokat tartalmazó PEI kereskedelmi forgalomban beszerezhető a Gelest, Inc. (Tullytown, PA) cégtől. Amikor az ilyen reaktív PEI-t érintkezésbe hozunk üveg vagy szilikon heggyel, rövid keverést követően, a PEI a szubsztrátumhoz tapad. Vagylagosan, bifunkcionális szililáló reagens is alkalmazható. Ezen eljárás szerint, az üveg vagy szilikon szubsztrátumot bifunkcionális szililáló reagenssel kezelünk abból a célból, hogy a szubsztrátumot reaktív felszínnel lássuk el. Ezután a PEI-t érintkezésbe hozzuk a reaktív felülettel, és az kovalensen, a bifunkcionális reagensen keresztül, a felszínhez kötődik.Preferably, the PEI layer is covalently bonded to the solid substrate. When the solid substrate is glass or silicone, the PEI layer can be covalently bonded to the substrate by a silylation process. For example, PEI containing reactive siloxy end groups is commercially available from Gelest, Inc. (Tullytown, PA). When such reactive PEI is brought into contact with a glass or silicone tip, after brief agitation, the PEI adheres to the substrate. Alternatively, a bifunctional silylating reagent can be used. According to this process, the glass or silicone substrate is treated with a bifunctional silylating reagent to provide the substrate with a reactive surface. The PEI is then brought into contact with the reactive surface and covalently bonded to the surface via the bifunctional reagent.

A PEI réteg előnyösen alkalmazható nukleinsavak nylon hegyekhez történő immobilizálására, az itt közölt leírás szerint. A Nylon 6/6 PEI-vel történő bevonásának egy alkalmas módszerét Van Mess és munkatársai [Van Ness és mtsai., Nucleic Acid Res., 19, 3345 (1991)] írták le. Vázlatosan, a nylon szubsztrátumot trietiloxonium tetrafluoroboráttal etilaltak abból a célból, hogy aminaktív imidat eszterek keletkezzenek a nylon felszínén. Az aktivált nylont ezután PEI-vel reagáltatták és így kiterjedt aminfelszínnel rendelkező polimerbevonatot kaptak. 5-aminohexil farokot tartalmazó oligonukleotidokat 2,4,6-trikloro-l,3,5-triazinnal (cianursav-klorid) aktiváltak, és az így módosított oligo— nukleotidok kovalensen - a triazin szakaszon keresztül - a nylon felszínhez tapadtak.The PEI layer is advantageously used for immobilizing nucleic acids to nylon tips, as described herein. A suitable method for coating Nylon 6/6 with PEI has been described by Van Ness et al. (1991, Nucleic Acid Res., 19, 3345). In outline, the nylon substrate was ethylated with triethyloxonium tetrafluoroborate to generate amine-active imidate esters on the nylon surface. The activated nylon was then reacted with PEI to provide a polymer coating with an extensive amine surface. Oligonucleotides containing 5-aminohexyl tails were activated with 2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine (cyanuric chloride), and the modified oligonucleotides were covalently attached to the nylon surface via the triazine moiety.

Eszerint, az előnyös nukelinsavpolimerek „aminnal módosítottak, azaz úgy lettek módosítva, hogy a nukleinsav polimer 5 végén elsődleges am^-nt tartalmazzanak, előnyösen egy vagy több metiléncsoporttal a nukleinsav polimernek az elsődleges amin része és a nukleinsav része között. A metiléncsoportok száma előnyösen 6.Accordingly, preferred nucleic acid polymers are "amine-modified," i.e., modified to contain a primary amine at the 5-terminus of the nucleic acid polymer, preferably with one or more methylene groups between the primary amine portion of the nucleic acid polymer and the nucleic acid portion. The number of methylene groups is preferably 6.

Standard technikák alkalmazásával a nukleinsav—molekulák módosíthatók aminszakaszok hozzáadásával. Például egy polimeráz-láncreakció termékeit aminoszakaszokkal, az 5'hexilaminnal módosított láncindítók alkalmazásával lehet ellátni. Nukleinsav duplexeket amínallyl-dUTP (Sigma, St.Using standard techniques, nucleic acid molecules can be modified by the addition of amine moieties. For example, the products of a polymerase chain reaction can be provided with amine moieties using primers modified with 5'hexylamine. Nucleic acid duplexes can be prepared by adding aminoallyl-dUTP (Sigma, St.

Louis, MO) felhasználásával történő nick transzlációs eljárás során lehet ellátni aminokkal. Az aminok a nukleinsavakba különböző polimerázok - például terminális transzferázzal és aminoallil-dUTP-vel, illetve ligázok katalízisével a nukleinsavakba a rövid amintartalmú nukleinsav polimerek ligációja - segítségével is bevihetők.Louis, MO) amines can be introduced into nucleic acids by various polymerases, such as terminal transferase and aminoallyl-dUTP, or by ligase catalysis for the ligation of short amine-containing nucleic acid polymers into nucleic acids.

Előnyösen, a nukleinsav polimert azelőtt aktiváljuk, mielőtt a PEI bevonattal érintkezésbe vinnénk. Ez nehézség nélkül véghezvihető az aminunkciócsoporttal ellátott nukleinsav polimer és aminreaktív kemikália - mint például a cianursav-klorid - kombinációjával. Például, a nukleinsav polimert tartalmazó oldathoz feleslegben ciánkloridot adunk. Előnyösen, az elrendezési oldat {arraying solution), moláris mennyiségre vonatkoztatva, a nukleinsav polimerben levő aminok számához képest 10-1000-szeres feleslegben tartalmazhat ciánkloridot. Ezzel, az aminoterminált nukleinsav polimerek többsége egy molekula cinánkloriddal reagál, így a nukleinsav polimer diklorotriazinra fog végződni.Preferably, the nucleic acid polymer is activated before being brought into contact with the PEI coating. This can be easily accomplished by combining the nucleic acid polymer with an amine functional group and an amine reactive chemical, such as cyanuric chloride. For example, an excess of cyanuric chloride is added to a solution containing the nucleic acid polymer. Preferably, the arraying solution may contain a molar excess of cyanuric chloride of 10 to 1000 times the number of amines in the nucleic acid polymer. Thus, most of the amino-terminated nucleic acid polymers will react with one molecule of cyanuric chloride, so that the nucleic acid polymer will end in dichlorotriazine.

A találmány egy előnyös sajátsága az, hogy a biomolekulát tartalmazó reakcióoldatok a PEI bevonatra kicsapódhatnak, még akkor is, ha a reakcióoldat jelentős mennyiségű, multifunkcionális amin-reaktív vegyszert tartalmaz. . Az egyéb eljárásokhoz képest ez az eljárás jelentős előnyt biztosít, mivel a többi eljárásban a kapcsolásra alkalmazott hatóanyagot, még a nukleinsav polimer és a PEI réteg reagáltatása előtt el kell távo.ítani.An advantageous feature of the invention is that reaction solutions containing biomolecules can be precipitated onto the PEI coating, even if the reaction solution contains a significant amount of multifunctional amine-reactive chemicals. This method provides a significant advantage over other methods, since in other methods the active agent used for coupling must be removed before the nucleic acid polymer and the PEI layer react.

Amennyiben a nukleinsav polimer kétszálú, mindkét szál, vagy a két szál közül az egyik tartalmaz terminális aminocsoportot. A kétszálú nukleinsav polimer immobilizációjához, a kétszálú nukleinsav polimert egy terminális aminocsoporton keresztül lehet kötni a PEI bevonathoz. Mivel a két szál közül csak az egyiket kötöttük kovalensen a PEI bevonathoz, a másik szálat denaturálási és mosási körülmények között el lehet távolítani. Ez a megközelítés, a találmány szerinti megoldás során, megfelelő eljárást biztosít ahhoz, hogy egyszálú nukleinsav polimer elrendezést kapjunk. Kétszálú nukleinsav polimerhez például PCR reakciótermékből juthatunk.If the nucleic acid polymer is double-stranded, both strands, or one of the two strands, contain a terminal amino group. For immobilization of the double-stranded nucleic acid polymer, the double-stranded nucleic acid polymer can be bound to the PEI coating via a terminal amino group. Since only one of the two strands is covalently bound to the PEI coating, the other strand can be removed under denaturing and washing conditions. This approach, in the present invention, provides a suitable method for obtaining a single-stranded nucleic acid polymer array. A double-stranded nucleic acid polymer can be obtained, for example, from a PCR reaction product.

Előnyösen, az elrendezési oldatot pufferelhetjük általánosan használt pufferekkel, mint például nátriumfoszfáttal, nátriumboráttal, nátriumkarbonáttal, vagy Tris-HClel. Az elrendezési oldat előnyös pH tartománya 7-től 9-ig tart, frissen készített nátriumboráttal pH 8.3-tól pH 8.5ig.Preferably, the array solution can be buffered with commonly used buffers such as sodium phosphate, sodium borate, sodium carbonate, or Tris-HCl. The preferred pH range of the array solution is from 7 to 9, with freshly prepared sodium borate ranging from pH 8.3 to pH 8.5.

A továbbiakban tárgyalásra kerülő különböző eljárásokhoz szükséges az oligonukleotidokat a találmány szerinti szilárd hordozóhoz kötni. Előnyösen, az oligonukleotidokat 5'-aminnal (általában egy, hat szénatomból álló oldalláncot és a végén egy amint tartalmazó, hexilaminnal) szintetizáljuk. Jellemzően, az oligonukléotidok 15-50 nukleotid hosszúak, és homo-bifunkcionális vagy hetero-bifunkcionális keresztkötő reagensekkel, mint például ciánkloriddal, vannak aktiválva. Az aktivált oligonukleotidokat, a feleslegben jelen levő keresztkötő reagens (pl. ciánklorid) mellől molekulaszűréses kromatográfiával szükség szerint ki lehet tisztítani. Ezután, a kovalens kötés kialakításához, az ak tivált oligonukleotidokat összekeverjük a szilárd hordozóval. Az oligonukleotidok kovalens kötődését követően, a szilárd hordozó el nem reagált aminjait, a szilárd hordozó pozitív töltésének megszüntetése céljából, blokkoljuk (pl. szukkcinil-anhidriddel).The various methods discussed below require the oligonucleotides to be attached to a solid support according to the invention. Preferably, the oligonucleotides are synthesized with a 5'-amine (usually a hexylamine containing a six-carbon side chain and an amine at the end). Typically, the oligonucleotides are 15-50 nucleotides long and are activated with homo-bifunctional or hetero-bifunctional cross-linking reagents, such as cyanogen chloride. The activated oligonucleotides can be purified from excess cross-linking reagent (e.g. cyanogen chloride) by molecular filtration chromatography, if necessary. The activated oligonucleotides are then mixed with the solid support to form the covalent bond. Following covalent attachment of the oligonucleotides, the unreacted amines on the solid support are blocked (e.g. with succinyl anhydride) to remove the positive charge of the solid support.

Bizonyos eljárásokhoz szüksége van olyan biotinilált oligonukleotidokra, melyek a streptavidint kötik, mely streptavidin - másfelől - a szilárd hordozóhoz van kötve. A biotinilált nukleinsav-molekulák termelésére és a streptavidinnak egy hordozóhoz való kötésére szolgáló eljárások a szakember számára jól ismertek. Például, Van Ness és munkatársai [Van Ness és mtsai., Nucleic Acid Res., 19, 3345 (1991)] leírnak egy - az oligonukleotidok biotonilálására szolgáló - eljárást, melyben az oligonukleotidokat aktivált biotinnel kezelik. Tetszés szerint, biotinilált oligonukleotidokat úgy is elő lehet állítani, hogy az oligonukleotidok szintézisében biotinnal jelzett dNTP-ket alkalmazunk [lásd például: „Short protocols In Molecular Biology, Rövid receptek a molekuláris biológiában, 3. Kiadás, 12-23tól 12-25-ig, szerk.: Ausubel és mtsai., kiad.: John Wiley & Sons, Inc. (1995)]. A nukleinsavak biotinilálási eljárásai a technikában jól ismertek és leírtak, például az „Avidin-Biotin chemistry: A handbook (Avidin-Bíotin kémia: egy kézikönyv) (Pierce Chemical Company, 1992) című könyvben. Azon a standard eljárások leírásai, melyek alkalmazhatók a streptavidinnek a találmány tárgyát képező hegyekhez történő kötésére, megtalálhatók például a következő publi33Certain methods require biotinylated oligonucleotides that bind streptavidin, which streptavidin is in turn bound to a solid support. Methods for producing biotinylated nucleic acid molecules and for binding streptavidin to a support are well known to those skilled in the art. For example, Van Ness et al. [Van Ness et al., Nucleic Acid Res., 19, 3345 (1991)] describe a method for biotinylating oligonucleotides in which the oligonucleotides are treated with activated biotin. Optionally, biotinylated oligonucleotides can be prepared by using biotin-labeled dNTPs in the synthesis of oligonucleotides [see, for example, Short protocols in molecular biology, 3rd edition, pp. 12-23-25, ed. Ausubel et al., published by John Wiley & Sons, Inc. (1995)]. Biotinylation procedures for nucleic acids are well known in the art and are described, for example, in Avidin-Biotin chemistry: A handbook (Pierce Chemical Company, 1992). Standard procedures for attaching streptavidin to the tips of the present invention can be found, for example, in the following publications:

Rációkban: Das és Fox, Annu. Rev. Biophys. Bioeng. 8, 165 (1979); Wilcheck és Bayer, Anal. Biochem. 171, 1 (1983).In rations: Das and Fox, Annu. Rev. Biophys. Bioeng. 8, 165 (1979); Wilcheck and Bayer, Anal. Biochem. 171, 1 (1983).

Az itt leír hegyek peptidek vizsgálatához is alkalmazhatók. A peptidek, polipeptidek és fehérjék szilárd hordozóra történő konjugálását leíró általános útmutató például a Wong, „Chemistry of protein conjugation and crosslinking (A fehérjekonjugáció és -keresztkötés kémiája) (CRC Press, Inc., 1991) című kiadvány és a Partis és munkatársai publikációja [Partis és mtsai., J. Prot. Chem. 2, 263 (1983)]. A peptidek és antitestek alkalmazása a szilárdfázisú eljárásokban szintén ismert például Vaughn és mtsai., Nature Biotechnoi. 14, 309 (1996); illetve Huse és mtsai., Science 246, 1275 (1989).The methods described herein can also be used for the study of peptides. General guidelines for conjugating peptides, polypeptides, and proteins to solid supports include, for example, Wong, Chemistry of protein conjugation and crosslinking (CRC Press, Inc., 1991) and Partis et al. [Partis et al., J. Prot. Chem. 2, 263 (1983)]. The use of peptides and antibodies in solid phase methods is also known, for example, Vaughn et al., Nature Biotechn. 14, 309 (1996); and Huse et al., Science 246, 1275 (1989).

4. A szilárd hordozó alkalmazása a cDNS-szintézisben4. Application of solid support in cDNA synthesis

Ahogyan azt fent megtárgy ltuk, egyre növekvő mértékben mutatkozik igény a cDNS szilárd hordozón való szintetizálására. Ezeket a cDNS-molekulákat fel lehet használni cDNS-könyvtárak elkészítésére, illetve génexpresszió analízisre és diagnosztikai eljárásokban, mint próbákat. A feltárt szilárd hordozó terve, a jelenleg alkalmazott cDNS technológiákban a következő problémákat veti fel: nagy mennyiségű RNS bevitel szükségessége, alacsony számú minta átbocsátó képesség, sok felhasználói művelet, szerves anyagokkal történő extrakció és lecsapás, a vektor az inzertál ható méretet befolyásolja és szegényes alkalmazhatóság. A szilárdfázisú megközelítésnek egy előnye van, az hogy, az oldatban történő cDNS-szintézis, a közbeeső lecsapás! lépésekkel, nagyszámú lépést igényel.As discussed above, there is an increasing demand for the synthesis of cDNA on solid supports. These cDNA molecules can be used for the preparation of cDNA libraries, gene expression analysis and as probes in diagnostic procedures. The disclosed solid support design poses the following problems in the currently used cDNA technologies: the need for large amounts of RNA input, low sample throughput, many user operations, extraction and precipitation with organic materials, the vector affects the insert size and poor applicability. The solid-phase approach has the advantage that, compared to the solution-based cDNA synthesis with intermediate precipitation steps, it requires a large number of steps.

Ebben a kitanításban, a cDNS-molekulának, speciális szilárd hordozón történő termelésének különböző megközelítéseit írjuk le. A folyamatot következő általános vázlattal szemléltetjük. Először standard eljárásokkal RNS-t állítunk elő. Az 1. példában leírt kísérlet során, sav-guanidiumfenol extrakcióval teljes RNS-t állítunk elő a jól ismert eljárások valamelyikével [lásd például „Short protocols in Molecular Biology (Rövid receptek a molekuláris biológiában) 3. Kiadás, 4-4-tól 4-6-ig, szerk.: Ausubel és mtsai., kiad.: John Wiley & Sons, Inc. (1995); Wu és mtsai., „Methods in gene biotechnology (Gén biotechnológiai eljárások), 33-34, CRC Press (1997)]. Ezután a hírvivő RNS-t (messsenger RNS, mRNS) egy szilárd hordozón, melyen például oligo(dT) farkakat tartalmazó oligonukleotidok vannak rögzítve, befogjuk.In this teaching, various approaches to the production of cDNA molecules on a specific solid support are described. The process is illustrated by the following general scheme. First, RNA is prepared by standard methods. In the experiment described in Example 1, total RNA is prepared by acid-guanidium phenol extraction using one of the well-known methods [see, for example, Short protocols in Molecular Biology, 3rd Edition, pp. 4-4-6, ed. Ausubel et al., published by John Wiley & Sons, Inc. (1995); Wu et al., Methods in gene biotechnology, pp. 33-34, CRC Press (1997)]. The messenger RNA (mRNA) is then captured on a solid support, e.g., oligonucleotides containing oligo(dT) tails.

Esetleg, sejtlízis és hibridizáció esetében lehetséges a kaotropikus reagensek - mint például a guanidin-tiocianát, illetve guanidin hidroklorid - használatával az egyidejű lízis - mRNS-befogási recept alkalmazása. Ezzel a megközelítéssel csak kis számú sejtet kell lizálni. Az eljárás szerint, a sejtoldatot üvegszálból készült szűrön átpasszírozva a DNS-t eltávolítjuk, a mRNS-t a szilárd hordozón befogjuk, és a nem kötődött anyagokat mosással eltávolítjuk. Ezzel elkerülhetjük a standard RNS előállítástól elválaszthatatlan, a szerves fázissal történő extrakcióra és az eta nolos lecsapás! lépések sorozataira visszavezethető anyagveszteségeket .Alternatively, in the case of cell lysis and hybridization, it is possible to use a simultaneous lysis-mRNA capture recipe using chaotropic reagents such as guanidine thiocyanate or guanidine hydrochloride. With this approach, only a small number of cells need to be lysed. According to the procedure, the DNA is removed by passing the cell solution through a glass fiber filter, the mRNA is captured on the solid support, and unbound materials are removed by washing. This avoids the material losses inherent in standard RNA preparation, which can be traced back to the series of steps of extraction with the organic phase and ethanol precipitation.

A hordozóhoz kötött RNS-t terápiáiként, a cDNS első szálának - standard technikákkal történő - elkészítésére alkalmazzuk. Azután a második szál szintézisére kerül sor, vagy egy adaptert helyezünk a cDNS első szálának egyik végére. Például adapterként lehetséges három dNG-t helyezni például terminális transzferázzal - az első szál 3'-végére. Esetleg, egy adaptert lehet a cDNS 3'-végére ligálni, majd a komplementer láncindítót az adaptorhoz hibridizáljuk. Ezután a cDNS első szálát templátként használva, a második szálat megszintetizáljuk.The carrier-bound RNA is used therapeutically to prepare the first strand of cDNA using standard techniques. The second strand is then synthesized, or an adapter is added to one end of the first strand of cDNA. For example, three dNGs can be added to the 3' end of the first strand, for example by terminal transferase. Alternatively, an adapter can be ligated to the 3' end of the cDNA, and the complementary primer is then hybridized to the adapter. The second strand is then synthesized using the first strand of cDNA as a template.

Esetleg, a kötött RNS véletlenszerűen kiválasztott vagy specifikus szekvenciáit felszaporíthatjuk polimerázláncreakció (PCR) segítségével. Röviden, a PCR olyan folyamat, mely egy specializált polimerázon alapszik. A speciális polimeráz képes komplementer szálat szintetizálni egy adott DNS szálra egy olyan keverékben, mely dezoxiribonukleotidokat és két, körülbelül 20 bázis hosszúságú és a célszekvenciával átfedő, DNS láncindítót tartalmaz. A keveréket előbb felmelegítjük, hogy a célszekvenciát tartalmazó, duplaszálú DNS száljait egymástól elválasszuk, majd lehűtjük, hogy a láncindítók, a különválasztott szálakon, a komplementer szekvenciáikhoz hozzá tudjanak kötődni. Ezután a polimeráz a láncindítókat új, komplementer szálakká hosszabbítja. Az ismételt melegítési és hűtési ciklusok exponenciálisan sokszorozzák meg a cél DNS-t, mivel minden egyes új dupla szál, a szétválasztást követően a további szintézis számára új két templáttá válik. Körülbelül egy óra elteltével, 20 PCR ciklus képes a célszekvenciát egymilliószorosára felszaporítani. A PCR kivitelezésére szolgáló standard eljárások a szakember számára jól ismertek [lásd például Delidow és mtsai., „Polymerase chain reaction: basic protocols, in: PCR protocols: current methods and applications (Polimeráz-láncreakció: alapreceptek, PCR receptek: jelen eljárások és alkalmazásuk), ΙΣΟ, szerk.: White, kiad.: Humana Press, Inc. (1993); Short protocols in Molecular Biology (Rövid receptek a molekuláris biológiában) 3. Kiadás, 15-1-tól 15-40-ig, szerk.: Ausubel és mtsai., kiad.: John Wiley & Sons, Inc. (1995)].Alternatively, randomly selected or specific sequences of the bound RNA can be amplified using polymerase chain reaction (PCR). In short, PCR is a process that relies on a specialized polymerase. The specialized polymerase is able to synthesize a complementary strand to a given DNA strand in a mixture containing deoxyribonucleotides and two DNA primers, each about 20 bases long and overlapping the target sequence. The mixture is first heated to separate the double-stranded DNA strands containing the target sequence from each other, and then cooled so that the primers can bind to their complementary sequences on the separated strands. The polymerase then extends the primers into new, complementary strands. Repeated heating and cooling cycles multiply the target DNA exponentially, as each new double strand, after separation, becomes a new template for further synthesis. After about an hour, 20 PCR cycles can amplify the target sequence one million-fold. Standard protocols for performing PCR are well known to those skilled in the art [see, for example, Delidow et al., “Polymerase chain reaction: basic protocols, in: PCR protocols: current methods and applications, ΙΣΟ, ed. White, published by Humana Press, Inc. (1993); Short protocols in Molecular Biology, 3rd Edition, 15-1 to 15-40, ed. Ausubel et al., published by John Wiley & Sons, Inc. (1995)].

Eszerint, a kötött RNS egy ismert részével komplementer láncindítót hozzá lehet adni. Ezután fel lehet szaporítani egy specifikus láncindító és az adaptorral komplementer láncindító segítségével. A felszaporítást követően, az eredményként kapott DNS-fragmentumokat klónozni lehet és a szekvencia 5'-végét meg lehet határozni. Ezután lehetséges olyan új, hibrid láncindítót szintetizálni, mely tartalmazza az adaptorral és a gén 5'-végével komplementer szekvenciát. A teljes hosszúságú cDNS-t ezután a szilárd hordozóról fel lehet szaporítani.Accordingly, a primer complementary to a known portion of the bound RNA can be added. It can then be amplified using a specific primer and a primer complementary to the adaptor. After amplification, the resulting DNA fragments can be cloned and the 5' end of the sequence can be determined. It is then possible to synthesize a new, hybrid primer that contains a sequence complementary to the adaptor and the 5' end of the gene. The full-length cDNA can then be amplified from the solid support.

A PCR egy módosítása, az ún. horgony PCR (anchor PCR), lehetővé teszi a teljes hosszúságú mRNS felszaporítását, még akkor is, ha csak kis mennyiségű szekvenciainformációt szerezhetünk be [Short protocols in Molecular Biology (Rövid receptek a molekuláris biológiában) 3. Kiadás, 15-27-tól 15-32-ig, szerk.: Ausubel és mtsai., kiad.:A modification of PCR, called anchor PCR, allows the amplification of full-length mRNA, even when only a small amount of sequence information is available [Short protocols in Molecular Biology, 3rd Edition, pp. 15-27 to 15-32, ed. Ausubel et al., ed.:

- 37 John Wiley & Sons, Inc. (1995)]. Ehhez az eljáráshoz olyan oligo(dT) láncinditóra van szükségünk, mely - ha egy ismert szekvenciát a 3'-irányba szaporítunk fel - komplementer az érett mRNS poli (A)-farkával, vagy amely - ha egy ismert szekvenciát az 5'-irányba szaporítunk fel - komplementer az első szál szintetizálását követően a cDNS-hez adott, szintetikus homopolimer farokkal.- 37 John Wiley & Sons, Inc. (1995)]. This procedure requires an oligo(dT) primer that is complementary to the poly(A) tail of the mature mRNA when amplified to a known sequence in the 3' direction, or to the synthetic homopolymer tail added to the cDNA after synthesis of the first strand when amplified to a known sequence in the 5' direction.

Ezekben az általános cDNS-szintézis eljárásokban legalább két elágazási pont van, melyek további - a szilárd hordozókat alkalmazó módszertan előnyeit kihasználó - technikáknak kapcsolódási lehetőség két nyújt. Az első elágazási pont a cDNS első szálának szintézise után következik. Ennél a pontnál a maradék RNS templátot RnaseH-val meg lehet emészteni, nátriumhidroxiddal hidrolizáltatni lehet vagy hődenaturációval lehet eltávolítani, és ezután az egyszálú DNS templátot, az oligonukleotiddal irányítva, fel lehet használni a második szál megszintetizálására, PCR-re, véletlenszerűen előállítható láncindító próba elkészítésére, vagy jelzett nukleotidokkal történő génexpressziós tanulmányokra. A kötött cDNS-t szintén fel lehet használni kivonásos könyvtár, vagy különböző alkalmazásokra felhasználható próbák elkészítésére.These general cDNA synthesis procedures have at least two branch points, which provide an opportunity for further techniques that take advantage of solid support methodologies. The first branch point occurs after the synthesis of the first strand of cDNA. At this point, the remaining RNA template can be digested with RnaseH, hydrolyzed with sodium hydroxide, or removed by heat denaturation, and the single-stranded DNA template, guided by the oligonucleotide, can then be used to synthesize the second strand, for PCR, to prepare random primers, or for gene expression studies with labeled nucleotides. The ligated cDNA can also be used to prepare a subtraction library or probes for various applications.

A szilárd hordozón alapuló cDNS technológia másodi elágazási pontja a cDNS második szálának szintézise lehet. Itt, választani kell a közül, hogy ligáljunk-e egy adaptert a cDNS-hez, mely adapter olyan folyamatokat tesz lehetővé, mint a teljes hosszúságú, egyszálú cDNS-próbák előállítása, könyvtártermelés, in vitro transzkripció, és 5'-RACE.A second branch point in solid-support cDNA technology may be the synthesis of the second strand of cDNA. Here, the choice is made between ligating an adapter to the cDNA, which enables processes such as the production of full-length, single-stranded cDNA probes, library production, in vitro transcription, and 5'-RACE.

A szilárd hordozón alapuló cDNS-szintézis egy fontos előnye az automatizálhatóság. A nagy teljesítményű cDNSkönyvtár előállításhoz vagy a génexpressziós vizsgálatokhoz fontos, hogy az itt leírt szilárd hordozót egy 96-lyukú formátumra alakítsuk át. Egy robotkart fel lehet használni arra, hogy 96 hordozót, 96 arannyal bevont tüskére áthelyezzen és irányítsa a cDNS-szintézist egy standard 96lyukú Cetus lemezen.An important advantage of solid-support-based cDNA synthesis is its ability to be automated. For high-throughput cDNA library preparation or gene expression studies, it is important to convert the solid support described here into a 96-well format. A robotic arm can be used to transfer 96 supports onto 96 gold-coated pins and direct cDNA synthesis in a standard 96-well Cetus plate.

5. Génexpresszió-analízis5. Gene expression analysis

Az itt leírt szilárd hordozót fel lehet használni nagyteljesítményű, számos (1-2000) gén expresszióját egyetlen mérésben vizsgáló eljárásokban. Az ilyen eljárások egyidőben, folyamatonként több mint száz mintával kivitelezhetek. Az eljárás alkalmazható hatóanyagok szűrővizsgálatában, fejlődésbiológiában, gyógyhatású anyagokkal kapcsolatos molekuláris tanulmányokban és hasonlókban. így, a találmány egyik szempontján belül, a találmány tárgyát képezi egy eljárás, mely kiválasztott biológiai mintából a génexpresszió mintázatának vizsgálatára szolgál. Az eljárás magában foglalja a következő lépéseket: (a) nukleinsavak kimutatása egy biológiai mintából, (b) a kimutatott nukleinsavak kombinálása egy vagy több, kiválasztott, kimutathatóan jelzett nukleinsav próbákkal, olyan körülmények között és olyan hosszú ideig, mely a p”óbák számára, a nukleinsavhoz történő hibridizációhoz alkalmas, illetve ahol az azonosítható jelzés egy bizonyos nukleinsavpróbával korreláltatható és spektrometriával vagy potenciometriával kimutat ható, (c) a hibridizált próbák elkülönítése a nem hibridizált próbáktól, (d) a jelzés kimutatása spektrometriával vagy potenciometriával, és (e) ebből a biológiai minta génexpressziós mintázatának meghatározása.The solid support described herein can be used in high-throughput methods for assaying the expression of a large number of genes (1-2000) in a single assay. Such methods can be performed simultaneously with more than one hundred samples per run. The method can be used in drug screening, developmental biology, molecular studies of therapeutic agents, and the like. Thus, in one aspect of the invention, the invention provides a method for assaying the pattern of gene expression from a selected biological sample. The method includes the following steps: (a) detecting nucleic acids from a biological sample, (b) combining the detected nucleic acids with one or more selected detectably labeled nucleic acid probes under conditions and for a time suitable for the probes to hybridize to the nucleic acid, and wherein the identifiable label can be correlated with a particular nucleic acid probe and detected by spectrometry or potentiometry, (c) separating the hybridized probes from the unhybridized probes, (d) detecting the label by spectrometry or potentiometry, and (e) determining the gene expression pattern of the biological sample therefrom.

A találmány egy különösen előnyös megvalósítási módján belül, a következőképpen végrehajtható vizsgálatokat vagy eljárásokat biztosítunk. Egy célforrásból származó RNS-t, specifikus hibridizációs lépésen (például kikötött oligo(dT) befogó próbával a poli(A)-mRNS befogása) keresztül, szilárd hordozóhoz kötünk. A szilárd hordozót ezután mossuk és a szilárd hordozón, standard eljárásokkal (például reverz transzkriptázzal) cENS-t szintetizálunk. Az RNS szálat hidrolízissel eltávolítjuk. Eredményként olyan, a szilárd hordozóra kovalensen immobilizált, DNS populációt kapunk, mely annak az RNS-nek a változatosságát, abundanciáját, és komplexitását tükrözi vissza, mely RNS-ből a cDNS-t szintetizáltuk. Ezután a szilárd hordozót hibridizáltatjuk egytől néhány ezerig terjedő számú olyan próbával, mely próbák a kérdéses gén szekvenciájával komplementerek. Mindegyik próbát, spektrometriás eljárással, például tömegspektrometriával, kimutatható jelzéssel láttunk el. A vizsgálati lépést követően, a feleslegben lévő vagy nem hibridizálódott próbákat mosással eltávolítjuk, és a szilárd hordozót, például egy mikrotiterlemez lyukaiba helyezzük és a kimutatható jelet a hordozóról lehasítjuk. Ezután a szilárd hordozót a mintatartó lyukból eltávolítjuk, és a lyuk tartalmát spektrométerrel megmérjük. A specifikus jel megjelenése jelzi az RNS jelenlétét a mintában, és bizonyí tékul szolgál arra, hogy a specifikus gén az adott biológiai mintában expresszálódott. A módszer mennyiségi kimutatásokra is alkalmas.In a particularly preferred embodiment of the invention, assays or methods are provided that can be performed as follows. RNA from a target source is bound to a solid support via a specific hybridization step (e.g., capture of poly(A) mRNA with a tethered oligo(dT) capture probe). The solid support is then washed and cENS is synthesized on the solid support using standard techniques (e.g., reverse transcriptase). The RNA strand is removed by hydrolysis. The result is a population of DNA covalently immobilized on the solid support that reflects the diversity, abundance, and complexity of the RNA from which the cDNA was synthesized. The solid support is then hybridized with one to a few thousand probes that are complementary to the sequence of the gene of interest. Each probe is labeled with a detectable label by spectrometric methods, such as mass spectrometry. Following the assay step, excess or unhybridized probes are removed by washing, and a solid support, such as a microtiter plate, is placed in the wells and the detectable label is cleaved from the support. The solid support is then removed from the sample well and the contents of the well are measured by spectrometry. The appearance of the specific label indicates the presence of RNA in the sample and serves as evidence that the specific gene is expressed in the given biological sample. The method is also suitable for quantitative detection.

A génexpresszió gyors mérésére szolgáló összetételeket és eljárásokat részletesen a következőkben tárgyaljuk. Vázlatosan, RNS forrásként felhasználhatók szövetek, elsődleges vagy transzformált sejtvonalak, izolált vagy tisztított sejttípusok vagy bármil”en más eredetű biológiai anyag, melyekben a génexpresszió meghatározása hasznos. Az előnyös eljárás során, a biológiai anyagot, a nukleázok és proteázok gátlása céljából és a célként szolgáló nukleinsavnak a hordozóhoz történő szoros hibridizációja céljából alkalmazott, kaotróp jelenlétében lizáljuk. Szövetek, sejtek és biológiai források 1-6 mólos kaotróp sóval (guanidin-hidroklorid, guanidin-tiocianát, nátrium-perklorát, stb.) hatékonyan lizálhatók.Compositions and methods for rapid measurement of gene expression are discussed in detail below. In general, the RNA source may be tissues, primary or transformed cell lines, isolated or purified cell types, or any other biological material in which determination of gene expression is useful. In the preferred method, the biological material is lysed in the presence of a chaotropic agent used to inhibit nucleases and proteases and to tightly hybridize the target nucleic acid to the support. Tissues, cells, and biological sources can be effectively lysed with a 1-6 molar chaotropic salt (guanidine hydrochloride, guanidine thiocyanate, sodium perchlorate, etc.).

Miután a biológiai mintát lizáltuk, a cél nukleinsav hatékony immobilizációja céljából az oldatot 15 perctől néhány órán át tartó ideig keverjük. Általában, a cél nukleinsav befogását a cél RNS komplemeter bázispárosítása és a befogópróba, szilárd hordozón történő immobilizációja útján érjük el. Egy változat a 3f-poli(A) kiterjesztést, melyet a legtöbb eukarióta mRNS-ben megtaláltak, alkalmazza a szilárd hordozóra kikötött oligo(dT)-vei történő hibridizációhoz. Egy másik változat egy specifikus vagy hosszú (50 bázisnál hosszabb) próbát hasznosít a meghatározott szekvenciát tartalmazó RNS befogására.After the biological sample is lysed, the solution is stirred for 15 minutes to several hours to effectively immobilize the target nucleic acid. Typically, capture of the target nucleic acid is achieved by base pairing the target RNA complement and immobilizing the capture probe on a solid support. One variant utilizes the 3 f -poly(A) extension, found in most eukaryotic mRNAs, to hybridize with oligo(dT) bound to the solid support. Another variant utilizes a specific or long (>50 bases) probe to capture RNA containing a specific sequence.

Egy másik lehetőség a degenerált láncindítók (oligonukleotidok) használata, mely láncindítók számos rokon szekvencia befogására vannak hatással a cél RNS populációban. Például, RNS mintákat fordítottan át lehet írni a következő négy degenerált, horgonyzott (anchored) oligo(dT) láncindító készlet mindegyikével, melyek szekvenciája: 5' T12MN-3', ahol M lehet G, A vagy C és N lehet G, A, T és C [Short protocols in Molecular Biology (Rövid receptek a molekuláris biológiában) 3. Kiadás, 15-35-tól 15-40-ig, szerk.: Ausubel és mtsai., kiad.: John Wiley & Sons, Inc. (1995)]. Mindegyik láncindító készletet, az M helyen degenerált 3'-bázis határozza meg.Another option is to use degenerate primers (oligonucleotides), which are primers that are effective in capturing a number of related sequences in the target RNA population. For example, RNA samples can be reverse transcribed with each of the following four degenerate, anchored oligo(dT) primer sets, the sequence of which is 5' T 12 MN-3', where M can be G, A, or C and N can be G, A, T, and C [Short protocols in Molecular Biology, 3rd Edition, pp. 15-35 to 15-40, eds. Ausubel et al., published by John Wiley & Sons, Inc. (1995)]. Each primer set is defined by a degenerate 3' base at the M site.

A hibridizációhoz szükséges idő az RNS-szekvencia komplexitásának és az alkalmazott próba típusának függvénye. A hibridizációs hőmérsékletet az alkalmazott kaotróp és a kaotróp végkoncentrációja határozza meg. Általános útmutatók elérhetők például a Van Ness és Chen által publikált közleményből [Van Ness és Chen, Nucleic Acid Res. 19, 5143 (1991)]. Az cél RNS diffúziójának befolyásolása céljából a lizátumot előnyösen a szilárd hordozóval folyamatosan kevertetjük. A cél nukleinsav befogása után, a lizátumot a szilárd hordozóról lemossuk, illetve az összes kaotrópot vagy hibridizációs oldatot eltávolítjuk. A szilárd hordozót előnyösen ionos vagy nem ionos detergenseket, puffereket és sókat tartalmazó oldatokkal mossuk.The time required for hybridization depends on the complexity of the RNA sequence and the type of probe used. The hybridization temperature is determined by the chaotrope used and the final concentration of the chaotrope. General guidelines are available, for example, from the publication by Van Ness and Chen [Van Ness and Chen, Nucleic Acid Res. 19, 5143 (1991)]. In order to influence the diffusion of the target RNA, the lysate is preferably continuously mixed with the solid support. After the target nucleic acid has been captured, the lysate is washed from the solid support and all chaotropes or hybridization solutions are removed. The solid support is preferably washed with solutions containing ionic or non-ionic detergents, buffers and salts.

A következő lépés a befogott RNS-sel komplementer DNS szintetizálása, melyben a kikötött oligonukleotid meg hosszabbított láncindítóként 'extension primer) szolgál a reverz transzkriptáz számára. A reakciót általában 25-37°Con hajtjuk végre, és a polimerizációs reakció során előnyösen a kevertetjük. Miután a cDNS megszintetizálódott, a szilárd hordozóra kovalensen hozzá lesz kötve, mivel a meghosszabbított láncindító eleve egy, a szilárd hordozóhoz kötött oligonukleotid. Ezután az RNS-t a cDNS/RNS duplexről hidrolizáljuk. Ezt a lépést melegítéssel - a melegítés denaturálja a duplexet -, vagy valamilyen bázissal (pl. 0.1 N NaOH) - a bázis kémiailag hidrolizálja az RNS-t - befolyásolni lehet. E lépés célja az, hogy a cDNS az ezt követő, meghatározott próbákkal elvégzendő hibridizáció számára elérhető legyen. Ezután a szilárd hordozót, vagy a szilárd hordozók sorozatát tovább mossuk, hogy az RNS-t vagy az RNS-fragmentumokat elrávolítsuk. Ennél a pontnál, a szilárd hordozó egy, a DNS-molekulák hozzávetőlegesen reprezentatív populációt tartalmazza, mely populáció, a szekvencia sokaság, komplexitás és eloszlás szempontjából, az RNS populációnak felel meg.The next step is to synthesize DNA complementary to the captured RNA, in which the bound oligonucleotide serves as an extended primer (extension primer) for the reverse transcriptase. The reaction is usually carried out at 25-37°C and is preferably stirred during the polymerization reaction. After the cDNA has been synthesized, it is covalently bound to the solid support, since the extended primer is already an oligonucleotide bound to the solid support. The RNA is then hydrolyzed from the cDNA/RNA duplex. This step can be influenced by heating - heating denatures the duplex - or by using a base (e.g. 0.1 N NaOH) - the base chemically hydrolyzes the RNA. The purpose of this step is to make the cDNA available for subsequent hybridization with specific probes. The solid support, or series of solid supports, is then further washed to remove the RNA or RNA fragments. At this point, the solid support contains a population of DNA molecules approximately representative of the RNA population, which population corresponds to the RNA population in terms of sequence abundance, complexity, and distribution.

A következő lépés a kiválasztott próbák hibridizációja a szilárd hordozóhoz abból a célból, hogy azonosítsuk egy specifikus cDNS-szekvencia jelenlétét vagy hiányát és a relatív abundanciáját. A próbák előnyösen 15-50 nukleotid hosszúságú oligonukleotidok. A próbák szekvenciáját a vizsgálat végfelhasználója határozza meg. Például, ha a végfelhasználó egy szövetben lezajlódó gyulladásos folyamatban a génexpressziót kívánja tanulmányozni, olyan próbákat célszerű kiválasztani, melyek komplementerek számos citokin mRNS-sel, lipidmódosító enzimeket kódoló RNS-ekkel, vagy olyan faktorokat kódoló RNS-ekkel, mely faktorok a gyulladásos válaszban résztvevő sejteket szabályozzák, stb. Ha egyszer már a kísérletekhez szükséges szekvenciasorozatot meghatároztuk, a szekvenciák mindegyikéhez oligonukleotid próbát tervezünk, és minden egyes próbához egy specifikusan vágható szakaszt jelölünk ki. Ezt a szakaszt a megfelelő oligonukleotid(ok)hoz illesztjük. Ezután az oligonukleotidokat - a megfelelő hibridizációs körülmények mellett - a szilárd hordozón lévő cDNS-hez hibridizáljuk. A hibridizációs lépés befejezését követően, a szilárd hordozót mossuk, hogy eltávolitsunk minden, nem hibridizált próbát. A szilárd hordozót vagy hordozósorozatot ezután olyan oldatba helyezünk, mely befolyásolja a kimutatható szakasz lehasitását. Egy expresszált RNS jelenlétét vagy hiányát a kimutatható szakasz mennyiségének mérésével állapítjuk meg. Például, a tömegspektrometriával kimutatható szakaszokat tömegspektrométerrel vizsgáljuk.The next step is to hybridize the selected probes to the solid support in order to identify the presence or absence and relative abundance of a specific cDNA sequence. The probes are preferably oligonucleotides of 15-50 nucleotides in length. The sequence of the probes is determined by the end user of the assay. For example, if the end user wishes to study gene expression in an inflammatory process in a tissue, it is advisable to select probes that are complementary to several cytokine mRNAs, RNAs encoding lipid-modifying enzymes, or RNAs encoding factors that regulate cells involved in the inflammatory response, etc. Once the sequence set required for the experiments has been determined, an oligonucleotide probe is designed for each of the sequences, and a specifically cleaved region is designated for each probe. This region is then annealed to the appropriate oligonucleotide(s). The oligonucleotides are then hybridized to the cDNA on the solid support under appropriate hybridization conditions. After the hybridization step is complete, the solid support is washed to remove any unhybridized probe. The solid support or series of supports is then placed in a solution that affects the cleavage of the detectable region. The presence or absence of an expressed RNA is determined by measuring the amount of the detectable region. For example, regions detectable by mass spectrometry are analyzed with a mass spectrometer.

A fent leírt, a megkülönböztető expresszió (differential expression) analízisére szolgáló eljárásnak számos változata létezik. Például, megkülönböztető expressziót egy kivonásos könyvtár („subtracted libarary) felhasználásával is lehet vizsgálni. Bármilyen gén felfedező program egyik kívánt képessége az, hogy kiküszöbölje az aktiválás vagy fejlődés egy bizonyos stádiumára jellemző génexpressziós mintázat kimutatása során a redundáns válaszokat. A kivonásos cDNS-könyvtárak elkészítésére számos recept létezik, azonban ezek legtöbbjéhez nagy mennyiségű RNS vagy korábban már létező cDNS-könyvtár szükséges. A szilárd fázis alkal mazása a inRNS befogására, lehetővé teszi a háttérnek megfe lelő információforrás elhagyását. A kívánt mRNS fajokat fordított átírásra kerülnek, és az RNS templátokat lúggal szétroncsο1juk. Az eredményként kapott „kivonasos templát ot (subtraction template) korlátlan ideig újrahasznosíthatjuk .There are many variations of the differential expression analysis procedure described above. For example, differential expression can be examined using a subtracted library. One of the desired capabilities of any gene discovery program is to eliminate redundant responses in detecting gene expression patterns characteristic of a particular stage of activation or development. There are many recipes for preparing subtracted cDNA libraries, but most of them require large amounts of RNA or a pre-existing cDNA library. The use of a solid phase to capture inRNA allows the omission of a source of information corresponding to background. The desired mRNA species are reverse transcribed, and the RNA templates are degraded with alkali. The resulting “subtraction template” can be reused indefinitely.

A kivonásos könyvtár elkészítéséhez, a vizsgálat alatt álló forrásból származó RNS-t hővel denaturáljuk, majd a kivonásos templáton a cDNS első szálával hibridizáltatjuk. Ezután a nem kötött RNS—t mosással eltávolítjuk, és akár a közvetlenül befogott, akár pedig az összes RNS felkötése után hibridizált, kivonásos RNS-t (subtracted RNA) a kivonásos templátról leoldjuk. A befogást követően a cDNS 3zintetizálása a korábban leírtak szerint történik.To prepare a subtraction library, RNA from the source under investigation is heat denatured and hybridized to the first strand of cDNA on the subtraction template. Unbound RNA is then washed away, and subtracted RNA, either directly captured or hybridized after binding of all RNA, is eluted from the subtraction template. Following capture, cDNA is synthesized as previously described.

Rokon megközelítés szerint, kivonásos cDNS-próbákat készítünk úgy, hogy egy sejttípusból származó, egyszálú cDNS-t hibridizáltatunk egy, közeli rokon sejttípusból származó, immobilizált mRNS-el, és a nem hibridizált cDNS kis részét izoláljuk. E dúsítás eredményeként kivonásos cDNS-nek a DNS-fragmentumait használhatjuk megkülönböztetetten expresszált szekvenciákat tartalmazó cDNS kiónok azonosítására. A kivonásos cDNS-t kivonásos cDNS-könyvtárak készítésére is felhasználhatjuk. Próbának vagy klónozási célokra szükséges kivonásos cDNS-t PCR-el szaporíthatjuk fel [lásd például, Kuel és Battey, „Generation of a polymerase chain reaction renewable source of subtractive cDNA (Javított, megújítható eDNS forrás előállítása polimeráz-láncreakcióval) in: „PCR protocols: current methods and applications (PCR receptek: jelen eljárások és alkalmazásuk), 287-304, szerk.:White, kiad.: Humana Press, Inc. (1993); Wu és mtsai., „Methods in gene biotechnology (Gén biotechnológiai eljárások), 29-65, CRC Press (1997)].In a related approach, subtraction cDNA probes are prepared by hybridizing single-stranded cDNA from one cell type to immobilized mRNA from a closely related cell type and isolating a small portion of the unhybridized cDNA. As a result of this enrichment, DNA fragments of the subtraction cDNA can be used to identify cDNA clones containing differentially expressed sequences. The subtraction cDNA can also be used to construct subtraction cDNA libraries. Subtractive cDNA for testing or cloning purposes can be amplified by PCR [see, for example, Kuel and Battey, “Generation of a polymerase chain reaction renewable source of subtractive cDNA” in: “PCR protocols: current methods and applications,” ed.: White, ed.: Humana Press, Inc. (1993); Wu et al., “Methods in gene biotechnology,” 29–65, CRC Press (1997)].

Egy további változat szerint, egy, a fent leírtak szerinti degenerált láncindító, biotinilált oligo(dT) molekulát alkalmazunk a mRNS szilárd hordozóhoz való kötésére és az első szál szintézisének megindítására [lásd például, Rosok és mtsai., BioTechniques 21, 114 (1996)]. A reverz transzkripciót követően, a szilárdfázisú cDNS-t, mint templátot, az oligo (dT)MN-el és egy tetszésszerinti dekaliterrel, mint láncindítóval, együtt egy polimeráz-láncreakcióban alkalmazzuk. Két sejtpopulációból előállított PCR termékeket, poliakrilamid gélelektroforézisen történ szétválasztást követően összehasonlítjuk, majd a kérdéses PCR sávokat a gélből kioldjuk, és a tisztított PCR termékeket egy további polimeráz-láncreakcióban templátként alkalmazva, a kiválasztott sávokat felszaporítjuk. A második polimerázláncreakció termékeit ezután próbaként alkalmazzuk, vagy szekvencia analízissel tovább vizsgáljuk.In a further embodiment, a degenerate primer, biotinylated oligo(dT) as described above, is used to bind mRNA to a solid support and initiate first-strand synthesis [see, for example, Rosok et al., BioTechniques 21, 114 (1996)]. Following reverse transcription, the solid-phase cDNA is used as a template in a polymerase chain reaction with oligo(dT)MN and an optional decaliter as a primer. PCR products from two cell populations are compared after separation by polyacrylamide gel electrophoresis, the PCR bands of interest are eluted from the gel, and the purified PCR products are used as templates in a further polymerase chain reaction to amplify the selected bands. The products of the second polymerase chain reaction are then used as probes or further examined by sequence analysis.

6, Szilárdfázisú diagnosztikai vizsgálat (A) A polimorfizmus kimutatása6, Solid-phase diagnostic assay (A) Detection of polymorphism

A restrikciós endonukleázok rövid DNS-szekvenciákat ismernek fel és azoknál a specifikus helyeknél a DNS-t hasítják. Bizonyos restrikciós enzimek a DNS-t nagyon ritkán előforduló helyeken hasítják és így kis számú, de nagy (néhány ezertől néhány millió bázispárig terjedő) méretű frag meritumokat állítanak elő. A legtöbb restrikciós enzim a DNS-t sokkal gyakrabban hasítja, így nagyszámú, de kis (kevesebb, mint száztól több mint egyezer bázispárig terjedő) méretű fragmentumokat állítanak elő. Átlagosan, a négy bázist felismerőhellyel rendelkező restrikciós enzimekkel végrehajtott emésztés 256 bázis hosszúságú, a hat bázist felismerőhellyel rendelkező restrikciós enzimekkel 4000 bázis hosszúságú, míg a nyolc bázist felismerőhellyel rendelkező restrikciós enzimekkel 64000 bázis hosszúságú darabokat kaphatunk. Miután a különböző restrikciós enzimek százai már ismertek, a DNS-t több különböző kisméretű fragmentumra lehet hasítani.Restriction endonucleases recognize short DNA sequences and cleave the DNA at specific sites. Some restriction enzymes cleave DNA at very rare sites, producing a small number of large fragments (ranging from a few thousand to a few million base pairs). Most restriction enzymes cleave DNA much more frequently, producing a large number of small fragments (ranging from less than a hundred to more than a thousand base pairs). On average, digestions performed with restriction enzymes with four base recognition sites produce fragments 256 bases long, those with six base recognition sites produce fragments 4000 bases long, and those with eight base recognition sites produce fragments 64000 bases long. Since hundreds of different restriction enzymes are now known, DNA can be cleaved into several different small fragments.

Bár néhány ismert emberi DNS polimorfizmus inzerciókon, deléciókon vagy a nem ismétlődő szekvenciák egyéb átrendeződésén alapul, a többség vagy egyszeres báziscserén vagy a tandem ismétlődések számában bekövetkezett változásokon alapulnak. Báziscserék nagyon sűrűn, átlagosan egyszer minden 200-500 bázispárban, fordulnak elő az emberi genomban. A tandem ismétlődő szakaszok blokkjainak hosszúságbeli változása szintén általános az olyan genomban, melyben legalább több tízezer polimorfikus hely, vagy „locus, található. A tandem ismétlődő polimorfizmus ismétlődő szakaszainak hossza a (dA)n(dT)n szekvenciákban az egy bázispártól, az α-szatellit DNS-ben előforduló legalább 170 bázispárig terjed. A tandem ismétlődő polimorfizmust két csoportra oszthatjuk. A miniszatellit/változékony számú tandem ismétlődések (VNTR-ek) csoportban, az ismétlődő egységek teljes hosszúsága néhány tízezer bázispár és a jel lemző ismétlődő hosszúság néhány tíz bázispár, míg a mikroszatellit csoportban az ismétlődő szakaszok hosszúsága maximálisan 70 bázispár és az ismétlődő hosszúság hat bázispárig terjed. A legtöbb eduig azonosított mikroszatellit polimorf izmus a (dC-dA)n vagy a (dG-dT)n dinukleotid ismétlődő szekvencián alapul. A mikroszatellit polimorfizmus analízis magában foglaja az ismétlődések blokkját tartalmazó kis DNS-fragmentum, polimeráz-láncreakcióval végrehajtott felszaporítását és ezt követően a felszaporított DNS, denaturáló poliakrilamid gélen végzett elektroforézisét. A PCR-láncindítók komplementerek az ismétlődések blokkját szegélyező szekvenciákkal. Hagyományosan az agaróz gél helyett inkább poliakrilamid gélt alkalmaznak azért, mert az allélek gyakran csak egy, egyszeri ismétlődésnek megfelelő méretben különböznek egymástól.Although some known human DNA polymorphisms are based on insertions, deletions, or other rearrangements of non-repetitive sequences, the majority are based on either single base substitutions or changes in the number of tandem repeats. Base substitutions occur very frequently, on average once every 200–500 base pairs, in the human genome. Variation in the length of tandem repeat blocks is also common in genomes with at least tens of thousands of polymorphic sites, or “loci.” The length of the repeat blocks of a tandem repeat polymorphism ranges from one base pair in the (dA) n (dT) n sequences to at least 170 base pairs in α-satellite DNA. Tandem repeat polymorphisms can be divided into two groups. In the minisatellite/variable number tandem repeats (VNTRs), the total length of the repeat units is a few tens of thousands of base pairs and the typical repeat length is a few tens of base pairs, while in the microsatellite group, the length of the repeat blocks is a maximum of 70 base pairs and the repeat length is up to six base pairs. Most microsatellite polymorphisms identified to date are in the (dC-dA) n or (dG-dT) n dinucleotide repeats. sequence. Microsatellite polymorphism analysis involves the amplification of a small DNA fragment containing a block of repeats by polymerase chain reaction and subsequent electrophoresis of the amplified DNA on a denaturing polyacrylamide gel. The PCR primers are complementary to the sequences flanking the block of repeats. Traditionally, polyacrylamide gels are used rather than agarose gels because alleles often differ by only a single repeat size.

A DNS polimorfizmus vizsgálatára az eljárások számtalan változatát fejlesztették ki. A legszélesebb körben alkalmazott eljárás, a restrikciós fragmentum hosszúságú polimorfizmus (RFLP) megközelítés, a restrikciós enzimmel történő emésztés, a gélelektroforézis, a membránra történő blottolás és egy klónozott DNS-próbával. történő hibridizálás kombinációja. Az RFLP megközelítés alkalmazható bázishelyettesítések elemzésére, amikor a szekvencia csere egy restrikciós enzim felismerési helyére esik, illetve miniszatellitek/VNTR-ek elemzésére egy olyan enzim kiválasztásával, melynek a hasítási helye az ismétlődő egységen kívül hasít. Az agaróz gélek általában nem biztosítanak kellő mértékű felbontást ahhoz, különbséget tegyünk olyan mini szatellit/VNTR allélek között, melyek mindössze csak egy ismétlődő egységben különböznek, azonban a miniszatellitek/VNTR-ek olyan változékonyak, hogy könnyen azonosítható markerek még mindig találhatók [Vos és mtsai., Nucleic Acid Res. 23_, 4407 (1995) ] .A variety of methods have been developed to examine DNA polymorphism. The most widely used method, the restriction fragment length polymorphism (RFLP) approach, is a combination of restriction enzyme digestion, gel electrophoresis, membrane blotting, and hybridization with a cloned DNA probe. The RFLP approach can be used to analyze base substitutions when the sequence change falls within a restriction enzyme recognition site, or to analyze minisatellites/VNTRs by selecting an enzyme whose cleavage site cleaves outside the repeat unit. Agarose gels generally do not provide sufficient resolution to distinguish between minisatellite/VNTR alleles that differ by only one repeat unit, but minisatellites/VNTRs are so variable that easily identifiable markers can still be found [Vos et al., Nucleic Acid Res. 23_, 4407 (1995)].

A szilárdfázisú technikák növelték a polimorfizmus kimutatásának lehetőségét. Például, biotinilált láncindítót alléi specifikus PCR-láncindítóval együtt használva, egy alléinak az egyik formáját fel lehet szaporítani. A felszaporítást követően, a PCR termékeket ki lehet mutatni egy fluorofor próbával, oldatban történt hibridizációval, majd azt követően, egy szilárdfázisú hordozón immobilizált streptavidinnel, a hibridek befogásával [lásd például, Syvanen és Landegren, Human Mutation 3, 172 (1994)].Solid-phase techniques have increased the ability to detect polymorphism. For example, using a biotinylated primer in conjunction with an allele-specific PCR primer, one form of an allele can be amplified. After amplification, the PCR products can be detected by hybridization in solution to a fluorophore probe, followed by capture of the hybrids with streptavidin immobilized on a solid-phase support [see, for example, Syvanen and Landegren, Human Mutation 3, 172 (1994)].

A másik, „szilárdfázsisú miniszekvenálásnak „nevezett megközelítésben, egy biotinilált felszaporítási terméket immobilizálunk egy streptavidinnel bevont hordozóval. Majd a felszaporítás során kapott terméket templátként használva, szekvenciaspecifikus meghosszabbító reakciót hajtunk végre az egyik elkülöníteni kívánt szekvenciavariánssal komplementer egy különálló nuLleozid trifoszfáttal [lásd például Syvanen és Landegren, Human Mutation 3, 172 (1994); Syvanen, Clin. Chern. Acta 226, 225 (1994); Járvelá és mtsai., J. Med. Genet. 33, 1041 (1996)].In another approach, called "solid-phase minisequencing," a biotinylated amplification product is immobilized on a streptavidin-coated support. Then, using the amplification product as a template, a sequence-specific extension reaction is performed with a separate nucleotide triphosphate complementary to one of the sequence variants to be isolated [see, for example, Syvanen and Landegren, Human Mutation 3, 172 (1994); Syvanen, Clin. Chern. Acta 226, 225 (1994); Járvelá et al., J. Med. Genet. 33, 1041 (1996)].

Az „oligonukleotid-ligációs vizsgálat során, két, különbözőképpen jelzett allélspecifikus oligonukleotidot hasonlítunk össze abból a szempontból, hogy képesek-e ligáin! egy 3'-oligonukleotidhoz [lásd például, Nickerson és mtsai., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 8923 (1990); Nickerson és mtsai., Genomics 12, 377 (1992)]. A jelzetlen oligonukleotidot egy tesztedénybe helyezett, avidinnal bevont szilárd hordozón immobilizáljuk. A célszekvencia jelenlétét a megkötött, jelzett oligonukleotid által generált jel mérésével állapítjuk meg. Például, az allélspecifikus oligonukleotidot el lehet látni különböző fluorofor jelzéssel, és a cél jelenlétét a fluorescencia mérésével állapítjuk meg.In an "oligonucleotide ligation assay," two differently labeled allele-specific oligonucleotides are compared for their ability to ligate to a 3' oligonucleotide [see, e.g., Nickerson et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 8923 (1990); Nickerson et al., Genomics 12, 377 (1992)]. The unlabeled oligonucleotide is immobilized on an avidin-coated solid support placed in a test tube. The presence of the target sequence is determined by measuring the signal generated by the bound labeled oligonucleotide. For example, the allele-specific oligonucleotide can be labeled with different fluorophores and the presence of the target is determined by measuring fluorescence.

Nepom és munkatársai [Nepom és mtsai., J. Rheumatol. 23, 5 (1996)] leírnak egy, a genotípus analízisére szolgáló eljárást, melyben a kiválasztott szekvenciát PCR-ben, biológiai eredetű nukleinsav és bíotinilált láncindító jelenlétében, felszaporítják. A felszaporitott termék egy kis adagját átviszik egy atomata készülékbe, amely végrehajtja az allélspecifikus hibridizációt és a kimutatást.Nepom et al. [Nepom et al., J. Rheumatol. 23, 5 (1996)] describe a method for genotype analysis in which the selected sequence is amplified by PCR in the presence of biologically derived nucleic acid and a biotinylated primer. A small portion of the amplified product is transferred to an automated device that performs allele-specific hybridization and detection.

A polimorfizmus kimutatásának egy másik lehetséges útja a DNS lenyomat (DNA fingerprinting) készítése. Számos DNS lenyomat készítésére kidolgozott eljárás létezik, ezek közül a legtöbb PCR-t alkalmaz a fragmentumok előállítására [lásd például, Jeffries és mtsai., Nature 314, 67 (1985); Wels és McClelland, Nucleic Ac^d Rés. 19, 861 (1991)]. A DNS lenyomat készítésére szolgáló technika kiválasztása függ az alkalmazástól (pl. DNS típusmeghatározás, DNS marker térképezés) és a vizsgálat alatt álló szervezettől (pl. prokarióták, növények, állatok, emberek).Another possible way to detect polymorphism is by DNA fingerprinting. There are several methods developed for DNA fingerprinting, most of which use PCR to generate fragments [see, for example, Jeffries et al., Nature 314, 67 (1985); Wels and McClelland, Nucleic Acid Res. 19, 861 (1991)]. The choice of technique for DNA fingerprinting depends on the application (e.g., DNA typing, DNA marker mapping) and the organism under study (e.g., prokaryotes, plants, animals, humans).

Általában, a DNS lenyomat készítését el lehet végezni a teljes hosszúságú eDNS megszintetizálásával a találmány tárgyát képező hegyen. Ezután a cDNS-t restrikciós endonukleázzal emésztjük, és a nem kötött anyagot a hegyről leöblítjük. A kötött cDNS-hez adaptereket ligálunk, és a terméket felszaporítjuk és analizáljuk.In general, DNA imprinting can be accomplished by synthesizing full-length eDNA on a tip of the invention. The cDNA is then digested with a restriction endonuclease and unbound material is washed off the tip. Adapters are ligated to the bound cDNA, and the product is amplified and analyzed.

Az elmúlt néhány évben számos lenyomatkészítő eljárást fejlesztettek ki, melyek közé tartozik a random felszaporított polimorfikus DNS (random amplified polymorphic DNA, RAPD) , a DNS felszaporításos lenyomatkészítés (DNA amplification fingerprinting, DAF), és az önkényesen megindított PCR (arbitrarily primed PCR, AP-PCR). Ezen eljárások mindegyike véletlenszerűen kiválasztott, genomi eredetű DNS-fragmentumok önkényesen kiválasztott PCR-láncindítokkal történő felszaporításán alapulnak. DNS-fragmentumok előállíthatok bármilyen DNS-ből anélkül, hogy megelőzően ismernénk a szekvenciát. Az előállított mintázat függ a PCRláncindí tők szekvenciájától és a templátként használt DNS természetétől. A PCR-t alacsony hibridizációs („annealing) hőmérsékleten végezzük azért, hogy a láncindítók a DNS-en a sokszoros locusokhoz kapcsolódjanak. DNS-fragmentumok akkor keletkeznek, amikor a láncindítót kötő helyek olyan távolságon belül vannak, ami lehetővé teszi a felszaporítást. Elvben, egy egyedülálló láncindító is elégséges ahhoz, hogy sávmintázatokat állítsunk elő.In the past few years, several fingerprinting techniques have been developed, including random amplified polymorphic DNA (RAPD), DNA amplification fingerprinting (DAF), and arbitrarily primed PCR (AP-PCR). All of these techniques are based on the amplification of randomly selected DNA fragments of genomic origin with arbitrarily selected PCR primers. DNA fragments can be generated from any DNA without prior knowledge of the sequence. The pattern produced depends on the sequence of the PCR primers and the nature of the DNA used as a template. PCR is performed at low annealing temperatures to allow primers to anneal to multiple loci on the DNA. DNA fragments are generated when the primer binding sites are within a distance that allows amplification. In principle, a single primer is sufficient to produce banding patterns.

A polimorfizmus kimutatására szolgáló DNS-lenyomatkészítés sokkal újabb technikája a felszaporított fragmentumhossz-polimorfizmus (amplified fragment length polymorphism, AFLP) technika találhatók [Vos és mtsai., Nucleic Acid Res. 23, 4407 (1995); Schr iner és mtsai., J. Immunol.A much newer technique for DNA fingerprinting to detect polymorphism is the amplified fragment length polymorphism (AFLP) technique [Vos et al., Nucleic Acid Res. 23, 4407 (1995); Schr iner et al., J. Immunol.

Methods 196, 93 (1996)]. Vázlatosan, a genomi eredetű DNS-t restrikciós endonukleázokkal emésztjük, oligonukleotid adapterekkel ligáljuk. A PCR biztosítja a restrikciós fragmentum sorozatok szelektált felszaporítását, majd polakrilamid gélelektroforézissel történt frakcionálás után, felszaporított fragmentumokat analizáljuk.Methods 196, 93 (1996)]. In outline, genomic DNA is digested with restriction endonucleases, ligated with oligonucleotide adapters. PCR ensures the selective amplification of restriction fragment sequences, and then, after fractionation by polyacrylamide gel electrophoresis, the amplified fragments are analyzed.

Ezt az eljárás könnyen lehet adaptálni a szilárd fázisra a találmány szerinti hegy alkalmazásával. Itt, teljes hosszúságú genomi eredetű DNS-t bivalensen immobilizáljuk a hegyen. Ezután, a kötött DNS-t restrikciós endonukleázzal emésztjük, és a nem kötött anyagot a hegyről lemossuk. Ezt követően ligáljuk az adaptereket a rögzített DNS-fragmentumhoz, és a kötött DNS-molekulát felszaporítjuk és analizáljuk.This method can be easily adapted to solid phase by using the tip of the invention. Here, full-length genomic DNA is bivalently immobilized on the tip. The bound DNA is then digested with a restriction endonuclease and the unbound material is washed off the tip. Adapters are then ligated to the immobilized DNA fragment and the bound DNA molecule is amplified and analyzed.

Az AFLP technikát a mRNS lenyomat készítésére is alkalmazták [Habu és mtsai., Biochim. Biophis. Rés. Commun. 234, 516 (1997)]. Ebben a megközelítésben, horgonyzott (anchored) oligo(dT) láncindítókkal· kétszálú DNS-t szintetizáltak és Tagl-el, mely négy bázisból álló szekvenciát ismer fel, emésztettek. Ezután, Tagi adaptert ligáltak a cDNS-fragmentumok végére, és kiválasztott láncindítókkal a fragmentumokat PCR-ben felszaporították az AFLP-alapú genomi eredetű lenyomatkészítés, általános eljárásai szerint. Előnyösen, az AFLP technikával az itt leírt szilárd hordozón lekötött oligo(dT) láncindítókkal mRNS lenyomatkészítést végzünk.The AFLP technique has also been used for mRNA fingerprinting [Habu et al., Biochim. Biophis. Res. Commun. 234, 516 (1997)]. In this approach, double-stranded DNA was synthesized with anchored oligo(dT) primers and digested with TagI, which recognizes a four-base sequence. Then, TagI adapter was ligated to the ends of the cDNA fragments, and the fragments were amplified by PCR with selected primers according to general procedures for AFLP-based genomic fingerprinting. Preferably, mRNA fingerprinting is performed using the AFLP technique with oligo(dT) primers bound to a solid support as described herein.

Mutációkat is lehet azonosítani, a mutánsoknak a célszekvenciára készített, rövid oligonukleotid próbákkal vég zett hibridizációra gyakorolt destabilizáló hatásuk alapján [lásd például Habu és mtsai., Biochim. Biophis. Rés. Commun. 234, 516 (1997)]. Általában, az allélspecifikus oligonukleotid hibridizáció e technikája magában foglalja a célszekvencia felszaporítását, és az azt követő, rövid oligonukleotid próbákkal végzett hibridizációt. Egy felszaporított terméket sok, lehetséges szekvencia variánsra nézve végig lehet vizsgálni úgy, hogy megvizsgáljuk a termék hibridizációs mintázatát egy sorozat immobilizált oligonukleotid próbával. E megközelítés illusztrációját a 6. és a 7. példában mutatjuk be.Mutations can also be identified by their destabilizing effect on hybridization of the mutants to short oligonucleotide probes prepared for the target sequence [see, for example, Habu et al., Biochim. Biophis. Res. Commun. 234, 516 (1997)]. In general, this technique of allele-specific oligonucleotide hybridization involves amplification of the target sequence and subsequent hybridization with short oligonucleotide probes. An amplified product can be screened for many possible sequence variants by examining the hybridization pattern of the product with a series of immobilized oligonucleotide probes. An illustration of this approach is provided in Examples 6 and 7.

(B) Általános diagnosztikai eljárások(B) General diagnostic procedures

A DNS-próbák alkalmasak fertőző ágensek vagy megbetegedett sejtek - mint például olyan tumorsejtek, melyek a tumorral összefüggésben levő antigéneket expresszálnak jelenlétének kimutatására. Jellemzően, a tesztelni kívánt biológiai mintát, a célzott nukleinsavak felszabadítása céljából ionos detergensekkel vagy kaotrópokkal lizáljuk. A jellemző célzott nukleinsavak magukban foglalják a mRNS-t, a genomi eredetű DNS-t, a plazmád DNS-t vagy RNS-t, és az rRNS-t (riboszómális RNS), a virális DNS-t vagy RNS-t. Hogy a cél nukleinsav kimutatását befolyásoljuk, a cél nukleinsavat valamilyen módon immobilizálni kell. Például, a nukleinsavakat olyan szilárd hordozón vagy szubsztráton immobilizáljuk, mely valamiféle affinitást mutat a nukleinsavval szemben. Ezután a szilárd hordozót, előre meghatározott szekvencia alapján készített, jelzett oligonukleotid okkal vizsgálat alá vesszük abból a célból, hogy azonosítsuk a kérdéses, cél nukleinsavat. A nem hibridizált próbát, a mosási lépés során, eltávolítjuk, és a jelzést a megfelelő próbáról lehasítjuk és megmérjük [összefoglalásként lásd Reischl és Kochanowski, Mol. Biotech. 3_, 55 (1995)].DNA probes are useful for detecting the presence of infectious agents or diseased cells, such as tumor cells that express tumor-associated antigens. Typically, the biological sample to be tested is lysed with ionic detergents or chaotropic agents to release the target nucleic acids. Typical target nucleic acids include mRNA, genomic DNA, plasmid DNA or RNA, and rRNA (ribosomal RNA), viral DNA or RNA. To effect detection of the target nucleic acid, the target nucleic acid must be immobilized in some way. For example, the nucleic acids are immobilized on a solid support or substrate that exhibits some affinity for the nucleic acid. The solid support is then probed with labeled oligonucleotides prepared based on a predetermined sequence to identify the target nucleic acid of interest. The unhybridized probe is removed during a washing step, and the label is cleaved from the corresponding probe and measured (for a review, see Reischl and Kochanowski, Mol. Biotech. 3_, 55 (1995)).

A vizsgálati eljárások általános típusában, a felszaporított szekvencia egy jellemző szakaszát reprezentáló oligonukleotidokat egy szilárd hordozóhoz kötjük. A kötés lehet kovalens, vagy a biotin-streptavidin úton létrejött, vagy hasonló típusú kötés. A célként szereplő nukleinsavat templátként alkalmazzuk a kimutathatóan jelzett PCR termékek előállítására. Ezeket a PCR termékeket a befogó oligonukleotidokkal hibridizáltatjuk, és a PCR termék jelenlétét, a jelen alapuló kimutatási reakcióval meghatározzuk.In a general type of assay, oligonucleotides representing a characteristic region of the amplified sequence are bound to a solid support. The bond may be covalent, biotin-streptavidin, or similar. The target nucleic acid is used as a template to generate detectably labeled PCR products. These PCR products are hybridized to the capture oligonucleotides, and the presence of the PCR product is determined by a detection reaction based on the present invention.

E megközelítés egy változatában, biotinnal jelzett PCR terméket streptavidinnal bevont, szilárd hordozóhoz rögzítjük. Az immobilizált PCR termékeket, jelzéssel ellátott, a felszaporítás során kapott termék belső szekvenciáival komplementer próbával hibr: dizáltatjuk.In a variation of this approach, biotin-labeled PCR products are immobilized on a streptavidin-coated solid support. The immobilized PCR products are hybridized with a probe complementary to the labeled internal sequences of the amplified product.

Egy diagnosztikai eljárás tovább illusztrációjaként Wilber [Wilber, Immunol. Invest. 2 6, 9 (1997)] leír egy szilárdfázisú nukleinsav-hibridizációs vizsgálati eljárást, mely elágazó-DNS-szignálfelszaporítási eljárásokon alapul. E vizsgálat során, a célhoz többféle oligonukleotidot hibridizáltatva a HÍV RNS-t jelenlétét mutatták ki plazmában. Az oligonukleotidok közül 10 a cél felszínéhez kapcsolódott, míg 39 oligonukleotid az elágazó DNS-molekula és az RNS pol régiója között hibridizációt közvetített. A kimu tatható jelzéssel ellátott próbák az elágazó DNS-molekula mindegyik karjához kötődtek.As a further illustration of a diagnostic method, Wilber [Wilber, Immunol. Invest. 2 6, 9 (1997)] describes a solid-phase nucleic acid hybridization assay based on branched-DNA signal amplification techniques. In this assay, the presence of HIV RNA in plasma was detected by hybridizing multiple oligonucleotides to the target. Ten of the oligonucleotides bound to the surface of the target, while 39 oligonucleotides mediated hybridization between the branched DNA molecule and the RNA pol region. The probes with detectable labels bound to each arm of the branched DNA molecule.

További kimutatási eljárások a szakember számára jól ismertek. Például, szilárd fázisú kimutatásra alkalmas eljárás lehet a erősített kolorimetria, mely lehet például egy alkalikus foszfatáz rendszer, egy streptavidin rendszer, vagy a retek peroxidáz rendszer. A radiometrikus kimutatás egy másik alternatíva. A radiometrikus kimutatásra alkalmas radioaktív jelzések magukban foglalják a következő izotópokat: JH, 125I, 131I, 35S, 14C, 32P, és hasonlók. A fluorescens jelzéssel ellátott molekulák további kimutatási lehetőséget biztosítanak.Additional detection methods are well known to those skilled in the art. For example, a method suitable for solid phase detection may be enhanced colorimetry, such as an alkaline phosphatase system, a streptavidin system, or a horseradish peroxidase system. Radiometric detection is another alternative. Radioactive labels suitable for radiometric detection include the following isotopes: 1 H, 125 I, 131 I, 35 S, 14 C, 32 P, and the like. Fluorescently labeled molecules provide additional detection options.

A találmány - miután így nagyjából leírtuk - még jobban érthetővé válik a kitanítását követően a következő példák segítségével. A példák bemutatási célokat szolgálnak, és a találmány szerinti megoldást nem korlátozzák.The invention, having been thus broadly described, will be better understood by reference to the following examples. The examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the invention.

Példák (A) RNS befogásExamples (A) RNA capture

E kísérletekhez standard technikák alkalmazásával, sav-guanidinium-fenol extrakcióval teljes RNS-t készítettünk [lásd például: „Short protocols in Molecular Biology , Rövid receptek a molekuláris biológiában, 3. Kiadás, 4-4től 4-6-ig, szerk.: Ausubel és mtsai., kiad.: John Wiley & Sons, Inc. (1995)]. Poliadenilált RNS-t kapcsoltunk a hegyekhez úgy, hogy először az izolált RNS-t tartalmazó keveréket 70°C-ra melegítettük fel, az RNS-hez magas sótartalmú hibridizációs oldatot adtunk, azután az RNS-t a hegyhez azaz az oligo(dT)-t tartalmazó szilárd hordozóhoz - adtuk, majd a szilárd hordozót egy rázógépbe, például rotációs keverőbe (rotary mixer) tettük. A szükséges keverést különböző készülékekkel - beleértve a folyamatos vortexelőt, a viszintes rázógépet, rotációs rázógépet, és a rázószerelvénnyel ellátott hibridizációs kemencét - végeztük el.For these experiments, total RNA was prepared by acid-guanidinium-phenol extraction using standard techniques [see, for example, Short protocols in Molecular Biology, 3rd Edition, pp. 4-4-6, ed. Ausubel et al., published by John Wiley & Sons, Inc. (1995)]. Polyadenylated RNA was attached to the tips by first heating the mixture containing the isolated RNA to 70°C, adding high-salt hybridization solution to the RNA, then adding the RNA to the tip, i.e., the solid support containing oligo(dT), and then placing the solid support in a shaker, such as a rotary mixer. The necessary mixing was achieved using various devices, including continuous vortexing, horizontal shakers, rotary shakers, and hybridization oven equipped with a shaking device.

Úgy találtuk, hogy az RNS befogásához szükséges idő a bevitt RNS mennyiségétől függ. Szobahőmérsékleten, 10 pg teljes RNS elégséges ahhoz, hogy körülbelül két óra időtartam alatt a hegyen 90%-os telítettséget érjünk el. Egy tipikus nyugalmi állapotban levő sejtben, ez a teljes RNS mennyiség csúcsonként megfelel körülbelül 100 ng kötött poli(A)+mRNS-nek. Harminc pg, ugyanazon eredetű teljes RNS felhasználásával, a hasonló telítettség 30 perc alatt érhető el.We found that the time required for RNA capture depends on the amount of RNA introduced. At room temperature, 10 pg of total RNA is sufficient to reach 90% saturation of the tip in approximately two hours. In a typical resting cell, this amount of total RNA corresponds to approximately 100 ng of bound poly(A)+mRNA per tip. Using 30 pg of total RNA from the same source, similar saturation can be achieved in 30 minutes.

Egy másik kísérletsorozatban, ahol RNS-forrásként emberi T-sejtvonalat alkalmaztunk, hasonló befogási körülmények között, a hasonló telítettséget 10 pg RNS bevitelét követően 1 óra alatt értük el. Számos egyéb eredetű RNS-t fogtunk be - beleértve az egér, hörcsög és emberi sejtvonal eredetű RNS-eket - és ezek mindegyike a 90%-os telítettséget, 10 pg RNS/1-2 óra alatt elérő tartományba esett, meghatározva ezzel a maximális és minimális inkubációs időt.In another set of experiments using a human T-cell line as the RNA source, similar saturation was achieved within 1 hour after 10 pg of RNA under similar capture conditions. Several other RNAs were captured, including mouse, hamster, and human cell line RNAs, and all of these fell within the range of 90% saturation at 10 pg RNA/1-2 hours, thus defining the maximum and minimum incubation times.

(B) A első cDNS szál szintetizálása(B) Synthesis of the first cDNA strand

A poli(A)+ mRNS befogása után, a hegyet a hibridizációs pufferben háromszor mostuk, hogy eltávolítsuk a nem kötött RNS-t. A reverz transzkripciót 30 pl térfogatú,After capturing poly(A)+ mRNA, the tip was washed three times in hybridization buffer to remove unbound RNA. Reverse transcription was performed in a volume of 30 µl,

MMLV-reverz traszkriptáz tartalmazó, optimalizált pufferrendszerben végeztük 1-2 órán keresztül, 42°C-on, egy hibridizációs kemence rotációs állványán. Akárcsak a befogási lépés, a hatékony, első szál szintézishez a reagensek folyamatos keveredése szükséges.It was performed in an optimized buffer system containing MMLV reverse transcriptase for 1-2 hours at 42°C on a rotating rack of a hybridization oven. As with the capture step, continuous mixing of the reagents is required for efficient first-strand synthesis.

A kezdeti kísérletek során, szilárd hordozónként 50100 ng cDNS-t tudtunk előállítani. A reverz transzkripció során kapott terméket, azaz a jelzett kétszálú cDNS-t a hegyről lehasítottuk és agaróz gélelektroforézissel méret szerint elkülönítettük, majd autoradiográfiával közvetett módon vizsgáltuk. Számos kísérlet során, a kapott RNS kópiák hossza a hagyományos eljárásokkal előállítottakéhoz hasonló, illetve gyakran hosszabb volt. A cDNS méreteloszlása a 0.5 kilobázistól a 20 kilobázisig terjedt, a középérték körülbelül 2.0 kilobázis volt.In the initial experiments, 50100 ng of cDNA were produced per solid support. The product obtained during reverse transcription, i.e. the labeled double-stranded cDNA, was cleaved from the tip and separated by size by agarose gel electrophoresis and then indirectly examined by autoradiography. In several experiments, the length of the resulting RNA copies was similar to, or often longer than, those produced by conventional methods. The size distribution of the cDNA ranged from 0.5 to 20 kilobases, with a median of approximately 2.0 kilobases.

(C) A második cDNS-szál szintet+zálása(C) Leveling of the second cDNA strand

A reverz transzkripciót követően, a hegyet, a reagensek és az enzim eltávolítása céljából, háromszor mostuk. A második szál szintézisét 40 μΐ térfogatban, egy egység RnaseH / 25 egység E. coli polimeráz I hozzáadásával végeztük el. A reakcióelegyet szobahőmérsékleten, rotációs rázógépen inkubáltuk 6-12 órán keresztül.After reverse transcription, the tip was washed three times to remove reagents and enzyme. Second strand synthesis was performed in a volume of 40 μΐ with the addition of one unit of RnaseH / 25 units of E. coli polymerase I. The reaction mixture was incubated at room temperature on a rotary shaker for 6-12 hours.

Az egyeletlenül kiterjesztett végeket, a ligációs lépés előtt, a második szál reakciókeverékét eltávolítva, T4 DNS polimeráz és dNTP-k hozzáadásával „lesimítjuk. Az inkubációt 30 percig, 37°C-on hibridizációs kemencében, rotátoron hajtottuk végre. A termékek azonosítására, a re57 akciót 32P-vel jelzett dNTP jelenlétében végeztük. A második szál szintézise során keletkezett termékeket vagy forraltuk, vagy pedig a gélhordozóról Ascl restrikciós enzimmel lehasítottuk. A radiojelzett termékeket gélen megfuttattuk, és filmet helyeztünk rá.A kiválasztott RNS-től függően, 10 pg teljes RNS bevitelével általában lehetséges 50120 ng kétszálú cDNS-t nyerni.The mismatched extended ends were blunted by removing the second strand reaction mixture and adding T4 DNA polymerase and dNTPs before the ligation step. Incubation was performed for 30 minutes at 37°C in a hybridization oven on a rotator. To identify the products, the reaction was performed in the presence of 32 P-labeled dNTPs. The products formed during the synthesis of the second strand were either boiled or cleaved from the gel support with the restriction enzyme Ascl. The radiolabeled products were run on a gel and film was placed on it. Depending on the RNA selected, it is usually possible to obtain 50-120 ng of double-stranded cDNA with 10 pg of total RNA.

RnaseH aktivitást mutató enzimmel, mint például MMLVRT, végzett reverz transzkripciót követően, a hőstabil DNSpolimeráz alkalmazása is lehetséges. Ebben az esetben, a hőstabil polimeráz megemészti az RNS templátot, eliminálva ezzel a végső denaturációs lépésben, az RNS eltávolításának szükségességét.Following reverse transcription with an enzyme exhibiting RNaseH activity, such as MMLVRT, a thermostable DNA polymerase can be used. In this case, the thermostable polymerase digests the RNA template, eliminating the need for RNA removal in the final denaturation step.

Egy, a második szál szintézise során, az RnaseH/DNS pol I és a Tthl DNS-pol inter áz összehasonlítására végzett kísérlet kimutatta, hogy a két enzim esetében az AscI-el hasított termékek mennyiségét, illetve a termékek minőségét tekintve csak kis különbség tapasztalható (az ellenőrzést kiválasztott géneken, mint például GAPDH és IL-2, PCR-el történt felszaporítással végeztük). A Tthl alkalmazásával az inkubációs idő a szobahőmérsékleten szükséges 6 óráról, 70°C-on 1 órára csökkenthető. A mangán ionok jelenlétében a Tthl polimeráz reverz transzkriptáz aktivitást is mutat, azonban a magas hőmérséklet és a két vegyértékű kationok jelenléte miatt lehetséges RNS hidrolízis elkerülés céljából, az inkubációs időnek nagyon rövidnek kell lennie. A magas hőmérsékleten történő DNS-polimerizáció kivitelezésének egy másik előnye az, hogy a másodlagos szerkezetek meggyengülnek, ami elősegíti nagyon összetett információk szintézisét.An experiment comparing RnaseH/DNA pol I and Tthl DNA pol interase during second strand synthesis showed that there was little difference in the quantity of AscI-cleaved products and the quality of the products (checked by PCR amplification of selected genes such as GAPDH and IL-2). By using Tthl, the incubation time can be reduced from the 6 hours required at room temperature to 1 hour at 70°C. In the presence of manganese ions, Tthl polymerase also exhibits reverse transcriptase activity, but due to the high temperature and the presence of divalent cations, the incubation time must be very short to avoid possible RNA hydrolysis. Another advantage of performing DNA polymerization at high temperatures is that secondary structures are weakened, which facilitates the synthesis of very complex information.

(D) Adapterligáció - ligáció a vektorhoz(D) Adapter ligation - ligation to the vector

A félig foszforilált adaptereket, a kétszálú cDNS-hez ligáltuk 30 μΐ térfogatban, 5-10:1 adapter/cDNS végek moláris aránya mellett. Az előnyös ligációs puffer 10% PEG-et tartalmazott. Az adapter-cDNS keveréket T4 DNS ligázzal inkubáltuk szobahőmérsékleten fél napig, egy rotációs rázógépen. Ezután, a szilárd hordozót háromszor mostuk, hogy eltávolítsuk a felesleges linkereket. A ligációt követően, az adaptereken lévő 5'-hidroxilcsoportokat T4 polinukleotid kinázzal, ATP jelenlétében, egy órán keresztül, 37°C-on egy hibridizációs kemence rotációs állványán foszforiláltuk. A reakciót, a hegy TE pufferrel történt háromszori mosásával állítottuk le. Amennyiben a cDNS-t egyéb célokra használjuk, a foszforilációs lépés nem feltétlenül szükséges.The semi-phosphorylated adapters were ligated to the double-stranded cDNA in a volume of 30 μΐ at a molar ratio of adapter/cDNA ends of 5-10:1. The preferred ligation buffer contained 10% PEG. The adapter-cDNA mixture was incubated with T4 DNA ligase at room temperature for half a day on a rotary shaker. The solid support was then washed three times to remove excess linkers. Following ligation, the 5'-hydroxyl groups on the adapters were phosphorylated with T4 polynucleotide kinase in the presence of ATP for one hour at 37°C on a rotating rack in a hybridization oven. The reaction was stopped by washing the tip three times with TE buffer. If the cDNA is to be used for other purposes, the phosphorylation step is not necessarily necessary.

Bizonyos alkalmazások esetén, a második szál szintézisét, egy adapterrel specifikusan indítottuk közvetlenül a reverz transzkripció után. E megközelítés szerint, a mRNS hidrolízise után, egy részlegesen egyszálú, heteroduplex adaptert lehet T4 RNS ligázzal ligálni. Az adapter részlegesen kétszálú sajátsága biztosíthat egy 3'-hidroxilcsoportot melyről a második szál szintézise megindulhat, így meggátolhatja az adapter konkatamerizációját a ligáció alatt, mivel a T4 RNS ligáz duplaszálú nukleinsavakat nem tud ligálni.In some applications, second-strand synthesis has been specifically initiated with an adapter immediately after reverse transcription. In this approach, after mRNA hydrolysis, a partially single-stranded heteroduplex adapter can be ligated with T4 RNA ligase. The partially double-stranded nature of the adapter may provide a 3'-hydroxyl group from which second-strand synthesis can be initiated, thus preventing concatamerization of the adapter during ligation, since T4 RNA ligase cannot ligate double-stranded nucleic acids.

(E) Lehasítás a hordozóról / visszaforgatás(E) Tearing off the carrier / rewinding

Bizonyos tanulmányokban, egy vektort olyan cDNS-hez ligáltuk, mely cDNS-t egy hegyen szintetizáltuk. A cDNS-t vagy vektor:cDNS-t a szilárd hordozóról AscI-el hasítottuk le 40 μΐ térfogatban, 37°C-on, egy hibridizációs kemence rotációs állványán, 4 órán keresztül. Ezután a lehasított DNS-t 20 percig, 70°C-on melegítettük keverés mellett, vagy anélkül. A vektor:cDNS-t közvetlenül visszaforgattuk úgy, hogy a térfogatot, ligációs puffer és T4 DNS ligáz hozzáadásával, 50 μΐ-re töltöttük fel. A vektorhoz előzőleg nem ligáit cDNS-t számos részre osztottuk. E részekből tesztekkel meghatározzuk, hogy melyik vektor:inzert arány adja a későbbi transzformációban a legjobb eredményt. Mivel a cDNS teljes mennyisége csekély (50-120 ng 40 μΐ térfogatban), ezért a teljes ligációs keveréket transzformáltuk, szükségessé téve így bizonyos, sómentesítésre irányuló lépést.In some studies, a vector was ligated to cDNA that had been synthesized on a tip. The cDNA or vector:cDNA was cleaved from the solid support with AscI in a volume of 40 μΐ at 37°C on a rotating rack in a hybridization oven for 4 hours. The cleaved DNA was then heated at 70°C for 20 minutes with or without agitation. The vector:cDNA was directly recirculated by adding ligation buffer and T4 DNA ligase to make up the volume to 50 μΐ. The cDNA that had not previously been ligated to the vector was divided into several aliquots. From these aliquots, tests were performed to determine which vector:insert ratio gave the best results in subsequent transformation. Since the total amount of cDNA is small (50-120 ng in a 40 μΐ volume), the entire ligation mixture was transformed, necessitating some desalting step.

Négy óra alatt, a cDNS-ne) több mint 90%-a lehasítható a hegyről. Ezek között a körülmények között semmi előny nem származik abból, ha az inkubációs időt növeljük. Bár az enzimkoncentráció növelésével a hasítási idő csökkenthető, de az inkubációs időnek és a hasítási térfogatnak egyensúlyban kell lennie.Within four hours, more than 90% of the cDNA can be cleaved from the tip. Under these conditions, there is no benefit to increasing the incubation time. Although the cleavage time can be reduced by increasing the enzyme concentration, the incubation time and the cleavage volume must be in balance.

(F) Transzformáció(F) Transformation

A cDNS kiónokat, egy ligacióból származó DNS mintával - elektroporációs úton - transzformált elektrokompetens E. coli sejtekben felszaporítottuk. A transzformációban, DNS koncentrációk 1O9-1O10 cfu/pg között változtak. A szakember számára jól ismert, hogy e folyamat fő korlátja az elektroporáció sóérzékenysége. Egy általános ligációs keverékből csak 1-2 μΐ térfogatot (a teljes térfogat 5-10%-a) lehet elektrokompetens sejtmintánként elektroporálni anélkül, hogy a sótűrési küszöböt túllépnénk és az elektródok közötti elektromos kisülés a sejtek elpárologtatásával az éppen használt ligációs keverék elvesztéséhez vezet. Számos, különálló sejtmintát érdemes ezért külön-külön elektroporálni, de ez sok labormunkát igényel és költséges. Ennél jobb megoldás az, ha a jelen cDNS módszertanba olyan sómentesítő lépést vezetünk be, mely eléggé flexibilis ahhoz, hogy a technológia „in-line vagy léptékcsökkentéses („scale-down) változatába be lehessen vezetni anélkül, hogy a kitermelést veszélyeztetnénk.The cDNA clones were amplified in electrocompetent E. coli cells transformed with a DNA sample from the ligation - by electroporation. In the transformation, DNA concentrations varied between 1O 9 -1O 10 cfu/pg. It is well known to the skilled person that the main limitation of this process is the salt sensitivity of electroporation. Only 1-2 μΐ volumes (5-10% of the total volume) of a general ligation mixture can be electroporated per electrocompetent cell sample without exceeding the salt tolerance threshold and the electrical discharge between the electrodes leads to the loss of the ligation mixture by evaporating the cells. It is therefore worthwhile to electroporate several separate cell samples separately, but this requires a lot of laboratory work and is expensive. A better solution is to introduce a desalting step into the present cDNA methodology that is flexible enough to be implemented in an “in-line” or “scale-down” version of the technology without compromising the yield.

A transzformánsokat általánosan használt, növekedési médiumra - mint amilyen az antibiotikumokat tartalmazó LB agar - szélesztettük. Csak azok baktériumok képeznek kolóniákat, melyek a médiumban levő antibiotikummal szembeni antibiotikumrezisztencia gént hordozzák. Az igazi rekombinánsok és a csak vektorszekvenciákat hordozó kolóniák elkülönítését gyakran kék-fehér szí.iszelekcióval végzik, melyben a kék szín a - legtöbb közönséges plazmidvektor többszörös klónozó helyén átfutó - lacZ gén expressziójának eredménye. Ha lacZ gén által kódolt termék expresszióját egy, a többszörös klónozó helyre ligáit, inzert megszakítja, akkor ez fehér kolónia fenotípust eredményez. E forgatókönyv szerint, a rekombinánsokat vizuálisan meg lehet különböztetni a nem rekombinánsoktól, azonban a végtermékben jelen lehet egyrészt véletlenül felszúrt nem rekombináns, illetve egy bizonyos háttérszint. A nem rekombinánsoknak még egy viszonylag alacsony háttere is okozhat problémákat akkor, amikor a könyvtárat felszaporítjuk, mivel az inzert nélküli vektorokat tartalmazó baktériumok gyorsabban nőnek és sokkal stabilabbak, mint az inzertet - különösen a nagy inzertet - tartalmazó rekombinánsok.Transformants are plated on commonly used growth media, such as LB agar containing antibiotics. Only bacteria that carry the antibiotic resistance gene to the antibiotic present in the medium will form colonies. Separation of true recombinants from colonies carrying only vector sequences is often accomplished by blue-white color selection, in which the blue color is the result of expression of the lacZ gene, which spans the multiple cloning site of most common plasmid vectors. If expression of the product encoded by the lacZ gene is disrupted by an insert ligated to the multiple cloning site, this results in a white colony phenotype. In this scenario, recombinants can be visually distinguished from non-recombinants, but there may be some background and inadvertent spike-in non-recombinants in the final product. Even a relatively low background of non-recombinants can cause problems when the library is expanded, as bacteria containing vectors without an insert grow faster and are much more stable than recombinants containing an insert, especially a large insert.

2. példa: „Scaling down RNS bevitel szilárd hordozón történő cDNS-szintézishezExample 2: “Scaling down RNA input for cDNA synthesis on solid support

Az általános cDNS-könyvtár elkészítésében szükséges rengeteg manipuláció során jelentkező anyagveszteség minimális szintre történő csökkentése céljából, az RNS bevitel szintjét 10-100-ad részére le lehet csökkenteni. Például, szilárd hordozón durván 100 ng, kétszálú cDNS szintetizálható 10 ug teljes RNS felhasználásával, ami a kereskedelemben kapható készlet esetében szükségesnél 50-szer kevesebb kiindulási anyagot jelent. Lehetséges ezt jobban, a tizedére, csökkenteni anélkül, hogy a fent leírt recepten jelentősen változtatnánk, ez azonban még egy további felszaporítási lépést igényel.To minimize the amount of material lost during the many manipulations required to prepare a general cDNA library, the RNA input level can be reduced by a factor of 10 to 100. For example, roughly 100 ng of double-stranded cDNA on a solid support can be synthesized using 10 µg of total RNA, which is 50 times less starting material than is required for a commercially available kit. It is possible to reduce this further, by a factor of 10, without significantly altering the recipe described above, but this requires an additional amplification step.

Egy másik választás lehet az, ha a cDNS-szintézist, T7 promoter-adapterrel, adapterligáción keresztül végezzük, mely a PCR-el szemben, sokkal inkább az in vitro transzkripcióval történő felszaporítást teszi lehetővé. Ez az eljárás a PCR felszaporítással járó hosszúságtorzulás („length bias) kizárásával sokkal reprezentatívabb könyvtár előállítását teszi lehetővé. Az in vitro szintetizált transzkriptumokat ezután be lehet fogni és fel lehet dolgozni akárcsak bármilyen más eredetű RNS-t. Ahhoz, hogy teljes hosszúságú transzkriptumokat kapjunk, a felszaporítás sikere az in vitro transzkripció körülményeinek gondos optimalizálásán nyugszik. A be nem fogott transzkriptumokat, élesztőeredetű poli(A)-polimerázzal poliadenilálni lehet, majd ugyanahhoz a hordozóhoz visszaadva be lehet ezeket fogatni. Bár a readenilált transzkriptumok valószínűleg nem lesznek teljes hosszúságúak, az általuk tárolt információ nem fog elweszni az RNS készletből.Another option is to perform cDNA synthesis via adapter ligation with a T7 promoter adapter, which allows amplification by in vitro transcription rather than PCR. This procedure eliminates the length bias associated with PCR amplification, allowing for a more representative library. The in vitro synthesized transcripts can then be captured and processed like any other RNA source. To obtain full-length transcripts, the success of amplification relies on careful optimization of the in vitro transcription conditions. Uncaptured transcripts can be polyadenylated with yeast poly(A) polymerase and then re-captured on the same substrate. Although the re-adenylated transcripts are unlikely to be full-length, the information they contain will not be lost from the RNA pool.

Egy tanulmány során, egy hegyen T7 promoter-adaptert szintetizáltunk és, 10 pg RNS-ből átírt, kétszálú cDNS-hez ligáltunk. Az in vitro transzkripció során, a gyártó által javasolt körülményeket követve jelentős mennyiségű, 300 bázispártól 2000 bázispárig terjedő mérettartományba eső transzkriptumokat állítottunk elő. Bár ezek egy hatékony felszaporítási lépéshez nem optimális méretűek, a tanulmánnyal kimutattuk, hogy a szilárd hordozón lehetséges in vitro transzkriptumokat előállítani.In one study, a T7 promoter adapter was synthesized on a mount and ligated to double-stranded cDNA transcribed from 10 pg of RNA. During in vitro transcription, following the manufacturer's recommended conditions, significant amounts of transcripts ranging in size from 300 to 2000 bp were produced. Although these are not optimal sizes for an efficient amplification step, the study demonstrated that it is possible to produce in vitro transcripts on solid supports.

A „scale down megközelítés egy másik stratégiája, az asszimetrikus (lineáris) PCR-en alapul, mely eljárás során, az in vitro transzkripcióval megegyező módon szaporítjuk fel és fogjuk be a terméket. Miután a felszaporított termék inkább DNS, DNS polimerázt használunk a kétszálú cDNS előállítására .Another strategy for the “scale down” approach is based on asymmetric (linear) PCR, in which the product is amplified and captured in a manner similar to in vitro transcription. Since the amplified product is more like DNA, DNA polymerase is used to produce double-stranded cDNA.

3, példa: A szilárd hordozón alapuló próbákExample 3: Solid support-based assays

Tíz pg teljes RNS-ből származó poli(A) + mRNS-t befogtunk, fordítottan átírtuk, második szál cDNS-t szintetizáltunk és T7 promoter-adaptert ligáltunk a cDNS-hez. Az egyik tanulányban, a szilárd hordozót egy standard Cetus PCR csőbe (ABI, Foster City, CA) helyeztük és 35 ciklust futtattunk le, hosszú PCR polimeráz (long PCR polymerase, Ex-Taq, TAKARA) hozzáadásával. A ciklusban a 70°C-on végrehajtott kiterjesztési lépés időtartamát, minden öt ciklusban 1 perccel meghosszabbítottuk. A PCR során alkalmazott egyetlen láncindító komplementer volt az adapterrel, így a felszaporítás, a kötött cDNS az 5'-vége felől indult, így sok (+) szál kópiát termeltünk. A ciklusok után, a PCR termékeket hővel denaturáltuk és az egyszálú cDNS hosszúságtartományának vizualizációja céljából, agaróz gélen megfuttattuk. A mérettartomány durván az 500 bázispártól a 20 kilobázispár fölé esett, mely jól megfelelt a párhuzamosan futtatott kontrol vizsgálatban hasított, elektroforetizált és autoradiográfiával láthatóvá tett, jelzett, duplaszálú cDNS-ből kapott eredményeknek.Ten pg of poly(A) + mRNA from total RNA was captured, reverse transcribed, second-strand cDNA was synthesized, and a T7 promoter adapter was ligated to the cDNA. In one study, the solid support was placed in a standard Cetus PCR tube (ABI, Foster City, CA) and run for 35 cycles with the addition of long PCR polymerase (Ex-Taq, TAKARA). The duration of the 70°C extension step was increased by 1 min every five cycles. The single primer used in the PCR was complementary to the adapter, so that amplification started from the 5' end of the ligated cDNA, producing many (+) strand copies. After the cycles, the PCR products were heat-denatured and run on an agarose gel to visualize the length range of the single-stranded cDNA. The size range was roughly from 500 bp to over 20 kilobase pairs, which corresponded well to the results obtained from the labeled double-stranded cDNA cleaved, electrophoresed, and visualized by autoradiography in the control assay run in parallel.

Abból a célból, hogy meghatározzuk azt, hogy vajon az egyszálú PCR termék képviseli-e az eredeti mRNS populációt, számos, ismereteink szerint magas szinten, alacsony szinten vagy jelen nem levő, génre PCR-láncindítókat terveztünk. Olyan láncindítókat terveztünk, hogy az összes termék nagyjából azonos hosszúságú (400-600 bázispár) legyen és a cDNS 5'-végéhez közel helyezkedjen e. . Ezzel a láncindító konstrukcióval jól meg lehetett becsülni az első szál szintézi sének minőségét. Mivel az RNS forrása az emberi T-sejtvonal volt, ezért a láncindítókhoz az IL-2, IL-4, GM-CSF, GAPDH, CTLA4, c-fos és z Werner-féle helikáz szekvenciákat használtuk fel. Negatív kontrolként az egéreredetű guanilátkináz szerepelt.To determine whether the single-stranded PCR product represents the original mRNA population, we designed PCR primers for several genes known to be expressed at high, low, or absent levels. We designed primers such that all products were of approximately the same length (400-600 bp) and located close to the 5' end of the cDNA. . This primer design provided a good estimate of the quality of first-strand synthesis. Since the RNA source was a human T-cell line, the primers used were IL-2, IL-4, GM-CSF, GAPDH, CTLA4, c-fos, and Werner helicase sequences. Murine guanylate kinase was used as a negative control.

Elképzeléseinknek megfelelően, az összes polimerázláncreakció során, a CTLA4 és az egéreredetű guanilátkináz kivételével, a várt méretű terméket kaptuk. Az IL-2 esetében kapott terméket Northern blottal igazoltuk. Az 50 ng feltételezett IL-2-t 32P-vel jeleztünk és, stimulált (PMA+ionomicin) , illetve nem stimulált Jurkatból származó, immobilizált RNS-t tartalmazó blottal hibridizáltuk. Igen szigorú mosás után, a nem stimulált RNS gyakorlatilag nem mutatott jelet, ezzel szemben a stimulált minta intenzív, az IL-2-nek megfelelő mérettartományban, jelet adott.As expected, all polymerase chain reactions yielded products of the expected size, except for CTLA4 and murine guanylate kinase. The product obtained in the case of IL-2 was confirmed by Northern blot. 50 ng of putative IL-2 was labeled with 32 P and hybridized to a blot containing immobilized RNA from stimulated (PMA+ionomycin) and unstimulated Jurkat. After very stringent washing, the unstimulated RNA showed virtually no signal, while the stimulated sample gave an intense signal in the size range corresponding to IL-2.

4. példa: A szilárd hordozó alkalmazása cDNS végek gyors felszaporításáraExample 4: Application of solid support for rapid amplification of cDNA ends

A cDNS végek gyors felszaporítása (RACE), egy olyan technika, melyet szintén adaptálni lehet az itt leírt, szilárd hordozón alapuló cDNS technológiában. Vagy 5'-, vagy pedig 3'-RACE-t lehet végrehajtani miután kétszálú cDNS-hez adaptert ligáitünk, mely ligác:ó során horgonyként befogó oligonukleotidot (3'-RACE) vagy a megfelelő 5' adaptert (5'-RACE) alkalmazunk. A szilárd hordozón történő RACE-nek számos előnye van a jelenleg elérhető technikákkal szemben, mivel a cDNS előállításában kevés anyagot használunk és a terméket újra lehet hasznosítani. Ez az alkalmazás azon alapul, hogy egy PCR reakció a fent leírt szilárd hordozón közvetlenül futtatható. Kezdeti, kísérletek kimutatták, hogy ez elvégezhető egy magas kópiaszámú „háztartási génen, a GAPDH-n, és hogy a végtermék közvetlenül arányban áll a befogott RNS és az azt követően szintetizált cDNS minőségével. A 3'-RACE és az 5'-RACE kivitelezésére szolgáló eljárások a szakember számára jól ismertek [lásd például: Wu és mtsai., „Methods in gene biotechnology (Gén biotechnológiai eljárások), 15-28, CRC Press (1997)].Rapid amplification of cDNA ends (RACE), a technique that can also be adapted to the solid-support-based cDNA technology described herein. Either 5'- or 3'-RACE can be performed after ligation of an adapter to double-stranded cDNA, using either an anchoring oligonucleotide (3'-RACE) or the appropriate 5' adapter (5'-RACE). Solid-support RACE has several advantages over currently available techniques, such as the use of fewer materials in the production of cDNA and the reusability of the product. This application is based on the fact that a PCR reaction can be run directly on the solid support described above. Initial experiments have shown that this can be done on a high copy number "housekeeping" gene, GAPDH, and that the final product is directly proportional to the quality of the captured RNA and the subsequently synthesized cDNA. Methods for performing 3'-RACE and 5'-RACE are well known to those skilled in the art [see, for example, Wu et al., "Methods in gene biotechnology," 15-28, CRC Press (1997)].

5. példa: Génexpressziós vizsgálat céljára történő cDNSszintézis szilárd hordozón (A) Sejtstimuláció és RNS előkészítésExample 5: cDNA synthesis on solid support for gene expression studies (A) Cell stimulation and RNA preparation

Egy kísérletsorozatban, Jurkat JRT 3.5 sejtvonalat stimuláltunk 6 órán keresztül, szérummentes RPMI médiumban (Life technologies, Gaitersburg, MD) , 10 mg/ml forbol-12mirisztát-13-acetát (Calbiochem, San Diego, CA) és 100 ng/ml ionomicin (Calbiochem) jelenlétében, az l*106 sejt/ml koncentráció eléréséig. A sejteket leülepítettük, egyszer PBS-ben (Life Technologies) mostuk, újraülepítettük és 0.5 ml/106 sejt térfogatú pufferben (4 M guanidin-izotiocianát, 1% N-lauril-szarkozin, 25 mM nátriumcitrát, (pH 7.1)) (Fisher Scientific, Pittsburg, PA) lizáltuk. Ehhez egytized térfogat 2 M nátriumacetátot (pH 4.2)(Fisher Scientific) adtunk, majd azután összekevertük egy térfogat, vízzel telített fenollal (Amresco, Solon, OH). Ezután egynegyed térfogat kloroform:izoamilalkohol (29:1) keverékkel erőteljesen összekevertük, és 10 percig jégen inkubáltuk. A lizátumot lecentrifugáltuk, a vizes fázist eltávolítottuk, és egyenlő térfogat kloroform:izoamilalkohol keverékkel extraháltuk. A vizes fázist összegyűjtöttük és az RNS-t 2 térfogat etanollal (Quantum Chemical Corp., Tuscola, IL) lecsaptuk. Centrifugálás után, az etanolt dekantáltuk és az RNS-t levegőn kissé megszárítottuk, majd 1-5 mg/ml koncentrációtartományban, Rnáz-mentes vízben felszuszpendáltuk.In a series of experiments, Jurkat JRT 3.5 cell lines were stimulated for 6 hours in serum-free RPMI medium (Life technologies, Gaitersburg, MD) in the presence of 10 mg/ml phorbol-12myristate-13-acetate (Calbiochem, San Diego, CA) and 100 ng/ml ionomycin (Calbiochem) to a concentration of 1*10 6 cells/ml. Cells were pelleted, washed once in PBS (Life Technologies), re-seeded and lysed in 0.5 ml/10 6 cells in buffer (4 M guanidine isothiocyanate, 1% N-lauryl sarcosine, 25 mM sodium citrate, (pH 7.1)) (Fisher Scientific, Pittsburg, PA). One-tenth volume of 2 M sodium acetate (pH 4.2) (Fisher Scientific) was added and then mixed with one volume of water-saturated phenol (Amresco, Solon, OH). One-quarter volume of chloroform:isoamyl alcohol (29:1) was mixed vigorously and incubated on ice for 10 min. The lysate was centrifuged, the aqueous phase was removed, and extracted with an equal volume of chloroform:isoamyl alcohol. The aqueous phase was collected and the RNA was precipitated with 2 volumes of ethanol (Quantum Chemical Corp., Tuscola, IL). After centrifugation, the ethanol was decanted and the RNA was air-dried slightly and then suspended in RNase-free water at a concentration range of 1-5 mg/ml.

(B) Befogás és első szál szintézis(B) Capture and first strand synthesis

Egy, kovalensen kötött, 5'ACTACTGATCAGGCGCGCCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT-3'szekvenciájú oligonukleotiddal (a szekvencialistában az 1. azonosítószámon megadott szekvencia) (Genset, LaJolla, CA) bevont, szilárd hordozót 10 pg teljes, celluláris RNS-hez adtunk és a megfelelő mennyiségű, Rnáz mentes vízzel felhígítottuk úgy, hogy egy 1.5 ml-es mikrofuga csőben (Fisher Scientific), a hegyet beborítsa. Ez az oligonukleotid egy távtartót (spacer) és az oligo(dT) szekvencia 5'-végén egy Ascl hasítóhelyet tartalmaz. Az RNS-t és a hegyet 5 percig, 65°C-on inkubáltuk. Mindegyik csőbe, egyenlő térfogatú 2* mRNS hibridizációs puffért (50 mM Tris, pH 7.5, 1 M NaCl)(Fisher Scientific) és 20 pg/ml acetilezett BSA-t (New England Biolabs, Beverly, MA) adtunk és a csöveket szobahőmérsékleten enyhén rázattuk, 2 <rán keresztül. A felülúszót eltávolítottuk és a hegyet háromszor, 1* mRNS hibridizációs pufferben mostuk. A legutolsó mosás után, mindegyik csőbe reverz transzkriptáz keveréket (1* MMLV-reverz transzkriptáz puffer, 1 mM dNTP keverék, 2 mM DTT (LifeA solid support coated with a covalently bound oligonucleotide with the sequence 5'ACTACTGATCAGGCGCGCCTTTTTTTTTTTTTTTTTTT-3' (sequence given as ID No. 1 in the Sequence Listing) (Genset, LaJolla, CA) was added to 10 pg of total cellular RNA and diluted with an appropriate amount of RNase-free water to coat the tip in a 1.5 ml microfuge tube (Fisher Scientific). This oligonucleotide contains a spacer and an Ascl cleavage site at the 5' end of the oligo(dT) sequence. The RNA and tip were incubated for 5 min at 65°C. To each tube, an equal volume of 2* mRNA hybridization buffer (50 mM Tris, pH 7.5, 1 M NaCl) (Fisher Scientific) and 20 pg/ml acetylated BSA (New England Biolabs, Beverly, MA) was added and the tubes were gently shaken at room temperature for 2 min. The supernatant was removed and the tip was washed three times in 1* mRNA hybridization buffer. After the final wash, reverse transcriptase mix (1* MMLV-reverse transcriptase buffer, 1 mM dNTP mix, 2 mM DTT (Life

- 67 Technologies), 20 egység Rnasin (Promega, Madison, WI), 10 pg/ml acetilezett-BSA (New England Biolabs) mértünk, majd ehhez 600 egység MMLV-reverz transzkriptázt (Life Technologies) adtunk. A reakcióelegyet 42°C-on, 2 órán keresztül, enyhén rázattuk. Ezután egy egység Rnáz H-t (Boehringer-Mannheim, Indianapolis, IN) adtunk hozzá és a reakciót, még félórán keresztül tovább folytattuk. A felülúszót ismét eltávolítottuk és mindegyik hegyet háromszor mostuk 10 mM Tris-ben (pH 8, + 1 mM EDTA) (Fisher- 67 Technologies), 20 units of Rnasin (Promega, Madison, WI), 10 pg/ml of acetylated-BSA (New England Biolabs) were added, and 600 units of MMLV reverse transcriptase (Life Technologies) were added. The reaction mixture was incubated at 42°C for 2 hours with gentle shaking. Then, one unit of RNase H (Boehringer-Mannheim, Indianapolis, IN) was added and the reaction was continued for another half hour. The supernatant was removed again and each tip was washed three times in 10 mM Tris (pH 8, + 1 mM EDTA) (Fisher

Scientific). A maradék RNS templátot úgy távolítottuk el, hogy a hegyeket TE + 0.01% SDS pufferben (FisherThe remaining RNA template was removed by rinsing the tips in TE + 0.01% SDS buffer (Fisher Scientific).

Scientific) forraltuk.Scientific) boiled.

6. pélHa; A szilárd hordozó használatával történő, magas teljesítményű olvasztási eljárásExample 6: High-performance melting process using a solid support

C6-amin szakaszon keresztül egy befogó oligonukleotidot (36-mer) kovalensen kötöttünk egy poli (etilénimin)-nel bevont nylon hegyszerkezethez. Másfél M guanidinium-tiocianát oldatban, a C6-amino szakaszán Texas Red-del jelzett, rövidebb oligonukleotidokat (18-mer) hibridizáltattunk a befogó oltgonukleotidhoz 15 percig, szobahőmérsékleten. A hegyszerkezeteket azután kétszer TEN pufferben (0.01 M Tris, pH 7.5, 1 mM EDTA, 100 mM NaCl) és egyszer TENS pufferben (0.01 M Tris, pH 7.5, 1 mM EDTA. 100 mM NaCl, 0.1% SDS), majd ezt követően kétszer ismét TEN pufferben mostuk, hogy eltávolítsuk a nem hibridizált jelzett oligonukleotidokat. A vizsgálni kívánt oldatokból származó mintákat egy polikarbonát termolyuk lemezA capture oligonucleotide (36-mer) was covalently attached to a poly(ethyleneimine)-coated nylon tip via the C6-amine site. In a 1.5 M guanidinium thiocyanate solution, shorter oligonucleotides (18-mer) labeled with Texas Red at the C6-amino site were hybridized to the capture oligonucleotide for 15 min at room temperature. The tips were then washed twice in TEN buffer (0.01 M Tris, pH 7.5, 1 mM EDTA, 100 mM NaCl) and once in TENS buffer (0.01 M Tris, pH 7.5, 1 mM EDTA. 100 mM NaCl, 0.1% SDS), followed by two washes in TEN buffer to remove unhybridized labeled oligonucleotides. Samples from the solutions to be tested were placed in a polycarbonate thermowell plate

(„polycarbonate thermowell plate) (Corning Costar Corp., Cambridge, MA) lyukaiba vittük, és a lemezt egy MJ hőcserélő (thermal cycler) berendezésbe )MJ Research Company, Watertown, MA) helyeztük. A hegyeket sorozatosan vittük át a lemez egyik lyukából a másikba. A hőmérsékletet minden 5 percben 5°C-al megnöveltük, azaz a kezdőhőmérséklet 10°C, a záróhőmérséklet pedig 85°C volt. Ezután a folyadékot egy fekete, 96 lyukú mikrotiterlemezre vittük át és a fluorescenciát mértük.(polycarbonate thermowell plate) (Corning Costar Corp., Cambridge, MA) and the plate was placed in a MJ thermal cycler (MJ Research Company, Watertown, MA). The tips were serially transferred from one well of the plate to the next. The temperature was increased by 5°C every 5 minutes, i.e., the starting temperature was 10°C and the final temperature was 85°C. The liquid was then transferred to a black 96-well microtiter plate and fluorescence was measured.

Minden egyes lyukban mért fluorescencia szint összefüggésben van a befogó oligonukleotidról leolvasztott, jelzett oligonukleotid mennyiségével. A „leolvasztást, vagy duplex disszociációt a 10-95°C hőmérséklettartományban végeztük. A Td kiszámítására, minden egyes hőmérsékleten mért, halmozott értéket a hőmérséklet függvényében ábrázoltuk. Azt a hőmérsékletet, melynél a hegyről az anyag 50%-a ledisszociál, Td-nek tekintettAk. „Helikális-rendezetlen átmenetnek az a hőmérséklettartományt tekintjük, mely tart attól a hőmérséklettől, melynél egy adott oligonukleotid duplexre nézve (vagy nukleinsav duplex, mely a duplexben hibás illeszkedést tartalmaz vagy nem tartalmaz) az a értéke 0.2-vel egyenlő, addig a hőmérsékletig, amelynél ugyanazon adott oligonukleotid duplexre nézve (vagy nukleinsav duplex, mely a duplexben hibás illeszkedést tartalmaz vagy nem tartalmaz) az a. értéke 0.8-al egyenlő. Az adatokat táblázatba illesztettük és mindegyik oldatra nézve a leolvasztás! görbéket kiszámítottuk. Ezekből a leolvasztás! görbékből kalkuláltuk a Td-t, a áHCT-t, és a ATd-t.The level of fluorescence measured in each well is related to the amount of labeled oligonucleotide annealed from the capture oligonucleotide. The "de-annealing" or duplex dissociation was performed in the temperature range of 10-95°C. To calculate Td, the accumulated values measured at each temperature were plotted as a function of temperature. The temperature at which 50% of the material dissociated from the tip was considered Td . The "helical-disordered transition" was considered to be the temperature range from the temperature at which a for a given oligonucleotide duplex (or nucleic acid duplex with or without mismatches in the duplex) is equal to 0.2 to the temperature at which a for the same given oligonucleotide duplex (or nucleic acid duplex with or without mismatches in the duplex) is equal to 0.8. The data were tabulated and the de-annealing curves were calculated for each solution. From these de-annealing curves, the Td , the aHCT, and AT d .

Egy tanulmányban, az 1*12 hegyszerkezet alkalmazva, mindegyik tesztoldatból, 100-100 μΐ aliquotot két termolyuk lemez (Cornig Costar, Cambridge, MA) , tartalmazó, 16 különálló lyukába vittük (hőmérsékleti pontonként egy-egy csövet) . Minden egyes hőmérsékletugrást megelőzően, a hegyszerkezetet a lemez új sorába transzferáltuk. Közvetlenül azelőtt, hogy az 50°C-t elértük volna, az első lemezt eltávolitottuk a termociklus berendezésből és a második termolyuk lemezzel helyettesítettük. Amikor a termociklus program befejeződött, a lyukakból a folyadékokat két, fekete, mikrofluor lemez (Dynatech) lyukaiba vittük át. A fluorescenciát 584 excitációs- és 612 emissziós hullámhosszon mértük. Az adatokat egy táblázatkezelő programba írtuk és analizáltuk.In one study, using the 1*12 tip array, 100 μΐ aliquots of each test solution were placed into two thermowell plates (Cornig Costar, Cambridge, MA) containing 16 separate wells (one tube per temperature point). Before each temperature step, the tip array was transferred to a new row of the plate. Just before reaching 50°C, the first plate was removed from the thermocycler and replaced with the second thermowell plate. When the thermocycling program was complete, the liquids from the wells were transferred to two black microfluor plates (Dynatech). Fluorescence was measured at 584 excitation and 612 emission wavelengths. The data were entered into a spreadsheet program and analyzed.

Egy tanulmányban, a 4*12 hegyszerkezet alkalmazva, 8 termolyuk lemezt félbevágtunk, hogy 4*12 lyukú lemezt készítsünk. Mindegyik tesztoldatból 100 μΐ-t mértünk mindegyik fél-lemez egy lyukába addig, amíg mindegyik lyuk tesztoldatot nem tartalmazott. Az oldatösszetételt tekintve, mind a 16 fél-lemez azonos volt. Minden egyes hőmérsékletugrást megelőzően, a hegyszc rkezetet a lemez új sorába transzferáltuk. Amikor a termociklus program befejeződött, a lyukakból a folyadékokat két, fekete, mikrofluor lemez (Dynatech) lyukaiba vittük át. A fluorescenciát 584 excitációs- és 612 emissziós hullámhosszon mértük. Az adatokat egy táblázatkezelő programba írtuk és analizáltuk.In one study, using the 4*12 tip configuration, 8 thermowell plates were cut in half to create a 4*12-well plate. 100 μΐ of each test solution was measured into one well of each half-plate until each well contained test solution. All 16 half-plates were identical in terms of solution composition. Before each temperature jump, the tip was transferred to a new row of the plate. When the thermocycling program was completed, the liquids from the wells were transferred to two black microfluor plates (Dynatech). Fluorescence was measured at 584 excitation and 612 emission wavelengths. The data were entered into a spreadsheet program and analyzed.

7. példa: Oligonukleotid duplexek olvadási hőmérsékletésenk meghatározása különböző hibotróp és nem hibotróp alapú hibridizációs oldatokbanExample 7: Determination of the melting temperatures of oligonucleotide duplexes in different hibotropic and non-hibotropic hybridization solutions

Ebben a példában leírjuk a vad típusú és mutáns oligonukleotidok Td-jének meghatározását cél nukleinsavhoz való hibridizáció esetében. Kimutatjuk, hogy a hibotróp alapú hibridizációs oldat lehetővé teszi, egy maximum 30 nukleotid hosszú próbával, egyetlen bázispár mutáció kimutatását a cél nukleinsavban.In this example, we describe the determination of the T d of wild-type and mutant oligonucleotides upon hybridization to a target nucleic acid. We demonstrate that the hibotropic-based hybridization solution allows the detection of a single base pair mutation in the target nucleic acid with a probe of up to 30 nucleotides in length.

(A) Oldatok és reagensek(A) Solutions and reagents

A szűrőmosó oldat (FW) 0.09 M NaCl, 540 mM Tris (pH 7.6), 25 mM EDTA volt. Az „SDS/FW oldat 0.1% nátriumdodecil-szulfátot tartalmazó FW oldat volt. A hibridizációs oldat a szövegben specifikált koncentrációjú hibotrópot (2% N-laurilszarkozint (szarkozilt)) , 50 mM Tris-t (pH 7.6) és 25 mM EDTA-t tartalmazott. A formamid hibridizációs oldat 30% formamidot, 0.09 M NaCl-ot, 40 mM Tris-HCl-t (pH 7.6), 5 mM EDTA-t és 0.1% SDS-t tartalmazott. A GuCl-t, litiumhidroxidot, triklórecetsavat, NaSCN-t, NaC104-et és ΚΙ-t a Sigma-tól (St. Louis, MO) szereztük be. A rubidiumhídroxidot a CFS Chemicals-tól (Columbus, OH) vásároltuk. A CsTFAt a Pharmacia-tól (Piscataway, NJ) szereztük be.The filter washing solution (FW) was 0.09 M NaCl, 540 mM Tris (pH 7.6), 25 mM EDTA. The “SDS/FW solution” was a FW solution containing 0.1% sodium dodecyl sulfate. The hybridization solution contained the concentration of hibotropic (2% N-lauryl sarcosine (sarcosyl)) specified in the text, 50 mM Tris (pH 7.6), and 25 mM EDTA. The formamide hybridization solution contained 30% formamide, 0.09 M NaCl, 40 mM Tris-HCl (pH 7.6), 5 mM EDTA, and 0.1% SDS. GuCl, lithium hydroxide, trichloroacetic acid, NaSCN, NaClO 4 , and ΚΙ were obtained from Sigma (St. Louis, MO). Rubidium hydroxide was purchased from CFS Chemicals (Columbus, OH). CsTFA was obtained from Pharmacia (Piscataway, NJ).

A LiTCA-t és a TMATCA-t és TEATCA-t úgy készítettük, hogy megfelelő 3 N LiOH, TEAOH és TMAOH oldatokat cseppenként adagolt triklórecetsavval (100% W/v, 6.1 N) pH 7.0 értékig titráltuk jégen, folyamatosan keverés mellett. A sót vákuum alatt kiszárítottuk, éterrel egyszer mostuk, majd szárítottuk.LiTCA, TMATCA and TEATCA were prepared by titrating appropriate 3 N LiOH, TEAOH and TMAOH solutions with trichloroacetic acid (100% W/v, 6.1 N) dropwise on ice with continuous stirring to pH 7.0. The salt was dried under vacuum, washed once with ether and then dried.

Az oligonukleotidokat egy kereskedelemben kapható szintetizátorban szintetizáltuk standard cianoetil-N,N-diizopropilamino-foszforamidit (CED-foszforamidit) kémiával. Az aminfarkokat az 5'-végbe építettük be kereskedelemben kapható N-monometoxitritilaminohex-iloxi-CED-foszforamidittal. Esetenként, az oligonukleotidokat a kereskedelemben vásároltuk (Midland Certified Fkagents, Midland, Tx) .Oligonucleotides were synthesized on a commercially available synthesizer using standard cyanoethyl-N,N-diisopropylaminophosphoramidite (CED-phosphoramidite) chemistry. Amine tails were incorporated at the 5' end using commercially available N-monomethoxytritylaminohexyloxy-CED-phosphoramidite. In some cases, oligonucleotides were purchased commercially (Midland Certified Fkagents, Midland, Tx).

Az 1. táblázat mutatja azokat az oligonukleotidokat, melyeket a vad típusú oligonukleotid és a mutáns oligonukleotid Td-i közötti különbség mérésére használtunk. A vad típusú oligonukleotid, egy teljesen és tökéletesen párosított duplex, míg a mutáns oligonukleotid egy hibás bázispárt (általában az oligonukleotid közepén) tartalmazott.Table 1 shows the oligonucleotides used to measure the difference in T d -i between the wild-type oligonucleotide and the mutant oligonucleotide. The wild-type oligonucleotide was a completely and perfectly matched duplex, while the mutant oligonucleotide contained a mismatched base pair (usually in the middle of the oligonucleotide).

1. táblázat:Table 1:

Oligonukleotid Oligonucleotide Nukleotid szekvencia Nucleotide sequence Szék. azonosítószám Secretary identification number „befogó oligonukleotid "capture oligonucleotide" 5’-GTCATACTCCTGCTTGCTGATCCACATCTG-3' 5'-GTCATACTCCTGCTTGCTGATCCACATCTG-3' 2 2 vad típus 30-mer wild type 30-mer 5'-CAGATGGGTATCAGCAAGCAGGAGTATGAC-3' 5'-CAGATGGGTATCAGCAAGCAGGAGTATGAC-3' 3 3 mutáns 30-mer vad típus 24-mer mutant 30-mer wild type 24-mer 5'-CAGATGGGTATCAGGAAGCAGGAGTATGAC-3' 5'-CAGATGGGTATCAGGAAGCAGGAGTATGAC-3' 4 4 5'-ATGGGTATCAGCAAGCAGGAGTAT-3' 5'-ATGGGTATCAGCAAGCAGGAGTAT-3' 5 5 mutáns 24-mer mutant 24-mer 5'-ATGGGTATCAGGAAGCAGGAGTAT-3' 5'-ATGGGTATCAGGAAGCAGGAGTAT-3' 6 6 vad típus 18-mer wild type 18-mer 5'-GGTATCAGCAAGCAGGAG-3' 5'-GGTATCAGCAAGCAGGAG-3' 7 7 mutáns 18-mer mutant 18-mer 5'-GGTATCAGGAAGCAGGAG-3' 5'-GGTATCAGGAAGCAGGAG-3' 8 8

Az oligonukleotidok az itt leírt hegyekhez voltak kötve. Ezekben a tanulmányokban, az oligonukleotidokat, a Van Ness és munkatársai [Van Ness és mtsai., Nucleic Acid Res., 19, 3345 (1991)] által leírtak szerint rögzítettük a hegyekhez. Az oligonukleotid-hegyek 0.1-1.2 pg/hegy, kovalensen immobilizált oligonukleotidot tartalmaztak.The oligonucleotides were attached to the tips as described herein. In these studies, the oligonucleotides were attached to the tips as described by Van Ness et al. [Van Ness et al., Nucleic Acid Res., 19, 3345 (1991)]. The oligonucleotide tips contained 0.1-1.2 pg/tip of covalently immobilized oligonucleotide.

(B) Szilárdfázisú hibridizáció(B) Solid-phase hybridization

A próbaként használt oligonukleotidokat amin-reaktív fluorokrómokkal reagáltattuk. A nyert oligonukleotid készítményt három részre osztottuk és a részeket vagy (a) 20szoros moláris feleslegben levő Texas Red szulfonilkloriddal (Molecular Probes, Eugene, OR), (b) 20-szoros moláris feleslegben levő Lissamin-szulfonil-kloriddal (Molecular Probes, Eugene, OR) , vagy ) 20-szoros moláris feleslegben levő fluorescein-izo-tiocianáttal reagáltattuk. Az el nem reagált fluorokrómokat, Sephadex G25 oszlopon végzett, gélszűréses kromatográfiával távolítottuk el.The oligonucleotide probes were reacted with amine-reactive fluorochromes. The resulting oligonucleotide preparation was divided into three parts and the parts were reacted with either (a) a 20-fold molar excess of Texas Red sulfonyl chloride (Molecular Probes, Eugene, OR), (b) a 20-fold molar excess of Lissamine sulfonyl chloride (Molecular Probes, Eugene, OR), or (c) a 20-fold molar excess of fluorescein isothiocyanate. Unreacted fluorochromes were removed by gel filtration chromatography on a Sephadex G25 column.

Kifejlesztettünk egy nagy teljesítményű eljárást az oligonukleotid duplexek termodinamikai tulajdonságainak mérésére. Az eljárással oldatminták ezreit lehet átvizsgálni abból a szempontból, hogy képesek-e modulálni az oligonukleotid duplexek „helikális-rendezetlen átmenetének termodinamikai paramétereit. Az eljáráshoz egyrészt egy olyan szilárd hordozóra van szükség, amelyet úgy terveztek, hogy beleilleszkedjen egy Cetus lemezbe (vagy olyan lemez lyukába, amelyet 96-lyukú PCR formátumra teveztek) és körülbelül 40 μΐ térfogatra, ahhoz hogy a folyadék teljesen elfedje. A hegy tervét az 1. ábra tartalmazza. Ezt a hegyet úgy is terveztük, hogy megfeleljen egy rugós szonda négyszögletes végének, mely rögzítési végződésként, az 1*8, 1*12, 4*8, 4*12, vagy 8*12 elrendezésű, nylon hegyek elrendezésére alkalmazható. Egy ilyen eszköz rajzát mutatja a 2. ábra.We have developed a high-throughput method for measuring the thermodynamic properties of oligonucleotide duplexes. The method can be used to screen thousands of solution samples for their ability to modulate the thermodynamic parameters of the “helical-disordered” transition of oligonucleotide duplexes. The method requires a solid support designed to fit into a Cetus plate (or a well of a plate designed for 96-well PCR format) and a volume of approximately 40 μΐ to be completely covered by the liquid. The tip design is shown in Figure 1. This tip was also designed to fit the square end of a spring probe, which can be used as a mounting end for nylon tips in 1*8, 1*12, 4*8, 4*12, or 8*12 configurations. A drawing of such a device is shown in Figure 2.

Az oligonukleotidok egyik tagját a nylon hegyen Van Ness és Chen leírása [Van Ness és Chen, Nucleic Acid Res. 19, 5143 (1991)] szerint immobilizáltuk. Ezután a hegyen, egy hibridizációs lépéssel, oligonukleotid duplexet alakítottunk ki. A hibridizációs lépést el lehet végezni egészében - „en masse - egy egyedülálló tartályban, vagy különkülön, a PCR-hez használt lemez lyukaiban. Ezért lehetséges az, hogy egy 96-tagú hegyelrendezés mindegyik hegyével különböző oligonukleotid duplexet állítsunk elő.One member of the oligonucleotides was immobilized on the nylon tip as described by Van Ness and Chen [Van Ness and Chen, Nucleic Acid Res. 19, 5143 (1991)]. An oligonucleotide duplex was then formed on the tip by a hybridization step. The hybridization step can be performed en masse in a single well or separately in the wells of the PCR plate. Therefore, it is possible to produce different oligonucleotide duplexes with each tip of a 96-member tip array.

A hibridizációs lépést követően, a hegyeket mossuk és egy termockilusos berendezés, PCR lemezére helyezzük. Az 1*8 vagy 1*12 formátum esetében, amikor a hőmérsékletet 5°C-al emeljük, a hegyeket mindig a következő lyuksorozatba visszük át. Jellemzően, a hőmérsékletek 5°C-os lépésekben különböznek, és a leolvasztás időtartama mindegyik hőmérséklet esetében 1-5 perc. Például, az l*12-es elrendezésű hegyeket a „H sorba, 10°C-nál helyezzük. Ezután, a termociklusos berendezést úgy programozzuk, hogy a hőmérséklet, 16 lépésen keresztül, 2 perces időközökben, 5°C-os lépcsőkben növekedjen. A hegyelrendezést sorról sorra mozgatjuk, 15 másodperccel azelőtt, hogy a hőmérséklet megemelkedjen. Ebben az elrendezésben 12 oldatot lehet tanulmányozni egyszerre, két, az oldattal feltöltött lemez esetében. A 96 csúcsot tartalmazó elrendezésben, a meghatározott időben, a teljes, az oldatot tartalmazó, lemezt kicseréljük a termociklusos berendezésben.Following the hybridization step, the tips are washed and placed on a PCR plate in a thermocycler. In the 1*8 or 1*12 format, when the temperature is increased by 5°C, the tips are always transferred to the next set of wells. Typically, the temperatures differ in 5°C increments, and the thawing time for each temperature is 1-5 minutes. For example, the tips in the 1*12 array are placed in row “H” at 10°C. The thermocycler is then programmed to increase the temperature in 16 steps of 5°C at 2-minute intervals. The tip array is moved from row to row 15 seconds before the temperature increases. In this arrangement, 12 solutions can be studied simultaneously in two plates filled with the solution. In the 96-tip array, the entire plate containing the solution is replaced in the thermocycler at the specified time.

Ebben az elrendezésben rendszerint fluorescens próbákat használunk. A fluorescens próbák csak kevéssé befolyásolják az itt leírt Td mért értékeit. A radioaktívan jelzett vagy fluorescens próbák az oldatok széles változatának mérését teszik lehetővé, mivel ellentétben az UV spektrometriával meghatározott leolvadás! görbék esetében (hiperkromicitási eltolódás), itt nincs előírt optikai tisztaság. A fluorescenciát mikrotiterlemez fluorescencia leolvasó berendezésben mérjük, és az adatokat közvetlenül egy táblázatkezelő programba - mint például az Excel-be - továbbítjuk, mely program ezután kiszámítja a stabilitást, az entalpiát, a helikális-rendezetlen átmeneti hőmérséklettartományt, és ezután az eredményeket grafikon formájában ábrázolja. Jellemzően, egy l*12-es elrendezéssel folytatott vizsgálatot, mellyel 12 oldatot lehet egyszerre mérni, az előkészítéssel és az adatlevezetéssel együtt, 1 órán belül be lehet fejezni.Fluorescent probes are usually used in this setup. Fluorescent probes have only a small influence on the measured T d values described here. Radiolabeled or fluorescent probes allow the measurement of a wide range of solutions, since, unlike the melting curves determined by UV spectrometry (hyperchromicity shift), there is no prescribed optical purity. Fluorescence is measured in a microtiter plate fluorescence reader and the data is transferred directly to a spreadsheet program, such as Excel, which then calculates the stability, enthalpy, helical-disordered transition temperature range, and then plots the results in a graph. Typically, a study with a l*12 setup, which can measure 12 solutions simultaneously, can be completed within 1 hour, including preparation and data derivation.

Az oligonukleotidot tartalmazó hegy esetében, az oligonukleotid/oligonukleotid Td meghatározására, különböző hibridizációs oldatokban fluorescensen jelzett oligonukleotidot inkubáltunk az oligonukleotid hegyen immobilizált, komplementer oligonukleotiddal. Különböző hőmérsékleteken (19-65°C), 5-30 percig, 5-5000 ng oligonukleotidot hibridizáltunk 300-400 μΐ térfogatban. A hegyeket ezután először háromszor, a megfelelő hibridizációs oldat 1-1 milliliteré vei, majd egyszer - a leolvasztás! folyamat induló hőmérsékletén - a megfelelő leolvasztó oldattal mostuk. A megfelelő leolvasztás! oldat 100-100 μΐ-ében levő hegyeket a termociklus berendezésbe helyeztük. A hőmérsékletet 1-5 perc közötti intervallumban emeltük, és a hegyeket a mikrotiterlemez új lyukába mozgattuk. A leolvadást, vagy duplex disszociációt a 10-95°C hőmérséklettartományban végeztük. A fluorescenciát egy kereskedelemben elérhető fluorescencia lemezleolvasóval mértük.In the case of the oligonucleotide-containing tip, to determine the oligonucleotide/oligonucleotide T d , fluorescently labeled oligonucleotide in different hybridization solutions was incubated with complementary oligonucleotide immobilized on the oligonucleotide tip. At different temperatures (19-65°C), for 5-30 minutes, 5-5000 ng of oligonucleotide was hybridized in a volume of 300-400 μΐ. The tips were then washed first three times with 1-1 ml of the appropriate hybridization solution, and then once - at the starting temperature of the thawing process - with the appropriate thawing solution. The tips in 100-100 μΐ of the appropriate thawing solution were placed in the thermocycler. The temperature was increased in intervals of 1-5 minutes and the tips were moved to a new well of the microtiter plate. The thawing, or duplex dissociation, was performed in the temperature range of 10-95°C. Fluorescence was measured with a commercially available fluorescence plate reader.

A Td kiszámításához, a minden egyes vizsgált hőmérsékleten leoldott, halmozott relatív fluorescencia egységeket (RFU) a hőmérséklet függvényében ábrázoltuk. A Td vagy Tm az a hőmérséklet, amelynél az anyag 50%-a a csúcsról ledisszociált állapotban van. A meghatározás szerint, a helikális-rendezetlen átmenet attól a hőmérséklettől, melynél egy adott oligonukleotid duplexre (vagy nukleinsav duplexre, mely vagy tartalmaz vagy nem tartalmaz a duplexen belül bárhol bázispárosítási hibát) nézve az a értéke egyenlő 0,2-vel, addig a hőmérsékletig tart, amelynél, ugyanazon adott oligonukleotid duplexre (vagy nukleinsavduplexre) nézve az a értéke egyenlő 0,8-al.To calculate AT d , the cumulative relative fluorescence units (RFU) released at each temperature tested were plotted as a function of temperature. AT d or T m is the temperature at which 50% of the material is dissociated from the tip. By definition, the helical-disordered transition occurs from the temperature at which a is equal to 0.2 for a given oligonucleotide duplex (or nucleic acid duplex, which may or may not contain a base pairing mismatch anywhere within the duplex) to the temperature at which a is equal to 0.8 for the same given oligonucleotide duplex (or nucleic acid duplex).

A következő Td-ket az alant leírt hibridizációk során mértük.The following T d were measured during the hybridizations described below.

2. táblázatTable 2

Az oldat típusa Type of solution A próba hossza Length of the trial Td (mutáns) (C°) T d (mutant) (C°) Td (vad típus) (C°) T d (wild type) (C°) Δ-Td (C°) Δ-Td (C°) HCT (C°) HCT (C°) 2,5 m LiTCA 2.5m LiTCA 30-mer 30-mer 27 27 33 33 6 6 13/14 13/14 2,5 m LiTCA 2.5m LiTCA 24-mer 24-mer 25,5 25.5 32 32 6,5 6.5 13/14,5 13/14.5 2,5 m LiTCA 2.5m LiTCA 18-mer 18-mer 24 24 31 31 7 7 9/14 9/14 2,0 m LiTCA 2.0 m LiTCA 30-mer 30-mer 42 42 47 47 5 5 13,5/16 13.5/16 2,0 m LiTCA 2.0 m LiTCA 24-mer 24-mer 38 38 44 44 6 6 14/15 14/15 2,0 m LiTCA 2.0 m LiTCA 18-mer 18-mer 37 37 43 43 6 6 14,5/16,5 14.5/16.5 3,0 m GuSCN 3.0 m GuSCN 30-mer 30-mer 37 37 42,5 42.5 5,5 5.5 13,5/17,5 13.5/17.5 3,0 m GuSCN 3.0 m GuSCN 24-mer 24-mer 34,5 34.5 41 41 12,5/17 12.5/17 3,0 m GuSCN 3.0 m GuSCN 18-mer 18-mer 33,5 33.5 40,5 40.5 7 7 14,5/15 14.5/15 3,0 m GuHCl 3.0 m GuHCl 30-mer 30-mer 55,5 55.5 60 60 4,5 4.5 16/21 16/21 3,0 m GuHCl 3.0 m GuHCl 24-mer 24-mer 52,5 52.5 58 58 5,5 5.5 15/20 15/20 3,0 m GuHCl 3.0 m GuHCl 18-mer 18-mer 50 50 57 57 7 7 18/20 18/20 Rapid Hybe Rapid Hybe 30-mer 30-mer 80 80 80 80 0 0 nincs adat* no data* Rapid Hybe Rapid Hybe 24-mer 24-mer 80 80 80 80 0 0 nincs adat no data Rapid Hybe Rapid Hybe 18-mer 18-mer 68 68 70 70 2 2 18/23 18/23 5xSSC 5xSSC 30-mer 30-mer 72,5 72.5 72,5 72.5 0 0 18/18 18/18 5xSSC 5xSSC 24-mer 24-mer 69 69 70 70 1 1 18/18 18/18 5xSSC 5xSSC 18-mer 18-mer 67 67 72 72 5 5 16/18 16/18 Promega QY Promega QY 30-mer 30-mer 80 80 80 80 0 0 nincs adat no data Promega QY Promega QY 24-mer 24-mer 80 80 80 80 0 0 nincs adat no data Promega QY Promega QY 18-mer 18-mer 62 62 65 65 3 3 20/23 20/23

*nincs adat: azt jelenti, hogy nem megfelelő, vagy túl hosszú ahhoz, hogy pontosan meghatározzuk*no data: means it is not appropriate or too long to be accurately determined

Az adatok jelzik, hogy a hibotróp oldatok (LiTCA, GuSCN és GuHCl) lehetővé teszik egy 24-mer és 30-mer próbában, az egyetlen hibás bázispár'llesztés kimutatását, ezzel szemben az egyetlen hibás bázispárillesztés kimutatása standard hibridizációs oldatokban (Rapid Hybe, Promega QY vagy 5* SSC) nem volt lehetséges.The data indicate that the hibotropic solutions (LiTCA, GuSCN and GuHCl) allow the detection of a single base mismatch in a 24-mer and 30-mer probe, whereas the detection of a single base mismatch in standard hybridization solutions (Rapid Hybe, Promega QY or 5* SSC) was not possible.

Hasonló kísérletet végeztünk 24-mer-ekkel, a fent leírt hibridizációs oldatsorozatokra.A similar experiment was performed with 24-mers, using the hybridization solution series described above.

3. táblázatTable 3

Ά hibridizációs oldat típusa Type of hybridization solution meredekség ([··], k) slope ([··], k) HCT HCT A-Td AT d LiTCA, 3 M________. LiTCA, 3 M________. 19 19 8C 8C 7.5 C 7.5 C GuSCN, 3 M GuSCN, 3 M 13 13 10 10 6.0 6.0 NaSCN, 3 M ___________ NaSCN, 3 M ___________ 8.5 8.5 11 11 5.5 5.5 NaCIOi, 3 M__ National, 3 M__ 7 7 12 12 4.5 4.5 KI, 3 M OFF, 3 M 5 5 15 15 3.0 3.0 NaCl, 0.165 M NaCl, 0.165 M 4.5 4.5 17.5 17.5 15 15 GuCl, 3 M GuCl, 3 M 3.5 3.5 18 18 1.2 1.2 CsTFA, 2M CsTFA, 2M 2.5 2.5 18 18 1.2 1.2 30% formamide 30% formamide ND ND 20 20 1.5 1.5

A Td(wt) a tökéletes bázispár-illesztésű oligonukleotid duplex Td-je, a Tm(mt) pedig az, egyetlen hibás bázispár-illesztést tartalmazó oligonukleotid duplex Td-je. A bemutatott értékek a fent leírt 24-mer szekvencia-duplexre vonatkoznak. A 3. táblázatban bemutatott adatokból a szigorúsági faktor (stringency factor) közvetlenül arányos a tökéletes bázispár-illesztésű duplex és a hibás bázispárillesztést tartalmazó duplex közötti különbséggel. Azaz, a szigorúsági faktor előrejelzi egy adott hibridizációs oldat azon tulajdonságát, hogy képes e megkülönböztetni a hibás bázispár-illesztést tartalmazó duplexeket.AT d (wt) is the T d of the perfectly matched oligonucleotide duplex, and T m (mt) is the T d of the oligonucleotide duplex containing a single mismatch. The values shown are for the 24-mer sequence duplex described above. From the data presented in Table 3, the stringency factor is directly proportional to the difference between the perfectly matched duplex and the duplex containing the mismatch. That is, the stringency factor predicts the ability of a given hybridization solution to discriminate between duplexes containing mismatches.

Bár az előbbiekben említettek a találmány szerinti megoldás egy konkrét, előnyös megvalósítási módjára vonatkoznak, azonban meg kell érteni, hogy a találmány nem ennyire korlátozott. A közönséges szakember számára világos, hogy a közreadott megoldás módosítható, azonban ezek a módosítások, az ezt következő szabadalmi igénypontok által meghatározott, találmány szerinti megoldás oltalmi körébe esnek.Although the foregoing relates to a specific, preferred embodiment of the invention, it should be understood that the invention is not so limited. It will be clear to those skilled in the art that the disclosed solution may be modified, but such modifications fall within the scope of the invention as defined by the following patent claims.

SZEKVENCIALISTA (210) 1 (211) 39 (212) DNS (213) Mesterséges szekvencia (220) (223) A mesterséges szekvencia leírása:SEQUENTIALIST (210) 1 (211) 39 (212) DNA (213) Artificial sequence (220) (223) Description of the artificial sequence:

Génexpressziós vizsgálatban alkalmazott oligonukleotid befogásra és elsőszál-szintézisre (400) 1 actactgatc aggcgcgcct tttttttttu ttttttttt 39 (210) 2 (211) 30 (212) DNS (213) Mesterséges szekvencia (220) (223) A mesterséges szekvencia leírása:Oligonucleotide used in gene expression studies for capture and first-strand synthesis (400) 1 actactgatc aggcgcgcct ttttttttu tttttttt 39 (210) 2 (211) 30 (212) DNA (213) Artificial sequence (220) (223) Description of the artificial sequence:

Vad típusú és mutáns oligonukleotidok esetében azon hőmérsékletek különbségének mérésére használt oligonukleotidok, amelyeknél a nukleinsav-duplexmolekulák jele egyszálú.For wild-type and mutant oligonucleotides, oligonucleotides used to measure the difference in temperatures at which the signal of nucleic acid duplex molecules is single-stranded.

(400) 2 gtcatactcc tgcttgctga tccacatctg 30 (210) 3 (211) 30 (212) DNS (213) Mesterséges szekvencia (220) (223) A mesterséges szekvencia leírása:(400) 2 gtcatactcc tgcttgctga tccacatctg 30 (210) 3 (211) 30 (212) DNA (213) Artificial sequence (220) (223) Description of the artificial sequence:

Vad típusú és mutáns oligonukleotidok esetében azon hőmérsékletek különbségének mérésére használt oligonukleotidok, amelyeknél a nukleinsav-duplexmolekulák jele egyszálú.For wild-type and mutant oligonucleotides, oligonucleotides used to measure the difference in temperatures at which the signal of nucleic acid duplex molecules is single-stranded.

(400) 3 cagatgggta tcagcaagca ggagtatgac 30 (210) 4 (211) 30 (212) DNS (213) Mesterséges szekvencia (220) (223) A mesterséges szekvencia leírása:(400) 3 cagatgggta tcagcaagca ggagtatgac 30 (210) 4 (211) 30 (212) DNA (213) Artificial sequence (220) (223) Description of the artificial sequence:

Vad típusú és mutáns oligonukleotidok esetében azon hőmérsékletek különbségének mérésére használt oligonukleotidok, amelyekről a nukleinsav-duplexmolekulák jele egyszálú.For wild-type and mutant oligonucleotides, oligonucleotides used to measure the difference in temperatures at which the signal of nucleic acid duplex molecules is single-stranded.

(400) 4 cagatgggta tcaggaagca ggagtatgac 30 (210) 5 (211) 24 (212) DNS (213) Mesterséges szekvencia (220) (223) A mesterséges szekvencia leírása:(400) 4 cagatgggta tcaggaagca ggagtatgac 30 (210) 5 (211) 24 (212) DNA (213) Artificial sequence (220) (223) Description of the artificial sequence:

Vad típusú és mutáns oligonukleotidok esetében azon hőmérsékletek különbségének mérésére használt oligonukleotidok, amelyeknél a nukleinsav-duplexmolekulák jele egyszálú.For wild-type and mutant oligonucleotides, oligonucleotides used to measure the difference in temperatures at which the signal of nucleic acid duplex molecules is single-stranded.

(400) 5 atgggtatca gcaagcagga gtat 24 (210) 6 (211) 24 (212) DNS (213) Mesterséges szekvencia (220) (223) A mesterséges szekvencia leírása:(400) 5 atgggtatca gcaagcagga gtat 24 (210) 6 (211) 24 (212) DNA (213) Artificial sequence (220) (223) Description of the artificial sequence:

Vad típusú és mutáns oligonukleotidok esetében azon hőmérsékletek különbségének mérésére használt oligonukleotidok, amelyeknél a nukleinsav-duplexmolekulák jele egyszálú.For wild-type and mutant oligonucleotides, oligonucleotides used to measure the difference in temperatures at which the signal of nucleic acid duplex molecules is single-stranded.

(400) 6 atgggtatca ggaagcagga gtat (210) 7 (211) 18 (212) DNS (213) Mesterséges szekvencia (220) (223) A mesterséges szekvencia leírása:(400) 6 atgggtatca ggaagcagga gtat (210) 7 (211) 18 (212) DNA (213) Artificial sequence (220) (223) Description of the artificial sequence:

Vad típusú és mutáns oligonukleotidok esetében azon hőmérsékletek különbségének mérésére használt oligonukleotidok, amelyeknél a nukleinsav-duplexmolekulák jele egyszálú.For wild-type and mutant oligonucleotides, oligonucleotides used to measure the difference in temperatures at which the signal of nucleic acid duplex molecules is single-stranded.

(400) 7 ggtatcagca agcaggag 18 (210) 8 (211) 18 (212) DNS (213) Mesterséges szekvencia (220) (223) A mesterséges szekvencia leírása:(400) 7 ggtatcagca agcaggag 18 (210) 8 (211) 18 (212) DNA (213) Artificial sequence (220) (223) Description of the artificial sequence:

Vad típusú és mutáns oligonukleotidok esetében azon hőmérsékletek különbségének mérésére használt oligonukleotidok, amelyeknél a nukleinsav-duplexmolekulák jele egyszálú.For wild-type and mutant oligonucleotides, oligonucleotides used to measure the difference in temperatures at which the signal of nucleic acid duplex molecules is single-stranded.

(400) 8 ggtatcagga agcacjgag (210) 9 (211) 30 (212) DNS (213) Mesterséges szekvencia (220) (223) A mesterséges szekvencia leírása:(400) 8 ggtatcagga agcacjgag (210) 9 (211) 30 (212) DNA (213) Artificial sequence (220) (223) Description of the artificial sequence:

Nukleinsavduplexet képviselő vonatkoztatási oligonukleotid immobilizált formában (400) 9 gtcatactcc tgcttgctga tccacatctg 30 (210) 10 (211) 24 (212) DNS (213) Mesterséges szekvencia (220) (223) A mesterséges szekvencia 'eírása:Reference oligonucleotide representing a nucleic acid duplex in immobilized form (400) 9 gtcatactcc tgcttgctga tccacatctg 30 (210) 10 (211) 24 (212) DNA (213) Artificial sequence (220) (223) Description of the artificial sequence:

Nukleinsavduplexet képviselő vonatkoztatási oligonukleotid oldott formában (400) 10 tgtggatcag caagcaggag tatgReference oligonucleotide representing a nucleic acid duplex in dissolved form (400) 10 tgtggatcag caagcaggag tatg

Claims (70)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Nukleinsavak szintetizálására vagy kimutatására szolgáló szilárdfázisú mintavisszatartó hegy, azzal jellemezve, hogy tartalmaz1. A solid-phase sample retention tip for synthesizing or detecting nucleic acids, characterized in that it comprises: - egy hegykialakítást, mely egy tartótüskéhez csatlakoztatható; és- a tip configuration that can be connected to a support pin; and - egy kémiai réteget, amely a hegykialakításnak legalább egy részét bevonja, és amely alkalmas arra, hogy biomolekulák kötődjenek hozzá, amelyek így a hegykialakításon szilárdfázisú biomolekula-mintát képeznek.- a chemical layer covering at least a portion of the tip formation and suitable for biomolecules to bind thereto, thereby forming a solid-phase biomolecule pattern on the tip formation. 2. Az 1. igénypont szerinti mintavisszatartó hegy, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítás a tartótüskéhez elmozdíthatóan csatlakoztatható.2. The sample retention tip of claim 1, wherein the tip configuration is removably connectable to the holding pin. 3. Az 1. igénypont szerinti mintavisszatartó hegy, azzal jellemezve, hogy a kémiai réteg közvetlenül a hegykialakításra felvitt.3. The sample retention tip of claim 1, wherein the chemical layer is applied directly to the tip design. 4. Az 1. igénypont szerinti nrntavisszatartó hegy, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítás részben kúp alakú, és egynél több kialakított hornyot tartalmaz.4. The needle retention tip of claim 1, wherein the tip configuration is partially conical and includes more than one formed groove. 5. Az 1. igénypont szerinti mintavisszatartó hegy, azzal jellemezve, hogy a hegykialakításon egynél több hőcserélő borda található.5. The sample retention tip of claim 1, wherein the tip configuration includes more than one heat exchange fin. 6. Az 5. igénypont szerinti mintavisszatartó hegy, azzal jellemezve, hogy hegykialakításnak részben kúp alakja van.6. The sample retention tip of claim 5, characterized in that the tip configuration has a partially conical shape. 7. Az 1. igénypont szerinti mintavisszatartó hegy, azzal jellemezve, hogy a hegykialakitásnak van egy olyan foglalata, amely foglalat a tartótüske befogadására alkalmas módon van kiképezve, a foglalatnak egy zárt végrésze és egy nyitott végrésze van, a nyitott végrész általában tölcsér alakú, a zárt végrész felé csökkenő keresztmetszettel.7. The sample retention tip of claim 1, wherein the tip assembly has a socket adapted to receive the holding pin, the socket having a closed end portion and an open end portion, the open end portion being generally funnel-shaped with a cross-section tapering toward the closed end portion. 8. Az 1. igénypont szerinti mintavisszatartó hegy, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítás nylon 6/6.8. The sample retention tip of claim 1, wherein the tip is made of nylon 6/6. 9. Az 1. igénypont szerinti mintavisszatartó hegy, azzal jellemezve, hogy a kémiai réteg egy olyan polimer, mely egynél több aminocsoportot tartalmaz, mely aminocsoportok a biomolekulákhoz kötődni tudnak.9. The sample retention tip of claim 1, wherein the chemical layer is a polymer containing more than one amino group, which amino groups can bind to biomolecules. 10. Az 1. igénypont szerinti mintavisszatartó hegy, azzal jellemezve, hogy a kémiai réteg poli(etilénimin) réteg.10. The sample retention tip of claim 1, wherein the chemical layer is a poly(ethyleneimine) layer. 11. Az 1. igénypont szerinti mintavisszatartó hegy, azzal jellemezve, hogy a kiválasztott kémiai réteget kovalensen kötöttük a hegykialakításhoz.11. The sample retention tip of claim 1, wherein the selected chemical layer is covalently bonded to the tip structure. 12. Nukleinsavak szintetizálására vagy kimutatására szolgáló szilárdfázisú mintavisszatartó szerkezet, azzal jellemezve, hogy tartalmaz:12. A solid-phase sample retention structure for synthesizing or detecting nucleic acids, characterized in that it comprises: - egy tartótüskét;- a holding pin; - egy, a tartótüskéhez kapcsolódó hegykialakítást; és- a tip formation connected to the support pin; and - egy kémiai réteget, amely a hegykialakításnak legalább egy részét bevonja, és amely alkalmas arra, hogy biomolekulák kötődjenek hozzá, amelyek így a hegykialakításon szilárdfázisú biomolekula-mintát képeznek.- a chemical layer covering at least a portion of the tip formation and suitable for biomolecules to bind thereto, thereby forming a solid-phase biomolecule pattern on the tip formation. 13 .A 12. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a tartótüske egy rugóval ellátott tüske.13. The structure according to claim 12, characterized in that the support pin is a spring-loaded pin. 14 .A 12. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítás a tartótvskéhez elmozdíthatóan csatlakoztatható .14. The structure according to claim 12, characterized in that the tip formation is movably connectable to the support body. 15 .A 12. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítás a nylon 6/6 elem.15. The structure of claim 12, wherein the tip formation is a nylon 6/6 element. 16 .A 12. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítás részben kúp alakú, és egynél több kialakított hornyot tartalmaz.16. The structure of claim 12, wherein the tip formation is partially conical and includes more than one formed groove. 17 .A 12. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a hegykialakításon egynél több hőcserélő borda található .17. The structure according to claim 12, characterized in that the tip formation has more than one heat exchange fin. 18 .A 12. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a kémiai réteg egynél több, biomolekulához kötődni képes aminocsoportot tartalmazó polimer.18. The structure of claim 12, wherein the chemical layer is a polymer containing more than one amino group capable of binding to a biomolecule. 19 .A 12. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a kémiai réteg poli(etilénimin) réteg.19. The structure of claim 12, wherein the chemical layer is a poly(ethyleneimine) layer. 20 .A 12. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a hegykialakításnak fodrozott felszíne van, ami megnöveli a hegykialakítás felszínét.20. The structure of claim 12, wherein the tip formation has a corrugated surface that increases the surface area of the tip formation. 21 . A 12. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a tartótüskének sarokkiszögelései vannak és a keresztmetszeti képe általában poligonális, a hegykialakításnak van egy, oldalfalak által meghatározott foglalata és általában körkeresztmetszetű, a sarokkiszögelések súrlódásosán illeszkednek az oldalfalakhoz, ezáltal megtartva a hegyki- alakítást a tartótüskén.21. The structure of claim 12, wherein the support pin has corner projections and is generally polygonal in cross-section, the tip formation has a socket defined by side walls and is generally circular in cross-section, the corner projections frictionally engage the side walls, thereby retaining the tip formation on the support pin. 22 .A 12. igénypont szerinti szerkezet, azzal jellemezve, hogy a hegykialakításnak van egy, a tartótüske befogadására alkalmas módon kiképzett foglalata, amely foglalatnak egy zárt végrésze és egy nyitott végrésze van, a nyitott végrész általában tölcsér alakú, a zárt végrész felé csökkenő keresztmetszettel.22. The device of claim 12, wherein the tip formation has a socket adapted to receive the support mandrel, the socket having a closed end portion and an open end portion, the open end portion being generally funnel-shaped with a cross-section tapering toward the closed end portion. 23 .Nukleinsavak szintetizálására vagy kimutatására szolgáló szilárdfázisú mintavisszatartó szerkezetelrendezés, azzal jellemezve, hogy tartalmaz:23. A solid-phase sample retention structure arrangement for synthesizing or detecting nucleic acids, characterized in that it comprises: - egy alapot;- a foundation; - egynél több tartótüskét, melyeket az alaphoz kiválasztott elrendezésben kapcsolunk, és mindegyik tartótüskének van egy, az alaptól elkülönített helyzetű végrésze;- more than one support pin connected to the base in a selected arrangement, each support pin having an end portion spaced apart from the base; - egynél több hegykialakítást, melyek a tartótüskék végrészéhez kapcsolódnak; és- more than one tip formation connected to the end portion of the support pins; and - egy kémiai réteget, amely a hegykialakításnak legalább egy részét bevonja, és amely alkalmas arra, hogy biomolekulák kötődjenek hozzá, amelyek így a hegykialakításon szilárdfázisú biomolekula-mintát kepeznek.- a chemical layer covering at least a portion of the tip formation and suitable for biomolecules to bind thereto, thereby forming a solid-phase biomolecule pattern on the tip formation. 24 .A 23. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a tartótüske rugós tüske.24. Arrangement according to claim 23, characterized in that the holding pin is a spring pin. 25 .A 23. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítások eltávolíthatóan vannak a tartótüskéhez csatlakoztatva.25. The arrangement of claim 23, wherein the tip formations are removably connected to the support mandrel. 26 .A 23. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítások a nylon 6/6 elemek.26. The arrangement of claim 23, wherein the tip formations are nylon 6/6 elements. 27 .A 23. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítások részben kúp alakúak és bennük egynél több horony van kialakítva.27. An arrangement according to claim 23, characterized in that the tip formations are partially conical and have more than one groove formed therein. 28 .A 23. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy az egyes hegykialakításokon egynél több hőcserélő borda található.28. The arrangement according to claim 23, characterized in that each tip formation has more than one heat exchange fin. 29 .A 23. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a kémiai réteg egynél több aminocsoportot tartalmazó polimer.29. The arrangement of claim 23, wherein the chemical layer is a polymer containing more than one amino group. 30 .A 23. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a kémiai réteg poli(etilénimin) réteg.30. The arrangement of claim 23, wherein the chemical layer is a poly(ethyleneimine) layer. 31 .A 23. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy a hegykialakításnak fodrozott felszíne van.31. The arrangement of claim 23, wherein the tip formation has a corrugated surface. 32 .A 23. igénypont szerinti elrendezés, azzal jellemezve, hogy mindegyik hegykialakításnak van egy olyan foglalata, amelyhez a megfelelő tartótüske végrésze elmozdíthatóan csatlakoztatható, a foglalatnak egy zárt végrésze és egy nyitott végrésze van, a nyitott végrész általában tölcsér alakú, a zárt végrész felé csökkenő keresztmetszettel.32. The arrangement of claim 23, wherein each tip configuration has a socket to which the end portion of the corresponding support mandrel is movably connected, the socket having a closed end portion and an open end portion, the open end portion being generally funnel-shaped with a cross-section tapering toward the closed end portion. 33 .Szilárdfázisú mintavisszatartó szerkezet és mikrotiterlemez kombinációja nukleinsavak szintetizálására vagy kimutatására szolgáló eljárásban való alkalmazásra, azzal jellemezve, hogy tartalmaz:33. A combination of a solid-phase sample retention structure and a microtiter plate for use in a method for synthesizing or detecting nucleic acids, characterized in that it comprises: - egy mikrotiter lemezt, melynek lyukai úgy vannak kiképezve, hogy egy térfogatnyi, biomolekulát tartalmazó mintát fogadjanak magukba; és- a microtiter plate, the wells of which are designed to accommodate a volume of a sample containing a biomolecule; and - egy szilárdfázisú mintavisszatartó szerkezetet, mely úgy van méretezve, hogy - legalábbis egy része - belenyúlik a lyukba, és amely szilárdfázisú mintavisszatartó szerkezet tartalmaz:- a solid-phase sample retention structure, which is dimensioned so that at least a portion thereof extends into the hole, and which solid-phase sample retention structure comprises: - egy tartótüskét;- a holding pin; - egy, a tartótüskéhez kapcsolódó hegykialakítást, amely hegykialakítás elmozdíthatóan pozícionálható a lyukon belül; és- a tip formation associated with the support mandrel, said tip formation being movably positionable within the hole; and - egy kémiai réteget, amely a hegykialakításnak legalább egy részét bevonja, és amely alkalmas arra, hogy biomolekulák kötődjenek hozzá, amelyek így a hegykialakításon szilárdfázisú biomolekula-mintát képeznek.- a chemical layer covering at least a portion of the tip formation and suitable for biomolecules to bind thereto, thereby forming a solid-phase biomolecule pattern on the tip formation. 34 .A 33. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a tartótüske egy rugóval ellátott tüske.34. The combination according to claim 33, characterized in that the holding pin is a spring-loaded pin. 35 .A 33. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítás a tartótüskéhez elmozdíthatóan csatlakoztatható és pozícionálható a lyukban akkor, amikor a hegykialakítás el van távolítva a tartótüskéről.35. The combination of claim 33, wherein the tip is removably attachable to the mandrel and positioned in the hole when the tip is removed from the mandrel. 36 .A 33. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítás nylon 6/6 elem.36. The combination of claim 33, wherein the tip is a nylon 6/6 element. 37 .A 33. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a hegykialakításnak olyan keresztmetszeti alakja van, mely teljesen megfelel a lyuk keresztmetszeti alakjának.37. The combination according to claim 33, characterized in that the tip formation has a cross-sectional shape that fully corresponds to the cross-sectional shape of the hole. 38 .A 33. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítás részben kúp alakú, benne kialakított hornyok sokaságával.38. The combination of claim 33, wherein the tip is partially conical with a plurality of grooves formed therein. 39 .A 33. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a kémiai réteg egynél több aminocsoportot tartalmazó polimer.39. The combination of claim 33, wherein the chemical layer is a polymer containing more than one amino group. 40 .A 33. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a kémiai réteg poli(etilénimin) réteg.40. The combination of claim 33, wherein the chemical layer is a poly(ethyleneimine) layer. 41 .A 33. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítást a tartótüske súrlódásosán tartja meg.41. The combination of claim 33, wherein the tip configuration is frictionally retained by the holding mandrel. 42 .A 33. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a mikrotiterlemezben egynéx több lyuk sokasága van, és tartalmaz továbbá egynél több kiválasztott elrendezésben elrendezett tartótüskét, és egynél több, a tartótüskéhez kapcsolt hegykialakítást, miáltal kialakít egy olyan szilárdfázisú mintavisszatartó hegyelrendezést, amely a lyukakba pozícionálható.42. The combination of claim 33, wherein the microtiter plate has a plurality of one or more wells and further comprises more than one holding pin arranged in a selected arrangement and more than one tip configuration coupled to the holding pin, thereby forming a solid phase sample retaining tip configuration that can be positioned in the wells. 43 .A 42. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy tartalmaz egy alapot, mely a tartótüskéknek hegykialakításoktól távolabb eső végéhez csatlakozik és a hegykialakítások lényegében azonos síkban helyezkednek el.43. The combination of claim 42, characterized in that it comprises a base connected to the end of the support pins remote from the tip formations, and the tip formations are located in substantially the same plane. 44 .Szilárdfázisú mintavisszatartó hegy és mikrotiterlemez kombinációja nukleinsavak szintetizálására vagy kimutatására szolgáló eljárásokban való alkalmazásra, azzal jellemezve, hogy tartalmaz:44. A combination of a solid-phase sample retention tip and a microtiter plate for use in methods for synthesizing or detecting nucleic acids, characterized in that it comprises: - egy mikotiter lemezt, melynek lyuka úgy van kiképezve, hogy egy térfogatnyi, biomolekulát tartalmazó mintát fogadjon magába; és- a microtiter plate, the well of which is designed to accommodate a volume of a sample containing biomolecules; and - egy szilárdfázisú mintavisszatartó hegyet, mely elmozdíthatóan pozícionálható a lyukon belül, és amely hegynek olyan hegykialakítása van, hogy a tartótüskével össze lehet kapcsolni, miközben a hegykialakítás a lyukban van; és egy kémiai réteget, amely a hegykialakításnak legalább egy ré- * ·* · · *· · szét bevonja, és amely alkalmas arra, hogy biomolekulák kötődjenek hozzá, amelyek így a hegykialakításon szilárdfázisú biomolekula-mintát képeznek.- a solid-phase sample retention tip that is movably positionable within the well, the tip having a tip configuration that can be engaged with the holding pin while the tip configuration is in the well; and a chemical layer that coats at least a portion of the tip configuration and that is capable of being bound by biomolecules, thereby forming a solid-phase biomolecule pattern on the tip configuration. 45 .A 44. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítás a nylon 6/6 elem.45. The combination of claim 44, wherein the tip formation is a nylon 6/6 element. 46 .A 44. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a hegykialakításnak olyan keresztmetszeti alakja van, mely teljesen megfelel a lyuk keresztmetszeti alakjának.46. The combination according to claim 44, characterized in that the tip formation has a cross-sectional shape that fully corresponds to the cross-sectional shape of the hole. 47 .A 44. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítás részben kúp alakú.47. The combination of claim 44, wherein the tip configuration is partially conical. 48 .A 44. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a hegykialakítás részben kúp alakú, és egynél több kialakított hornyot tartalmaz.48. The combination of claim 44, wherein the tip formation is partially conical and includes more than one formed groove. 49 .A 44. igénypont szerinti kombináció, azzal jellemezve, hogy a kémiai réteg poli(etilénimin) réteg.49. The combination of claim 44, wherein the chemical layer is a poly(ethyleneimine) layer. 50 .Eljárás a szilárdfázisú molekuláris biológiai eljárásokban való alkalmazásra szolgáló szilárdfázisú mintavisszatartó hegy előállítására azzal jellemezve, hogy alapanyagból a tartótüskéhez csatlakoztatható hegykialakítást alakítunk ki;50. A method for producing a solid-phase sample retention tip for use in solid-phase molecular biology procedures, characterized in that a tip configuration connectable to the holding mandrel is formed from a base material; a hegykialakításnak legalább egy részét egy kémiai réteggel bevonjuk, amely kémiai réteg alkalmas arra, hogy biomolekulák kötődjenek hozzá, amelyek így a hegykialakításon szilárdfázisú biomolekula-mintát képeznek; és az alapanyaghoz rögzítjük a kémiai réteget.coating at least a portion of the tip structure with a chemical layer, the chemical layer being capable of being bound by biomolecules, thereby forming a solid-phase biomolecule pattern on the tip structure; and attaching the chemical layer to the substrate. 51 .Az 50. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy kémiai rétegnek az alapanyaghoz történő rögzítése során a kémiai réteget kovalens módon rögzítjük az alapanyaghoz.51. The method according to claim 50, characterized in that during the attachment of a chemical layer to the base material, the chemical layer is attached to the base material in a covalent manner. 52 .Az 50. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a kémiai rétegként olyan polimert alkalmazunk, mely egynél több aminocsoportot tartalmaz, mely aminocsoportok képesek a biomolekulákhoz kötődni.52. The method according to claim 50, characterized in that the chemical layer comprises a polymer containing more than one amino group, which amino groups are capable of binding to biomolecules. 53 .Az 50. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a kémiai rétegként poll(etilénimin) réteget és alapanyagként nylon 6/6 anyagot alkalmazunk, és a rögzítési lépés során a poli(etilénimin)-t kovalensen rögzítjük a nylon 6/6 anyaghoz.53. The method of claim 50, wherein the chemical layer is a poly(ethyleneimine) layer and the base material is nylon 6/6, and the fixing step covalently fixes the poly(ethyleneimine) to the nylon 6/6. 54 .Az 50. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy további lépésként a hegykialakítást a tartótüskére rögzítjük.54. The method of claim 50, further comprising the step of securing the tip assembly to the support mandrel. 55 .Az 50. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a hegykialakítás rögzítése során a hegykialakítást elmozdíthatóan rögzítjük a tartótüske végéhez.55. The method of claim 50, characterized in that during the attachment of the tip formation, the tip formation is movably attached to the end of the support mandrel. 56 .Az 50. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy további lépésként biztosítunk egy alapot, egynél több tartótüskét és egynél több hegykialakítást, rajta a kémiai réteggel, és a tartótüskéket egy meghatározott sorrendben a alaphoz rögzítjük, a hegykialakításokat a tartótüskék sokaságának egy megfelelő tartótüskéjéhez rögzítjük és így szilárdfázisú mintavisszatartó hegyek elrendezését alakítjuk ki, mely elrendezés az alaptól térben el van különítve.56. The method of claim 50, further comprising the steps of providing a base, more than one support pin, and more than one tip configuration with the chemical layer thereon, and attaching the support pins to the base in a predetermined order, attaching the tip configurations to a corresponding support pin of the plurality of support pins, thereby forming an array of solid-phase sample retention tips that are spatially separated from the base. 57 .Eljárás egy biomolekula szilárdfázisú mintává alakítására, azzal jellemezve, hogy57. A method for converting a biomolecule into a solid-phase sample, characterized in that - a hegyszerkezet - amely hegyszerkezetnek van egy szubsztrát része és egy kémiai rétege a szubsztrát részen és a kémiai réteg a biomolekulák számára megköthető - egy részét egy olyan oldatba merítjük be, mely biomolekulát tartalmaz, ;- a portion of the tip structure - which tip structure has a substrate portion and a chemical layer on the substrate portion and the chemical layer is bindable to biomolecules - is immersed in a solution containing a biomolecule; - lehetővé tesszük a biomolekula a kémiai réteghez való kötődését, mely biomolekulák így a hegyszerkezeten szilárd fázisú mintát alakítanak ki; és- enabling the biomolecule to bind to the chemical layer, which biomolecules thus form a solid phase pattern on the tip structure; and - a hegyszerkezetet eltávolítjuk az oldatból, miután a biomolekula már a kémiai réteghez kötődött.- the tip structure is removed from the solution after the biomolecule has already bound to the chemical layer. 58 .Az 57. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a bemerítés során a hegyszerkezet egy részét pozícionáljuk egy, az oldatot tartalmazó mikrotiterlemez-lyukban.58. The method of claim 57, wherein the dipping comprises positioning a portion of the tip structure in a well of a microtiter plate containing the solution. 59 .Az 57. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy miután a biomolekula a kémiai réteghez kötődött, molekuláris biológiai eljárást vitelezünk ki a hegyszerkezeten.59. The method of claim 57, characterized in that after the biomolecule has been bound to the chemical layer, a molecular biological process is performed on the tip structure. 60 .Az 57. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy miután a biomolekula a kémiai réteghez kötődött, a szilárdfázisú hegyszerkezetet a tároló alkatrészben tároljuk.60. The method of claim 57, wherein after the biomolecule has been bound to the chemical layer, the solid-phase tip structure is stored in the storage component. 61 .A 60. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy tároló alkatrészként egy mikrotiterlemezt alkalmazunk, melyben lyukak vannak, és a tárolási lépésként a hegyszerkezetet a lyukba helyezzük, miután a biomolekula a kémiai réteghez kötődött, és a mikrotiterlemezt és a hegyszerkezetet egy egységként a tárolóhelyre helyezzük.61. The method of claim 60, wherein the storage component is a microtiter plate having holes therein, and the storage step comprises placing the tip structure in the hole after the biomolecule has bound to the chemical layer, and placing the microtiter plate and the tip structure as a unit in the storage location. 62 .Az 57. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a biomolekulaként nukleinsavat vagy aminosav-polimert al- kalmazunk.62. The method according to claim 57, characterized in that the biomolecule used is a nucleic acid or an amino acid polymer. « · » ** ♦ « Ο V · * ♦ · “:· ··:· /.« · » ** ♦ « Ο V · * ♦ · “:· ··:· /. 63 .A 62. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy nukleinsavként egy olyan ol;'gonukleotidot alkalmazunk, amelynek az egyik vége az említett kémiai réteghez van kötve, a másik vége viszont szabad.63. The method according to claim 62, characterized in that the nucleic acid used is an oligonucleotide having one end bound to said chemical layer and the other end free. 64 .A 63. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy oligonukleotidként szabad végződésén oligo(dT) szekvenciát tartalmazó oligonukleotidot alkalmazunk.64. The method according to claim 63, characterized in that the oligonucleotide used is an oligonucleotide containing an oligo(dT) sequence at its free end. 65 .A 64. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy poli(A+)RNS-t kötünk a hegyszerkezethez, ahol a poli(A+)RNS poli(A+)-része a oligonukleotid oligo(dT) szekvenciájához kötődik.65. The method of claim 64, wherein poly(A+)RNA is attached to the tip structure, wherein the poly(A+) portion of the poly(A+)RNA is attached to the oligo(dT) sequence of the oligonucleotide. 66 .A 65. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a kötött poli(A+)RNS-ből cDNS-szintetizálunk.66. The method of claim 65, characterized in that cDNA is synthesized from the bound poly(A+)RNA. 67 .Az 57. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy biomolekulaként avidin molekulát alkalmazunk.67. The method according to claim 57, characterized in that the biomolecule used is an avidin molecule. 68 .A 67. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy további lépésként legalább egy biotinrészt tartalmazó és az avidinmolekulához kötött oligonukleotidot a hegyszerkezethez kötünk.68. The method of claim 67, further comprising the step of attaching an oligonucleotide containing at least one biotin moiety and bound to the avidin molecule to the tip structure. 69 .Az 59. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy molekuláris biológiai eljárásként, az alábbiak bármelyikét hajtjuk végre: cDNS-szintézis, polimeráz-láncreakció, kivonásos cDNS-könyvtár elkészítése, különböző próbák szintetizálása, szilárdfázisú miniszekvenálás, oligonukleotid-ligációs vizsgálat, felszaporított fragmentumhossz polimorfizmus analízis.69. The method according to claim 59, characterized in that any of the following is performed as a molecular biological method: cDNA synthesis, polymerase chain reaction, preparation of a subtractive cDNA library, synthesis of various probes, solid-phase minisequencing, oligonucleotide ligation assay, amplified fragment length polymorphism analysis. 70 .A 62. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy aminosav-polimerként antitestet alkalmazunk.70. The method of claim 62, wherein the amino acid polymer is an antibody. A meghatalmazott:The authorized person: DanubiaDanube Szabadalmi és Védjegy Iroda Kft.Patent and Trademark Office Ltd. Svingor ÁdámAdam Swinger
HU0100697A 1997-12-31 1998-12-30 Solid-phase tips and uses relating thereto HUP0100697A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7029097P 1997-12-31 1997-12-31
PCT/US1998/027850 WO1999034214A1 (en) 1997-12-31 1998-12-30 Solid-phase tips and uses relating thereto

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HUP0100697A2 true HUP0100697A2 (en) 2001-06-28

Family

ID=22094390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0100697A HUP0100697A2 (en) 1997-12-31 1998-12-30 Solid-phase tips and uses relating thereto

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1040352A1 (en)
JP (1) JP2002500362A (en)
CN (1) CN1284168A (en)
AU (1) AU2098999A (en)
BR (1) BR9814604A (en)
CA (1) CA2315296A1 (en)
HU (1) HUP0100697A2 (en)
WO (1) WO1999034214A1 (en)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000029112A1 (en) * 1998-11-18 2000-05-25 Orchid Biosciences, Inc. One-step nucleic acid dipstick device with movable membrane
NL1012394C2 (en) * 1999-06-21 2000-12-22 Inst F R Biotechnologie Method and device for simultaneously and independently sampling frozen cultures of microorganisms and / or eukaryotic cells.
EP1212138B1 (en) * 1999-08-17 2005-06-08 TTP LabTech Ltd Sampling/dispensing device with plunger and housing set onto plunger
WO2001019518A1 (en) * 1999-09-13 2001-03-22 Aclara Biosciences, Inc. Surface tension loading inertial release droplet device and method
JP2001136964A (en) * 1999-11-12 2001-05-22 Shimadzu Corp Method for producing PCR plate and DNA chip
JP2004502138A (en) * 2000-06-28 2004-01-22 イルミナ インコーポレイテッド Composite array using hybridization chamber and microspheres
JP2003091787A (en) * 2001-09-17 2003-03-28 Riken Keiki Co Ltd Portable gas alarm
US7142987B2 (en) * 2001-11-07 2006-11-28 Genvault Corporation Apparatus, system, and method of archival and retrieval of samples
US7584240B2 (en) 2001-11-07 2009-09-01 Genvault Corporation Automated biological sample archive for storage, retrieval and analysis of large numbers of samples for remote clients
US7718442B2 (en) 2002-11-22 2010-05-18 Genvault Corporation Sealed sample storage element system and method
DE602005016402D1 (en) 2004-05-24 2009-10-15 Genvault Corp STABLE STORAGE OF PROTEIN AND STABLE STORAGE OF NUCLEIC ACID IN RECYCLABLE FORM
WO2008154225A2 (en) 2007-06-06 2008-12-18 Bayer Healthcare Llc Microdeposition system for a biosensor
US20110183407A1 (en) * 2008-03-12 2011-07-28 Cellectricon Ab Apparatus and method for tip alignment in multiwell plates
US8283165B2 (en) 2008-09-12 2012-10-09 Genvault Corporation Matrices and media for storage and stabilization of biomolecules
GB201010237D0 (en) * 2010-06-18 2010-07-21 Lgc Ltd Methods and apparatuses
JP6012767B2 (en) 2012-02-07 2016-10-25 ヴィブラント ホールディングス リミテッド ライアビリティ カンパニー Substrates, peptide arrays, and methods
US10006909B2 (en) 2012-09-28 2018-06-26 Vibrant Holdings, Llc Methods, systems, and arrays for biomolecular analysis
EP3974564A1 (en) * 2012-09-28 2022-03-30 Vibrant Holdings, LLC Methods, systems, and arrays for biomolecular analysis
US10286376B2 (en) 2012-11-14 2019-05-14 Vibrant Holdings, Llc Substrates, systems, and methods for array synthesis and biomolecular analysis
JP5597731B2 (en) * 2013-01-04 2014-10-01 あおい精機株式会社 Inspection pretreatment equipment
EP2956771B1 (en) 2013-02-15 2020-04-08 Vibrant Holdings, LLC Methods and compositions for amplified electrochemiluminescence detection
US10538808B2 (en) 2017-05-26 2020-01-21 Vibrant Holdings, Llc Photoactive compounds and methods for biomolecule detection and sequencing
JP7422087B2 (en) 2018-05-09 2024-01-25 ヴィブラント ホールディングス リミテッド ライアビリティ カンパニー Methods for synthesizing polynucleotide arrays using photoactivated agents
WO2021110079A1 (en) * 2019-12-03 2021-06-10 Bgi Shenzhen Co., Ltd. Immersion synthesis of oligonucleotides
CN112162027B (en) * 2020-09-21 2023-08-18 上海市计量测试技术研究院 An electrochemical sensor based on a triblock probe and its application in the detection of transgenic double-stranded RNA

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2197720A (en) * 1986-11-20 1988-05-25 Nat Res Dev Immobilisation of polynucleotides
EP0498801B1 (en) * 1989-09-15 1998-11-04 Chiron Mimotopes Pty. Ltd. Solid surface for peptide synthesis
SE467308B (en) * 1990-10-22 1992-06-29 Berol Nobel Ab SOLID SURFACE COATED WITH A HYDROPHILIC SURFACE WITH COVALENTLY BONDED BIOPOLYMERS, SET TO MAKE SUCH A SURFACE AND CONJUGATED THEREOF
EP0672049A4 (en) * 1992-11-06 1997-10-15 Chiron Mimotopes Pty Ltd Support for the synthesis of modular polymers.
CA2279232A1 (en) * 1996-10-04 1998-04-09 Gordon, Steven J. Replaceable elements for a parallel sequential bio-polymer synthesis device
WO1999004896A1 (en) * 1997-07-22 1999-02-04 Rapigene, Inc. Polyethylenimine-based biomolecule arrays
WO1999005308A2 (en) * 1997-07-22 1999-02-04 Rapigene, Inc. Apparatus and methods for arraying solution onto a solid support
DE19742227A1 (en) * 1997-09-25 1999-04-01 Juergen Prof Dipl Phys Wolfrum Method of sequencing a single DNA molecule

Also Published As

Publication number Publication date
EP1040352A1 (en) 2000-10-04
CN1284168A (en) 2001-02-14
JP2002500362A (en) 2002-01-08
WO1999034214A1 (en) 1999-07-08
AU2098999A (en) 1999-07-19
BR9814604A (en) 2000-10-17
CA2315296A1 (en) 1999-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HUP0100697A2 (en) Solid-phase tips and uses relating thereto
US6361940B1 (en) Compositions and methods for enhancing hybridization and priming specificity
US6884586B2 (en) Methylation analysis using nicking agents
CA2975739C (en) Methods and compositions for analyzing cellular components
CA2492220C (en) Nucleic acid amplification using nicking agents
JP2005516610A (en) Gene expression analysis using nicking agents
US20150141297A1 (en) Methods and Compositions for Phototransfer
US20030171325A1 (en) Proofreading, error deletion, and ligation method for synthesis of high-fidelity polynucleotide sequences
WO1998015652A1 (en) Nucleic acid sequencing by adaptator ligation
KR20010043409A (en) Infrared matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometric analysis of macromolecules
US20040019005A1 (en) Methods for parallel measurement of genetic variations
WO2002046447A2 (en) Methods for identifying nucleotides at defined positions in target nucleic acids
CN103975062A (en) nucleic acid amplification method
CA2473308C (en) Assay and kit for analyzing gene expression
Consolandi et al. Development of oligonucleotide arrays to detect mutations and polymorphisms
US20030044827A1 (en) Method for immobilizing DNA
MXPA00006498A (en) Solid-phase tips and uses relating thereto
JP2004529663A (en) HAPPIAR mapping
WO2005001125A1 (en) Method of judging mutation and polymorphism in nucleic acid
AU2002345229A1 (en) Amplification of nucleic acid fragments using nicking agents
HK1241419A1 (en) Methods and compositions for analyzing cellular components
HK1241419B (en) Methods and compositions for analyzing cellular components