DE20023055U1 - Vorrichtung zur photolitographischen Belichtung von biologischen Stoffen - Google Patents

Description

Vorrichtung zur photolithographischen Belichtung von biologischen Stoffen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur photolithographischen Belichtung von biologischen Stoffen.

DNA-Chips sind kleinste, meist planare Oberflächen, auf welchen räumlich geordnet eine große Anzahl verschiedener Oligomere (kurze, einsträngige DNA-Moleküle) angebracht sind. Solche Chips werden beispielsweise zur parallelen Erkennung zahlreicher DNA-Sequenzen in einer präparierten Gewebeprobe verwendet. Dazu benetzt man die Chipoberfläche mit einer Lösung von einsträngigen DNA-Stücken aus der Gewebeprobe, worauf sich komplementär passende DNA-Stücke aus der Lösung an die entsprechenden, an die Chipoberfläche angebrachten Oligomere anlagern (Hybridisierung) . Danach bestimmt man mit einer geeigneten Methode wie z.B. Fluoreszenzmarkierung, an welchen Stellen auf dem Chip eine Hybridisierung stattgefunden hat. Wenn man weiß, wo auf dem Chip welche Oligomere angebracht sind, kann man somit Rückschlüsse auf DNA-Sequenzen in der Gewebeprobe machen. Dazu definiert man in der Regel auf der Chip-Trägerfläche ein dichtes rechtwinkliges Raster. Auf jedem Rasterpunkt ist in Form eines kleinen Flecks genau eine Sorte von Oligomer angebracht. Die maximal mögliche Anzahl von verschiedenen DNA-Sequenzen auf dem Chip ist demzufolge gleich der Anzahl der Rasterpunkte. Da man möglichst viele Sorten von Oligomeren auf einen Chip aufbringen will, die Chips aber gleichzeitig so klein wie möglich sein sollten, um effektiv hybridisiert werden zu können, ist es ein wichtiges Ziel bei der Herstellung von DNA-Chips, eine möglichst hohe Rasterdichte zu erreichen.

Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur DNA-Chip Herstellung bekannt.

1) Alle Oligomere werden auf herkömmliche Weise einzeln im Reagenzglas synthetisiert und danach an den vorgesehenen Rasterpunkten auf den Träger aufpipettiert, typischerweise von einer automatischen Mikropipettieranlage. Diese Methode ist sehr aufwendig und teuer, da jedes Oligomer einzeln hergestellt bzw. gekauft und von Hand der Pipettieranlage zugeführt werden muss. Die Rasterdichte ist durch die hohe Winkelungenauigkeit der heute verfügbaren, typischerweise piezoelektrischen Mikropipetten stark limitiert.

2) Die Oligomere werden mit Hilfe einer automatischen Mikropipettieranlage direkt auf dem Chip synthetisiert. Auf jedem Rasterpunkt wird die dort vorgesehene Oligomerkette Baustein für Baustein (Nukleobasen) aufgebaut. Das chemische Verfahren ist grundsätzlich das selbe wie bei der herkömmlichen Oligomer-Synthese im Reagenzglas. Der Unterschied ist, dass alle Oligomere gleichzeitig, von einer einzigen automatischen Anlage direkt am vorgesehenen Bestimmungsort hergestellt werden. Die bei Methode 1) separaten Arbeitsschritte Oligomer-Synthese und Mikropipettierung werden somit zu einem einheitlichen Arbeitsschritt zusammengefasst. Diese in situ Synthese läuft normalerweise wie folgt ab: Auf einem vorpräparierten Substrat tropft der Pipettierautomat sequentiell auf jedem Rasterpunkt die dort vorgesehene erste Nukleobase auf. Dies ist mechanisch nicht sehr aufwendig, da es nur 4 verschiedene Nukleobasen (C, T, G, A) gibt. Man kann dafür z.B. 4 aneinandergekoppelte Mikropipetten verwenden. Nach dem Auftragen des ersten Nukleosidbausteins auf jedem Rasterpunkt wird das Substrat gewaschen und nach einem "Capping Schritt" die Schutzgruppen an den 5'-OH Funktionen entfernt, um die Reaktion mit dem jeweils

nachfolgenden Nukleosidbaustein zu ermöglichen. Danach wird an jedem Rasterpunkt die zweite Nukleobase aufpipettiert. Das Substrat wird dann wieder gewaschen und entschützt. Auf diese Weise baut man Schritt für Schritt auf jedem Rasterpunkt die jeweils erforderlichen Oligomerketten auf. Diese Methode ist nicht besonders schnell, da nacheinander auf jedem Rasterpunkt für jede Nukleobase neu pipettiert werden muss. Wie bei Methode 1) ist die Rasterdichte durch die Ungenauigkeit der Mikropipetten beschränkt. Die Ungenauigkeit wirkt sich hier noch schlimmer aus, da jeder Rasterpunkt mehrmals nacheinander auf möglichst identische Weise getroffen werden muss.

3) Die Oligomere werden wie bei 2) direkt auf Träger synthetisiert, die gezielte Anbindung der richtigen Nukleobasen an den richtigen Rasterpunkten geschieht jedoch durch eine vollkommen parallele, photolithographische Technik anstelle von sequenziellen, zielgenauen Pipettierschritten. Das Verfahren basiert darauf, dass man mit Licht einer bestimmten Wellenlänge gezielt die 5'-OH Schutzgruppen von Oligonukleotiden entfernen kann. Durch geeignete örtliche Bestrahlungsmuster kann man somit Oligonukleotid-Enden an genau jenen Rasterpunkten reaktionsfähig machen, an denen man im nächsten Schritt eine neues Nukleosid anbringen will. Bei vollständiger Benetzung der Chipoberfläche mit einer Nukleotidbaustein-Lösung wird somit nur an den vorher belichteten Stellen ein Nukleotidbaustein angebunden, alle unbelichteten Stellen bleiben unverändert. Die örtlichen Belichtungsmuster werden erzeugt, indem man eine mikrophotographische schwarzweiss Maske zwischen dem Substrat und der Lichtquelle positioniert, die alle Rasterstellen abdeckt, die nicht reaktionsfähig gemacht werden sollen. Die Verlängerung der Oligomer-Ketten auf allen Rasterpunkten um eine Nukleobase geschieht demnach wie folgt: Mit Hilfe einer ersten Maske werden genau jene Rasterpunkte belichtet, welche um

die erste der 4 möglichen Sorten von Nukleobasen (z.B. C) erweitert werden müssen. Danach wird der Chip mit einer Lösung des entsprechenden Nukleotidbausteins benetzt, worauf nur die belichteten Punkte um diese Base verlängert werden. Da die neu angebundenen Basen noch alle über eine Schutzgruppe verfügen, werden sie in den folgenden Schritten nicht weiter reagieren, bis ihre Schutzgruppen durch eine weitere Belichtung abgespaltet werden. Nach diesem Reaktionsschritt wird der Chip gewaschen. Nun werden mit Hilfe einer zweiten Maske genau jene Rasterstellen belichtet, welche um die zweite der 4 möglichen Sorten von Nukleobasen (z.B. T) erweitert werden müssen. Darauf wird der Chip wiederum mit einer Lösung des entsprechenden Nukleotidbausteins benetzt und die belichteten Stellen dadurch um diese Base verlängert. Genauso verfährt man für die verbleibenden zwei Basen (z.B. G und A). Für die Verlängerung aller Oligomere um eine Nukleobase benötigt man demzufolge vier Belichtungsschritte bzw. 4 Photomasken. Diese Methode ist wegen der hohen Parallelität sehr effizient, zudem ist sie wegen der hohen Präzision, die mit Photolithographie erreicht werden kann, geeignet, um sehr hohe Rasterdichten zu erzielen. Allerdings ist die Methode sehr aufwendig und somit teuer, da man für die Herstellung einer bestimmten Sorte von Chip zuerst eine große Anzahl von Photomasken erzeugen muss. Bei hohen Rasterdichten werden zudem hohe Anforderungen an die Positionierungsgenauigkeit der Masken während der Belichtung gestellt, die effizient nur durch Verwendung von teuren Apparaturen erfüllt werden können.

4) Es wird dasselbe Verfahren angewandt wie bei 3), nur verwendet man anstelle der großen Zahl von photographischen Masken eine einzige, transmissive Flüssigkristallanzeige, die elektronisch angesteuert wird und als dynamische Maske dient. Diese Methode ist einfach und billig, da keine photographischen Masken erzeugt werden müssen

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und das Positionierungsproblem entfällt. Ein mögliches Problem dieser Methode ist der limitierte optische Kontrast der heute verfügbaren Flüssigkristallanzeigen. Das Lichtintensitätsverhältnis zwischen belichteten und abgedeckten Punkten wird dadurch reduziert, was eine Ausbeuteverminderung bei der Oligomersynthese zur Folge haben kann. Außerdem liegt bei den meisten heute verfügbaren LCDs die Lichtausbeute unter 50% und ist zudem meistens auf das sichtbare Licht optimiert. Viele LCDs absorbieren z.B. im für die Synthese besonders interessanten UV-Bereich deutlich stärker als im sichtbaren bereich.

5) Man synthetisiert die Chips wie bei 3) und 4) nach dem photolithographischen Verfahren, erzeugt ein bestimmtes Belichtungsmuster auf dem Substrat jedoch nicht durch gezielte Abdeckung von Rasterpunkten mit Hilfe einer statischen oder dynamischen Maske, sondern indem man individuell jedem zu belichtenden Rasterpunkt das Licht direkt über einen optischen Lichtleiter zuführt. Über jedem Rasterpunkt wird das Ende einer optischen Lichtleiterfaser so angebracht, dass bei Lichteinkopplung in die Faser das am Ende austretendes Licht genau den entsprechenden Rasterpunkt beleuchtet. Es wird also ein Faserbündel verwendet, das aus genau so vielen Lichtleiterfasern besteht wie Rasterpunkte vorgesehen sind. Beliebige Belichtungsmuster werden erzeugt, indem man jeder einzelnen Faser gezielt Licht einkoppelt oder nicht. Diese gezielte und unabhängige Lichteinkopplung in die einzelnen Lichtleiterfasern kann z.B. durch Leuchtdioden oder durch kommerziell erhältliche, elektrisch gesteuerte optische Schalter und einer Lichtquelle bewerkstelligt werden. Für jede Lichtleiterfaser wird dabei eine eigene, individuell ansteuerbare Leuchtdiode bzw. Schalter benötigt.

Der große Vorteil dieser Methode gegenüber Methode 4) ist der sehr hohe, (theoretisch unendliche) Kontrast, der er-

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zielt werden kann, was eine deutliche Verbesserung der Syntheseausbeute ermöglicht. Es ist zudem eine sehr hohe Lichtausbeute möglich, da es heute zu allen wichtigen Wellenlängenbereichen Lichtleiterfasern gibt, welche im entsprechenden Wellenlängenbereich nur sehr schwach absorbieren. Der Nachteil der Methode ist, dass es sich sowohl bei den Leuchtdioden wie auch bei den optischen Schaltern um diskrete Bauteile einer gewissen Größe handelt. Da für die Synthese von Chips hoher Dichte eine große Zahl solcher Bauteile benötigt wird (für jeden Rasterpunkt ein Bauteil), kann in solchen Fällen die Steuereinheit eines solchen Systems sehr groß werden, was dazu führt, dass das System wegen seiner Größe in typischen Biochemielabors nicht problemlos eingesetzt werden kann.

6) Man synthetisiert die Chips wie bei 3), 4) und 5) nach dem photolithographischen Verfahren, belichtet hier aber die einzelnen Rasterpunkte mit Hilfe von Reflexion an kleinen Spiegeln.

Dafür wird ein spezieller Typ von Siliziumchip verwendet, der kommerziell für die Verwendung in Videoprojektoren hergestellt wird. Es handelt sich bei diesem Chip um eine kleine (einige Quadratcentimeter große) Siliziumoberfläehe, auf dem in einem rechtwinklige Raster eine große Zahl (z.B. 800x600) mikroskopisch kleiner, rechteckiger (z.B. 16um &khgr; 16um) Aluminiumspiegel angebracht sind. Jeder der Spiegel ist bezüglich seiner Diagonalachse beweglich gelagert und kann in zwei stabile Positionen A und B gekippt werden, die sich um einige Winkelgrade unterscheiden. Welcher der Spiegel sich in welcher der beiden Positionen befindet, kann durch elektronische Signale an den Chipeingängen beliebig eingestellt werden. So ein Mikrospiegel-Chip ("micromirror device") wird zusammen mit einer Lichtquelle, einer Optik und der zu belichtenden Array-Oberfläche so angeordnet, dass jeder der Spie-

gel das reflektierte Licht in der Position A auf das Array wirft und in der Position B auf eine Lichtschluckende Fläche neben dem Array. Dabei gehört zu jeder Rasterposition auf dem zu belichtenden Array genau ein Spiegel, welcher Licht genau auf diese Rasterposition reflektiert, falls er sich in Position A befindet.

Diese Methode ist vergleichbar mit der Methode 4), nur dass für die Lichtmustererzeugung statt einer transmissiven dynamischen Maske ein reflektives dynamisches Lichtablenkungsbauteil verwendet wird. Das System ist ähnlich einfach und klein wie jenes mit LCDs, kann aber einen höheren Kontrast und eine höhere Lichtausbeute über einen größeren Wellenlängenbereich erreichen. Dies kann sich auf die Qualität des synthetisierten DNA-Arrays sehr vorteilhaft auswirken. Allerdings kommt auch diese Methode in Sachen Kontrast und Lichtausbeute beiweitem nicht an Methode 5) heran. Der Kontrast wird durch die nicht völlig unterdrückbaren parasitären Streulichteffekte vermindert. Die Lichtausbeute ist nicht maximal, weil die Spiegel einen gewissen Teil des Lichts absorbieren und weil der Füllfaktor der heute verfügbaren Mikrospiegelchips unter 90% liegt. Das kommt daher, dass sich aus herstellungstechnischen Gründen zwischen den einzelnen Spiegeln recht große Lücken befinden (gesamthaft über 10% der Chipfläche), wo kein Licht reflektiert wird.

Diese Methoden nach dem Stand der Technik weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Die beiden attraktivsten Methoden, um günstig und flexibel DNA-Arrays hoher Rasterdichte herzustellen, sind die Methode mit den Lichtleitern und die Methode mit dem Mikrospiegel-Chip. Die Methode mit den Lichtleitern erlaubt einen extrem hohen Kontrast in einem weiten Wellenlängenbereich und somit eine hohe Qualität des DNA-Arrays. Die Methode mit den Mirkospiegeln ist sehr einfach und mit einer kleinen Apparatur re-

alisierbar und erlaubt einen recht hohen Kontrast in einem weiten Wellenlängenbereich. Allerdings erreicht sie nicht den Kontrast, der mit Lichtleitern möglich ist und die Leistung der Lichtquelle wird auf die ganze Array Fläche verteilt. Die maximale Lichtleistung mit der heute erhältliche Mikrospiegel belichtet werden dürfen ist außerdem beschränkt. Die Methode mit den Lichtleitern wiederum benötigt eine aufwendige und für viele Labors unter Umständen zu große Apparatur.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet, d.h. den hohen Kontrast der Lichtleiter-Methode mit der Einfachheit und Kompaktheit der Mikrospiegel-Methode kombiniert. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines weiteren Verfahrens zur photolithographischen Belichtung biologischer Stoffe.

Die Aufgabe wird durch die gekennzeichneten Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet .

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine Vorrichtung zur photolithographischen Belichtung von biologischen Stoffen umfassend mindestens eine hochfokussierte Lichtquelle und eine Umlenk- oder Positioniereinheit, wobei diese den Lichtpunkt auf jede Stelle in einem definierten Bereich gezielt ausrichtet. 30

Erfindungsgemäß bevorzugt ist dabei, dass die Lichtquelle ein Laser, eine Leuchtdiode, eine Metalldampflampe, eine Gasentladungslampe, eine Gasanregungslampe, eine Glühfadenlampe oder eine Lichtbogenlampe ist und wobei gegebenenfalls eine Fokussiereinriehtung vorgesehen ist.

Weiterhin ist bevorzugt, dass die Lichtquelle ein solches Spektrum von Wellenlängen zwischen 280nm und 400nm emittiert, welches die Entschützung von Nukleotiden, Nukleotidanaloga und Peptid-Nukleinsäure Bausteinen zur Ketten-Verlängerung und zum Aufbau von Oligomeren bewirkt.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist ferner, dass die Lichtquelle elektronisch an- und ausschaltbar ist und/oder der Lichtpunkt mittels einer elektronisch ansteuerbaren Blende zurückhaltbar ist.

Bevorzugt ist ferner, dass zur Ausrichtung des Lichtpunktes ein elektronisch ansteuerbares Spiegelsystem vorgesehen ist.

Außerdem ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass zur Ausrichtung des Lichtpunktes ein elektronisches x-y-Positioniersystem vorgesehen ist, mittels dessen die Lichtquelle und/oder der Lichtpunkt gegenüber den zu belichtenden Stoffen bewegbar ist.

Bevorzugt ist erfindungsgemäß auch, dass zur Ausrichtung des Lichtpunktes ein elektronisches x-y-Positioniersystem vorgesehen ist, mit dessen die zu belichtenden Stoffe gegenüber der Lichtquelle und/oder des Lichtpunktes bewegbar sind.

Besonders bevorzugt ist es, dass die zu belichtenden Stoffe auf einem Träger angeordnet sind. 30

Insbesondere ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass der Träger ein DNA-Chip, ein PNA-Chip oder ein Peptid-Chip ist.

Weiterhin ist bevorzugt, dass die zu belichtenden Stoffe in einer Kammer angeordnet sind, in die durch weitere

Vorrichtungen die zur DNA oder PNA Synthese notwendigen Lösungen und/oder Reagenzien heranführbar sind.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur photolithographischen Belichtung von biologischen Proben, wobei man diese Stoffe auf einer O-berfläche anordnet und mittels Licht belichtet, welches aus einer hochfokussierte Lichtquelle stammt und welches man mittels einer Umlenk- oder Positioniereinheit gezielt auf jede beliebige Stelle in einem definierten Bereich der biologischen Probe ausrichtet.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren, nämlich zur Belichtung von DNA- oder PNA-Chips, wobei man Licht der Wellenlängen verwendet, welches die Entschützung von Nukleotiden, Nukleotidanaloga und Peptid-Nukleinsäurebausteinen zur Kettenverlängerung und zum Aufbau von Oligomeren bewirkt und dass man mittels einer Umlenk- oder Positioniereinheit gezielt Licht, welches 0 aus einer hochfokussierte Lichtquelle stammt, auf eine beliebige Stelle des DNA- oder PNA-Chips ausrichtet und dass man die Festphase, auf welcher die Oligomersynthese stattfindet, in einer Kammer anordnet, in die man durch weitere Vorrichtungen die zur DNA oder PNA Synthese notwendigen Lösungen und/oder Reagenzien an diese Festphase heranführt.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist es, dass man nach erfolgter Oligomerisierung auf den DNA- oder PNA-Chips weiterhin die nachfolgenden Hybridisierungen mit einer Ziel-DNA durchführt.

Weiterhin ist bevorzugt, dass man zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine oben beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine einfache, platzsparende und preiswerte photolithographische Herstellung von DNA-Chips hoher Rasterdichte in einer viel besseren Qualität, als bisher mit bekannten Vorrichtungen möglich war. Der Grund dafür ist, dass die völlig neuartige Verwendung eines scharf gebündelten Lichtpunktes höhere Intensitäten und damit höhere Ausbeuten ermöglicht, als dies mit den bisher verwendeten, ähnlich platzsparenden und preiswerten Systemen möglich war.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren lösen die gestellte Aufgabe auf völlig neuartige Art und Weise durch Kombination kommerziell erhältlicher Komponenten. Es ermöglicht die billige Herstellung von DNA-Chips in einer Qualität, wie sie vorher nicht möglich war.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Vorrichtung zur photolithographischen Belichtung von biologischen Stoffen geschaffen wird, umfassend mindestens einer hochfokussierten Lichtquelle und einer Umlenkoder Positioniereinheit, die es erlaubt, den Lichtpunkt auf jede Stelle des Arrays gezielt auszurichten. Damit ist es möglich jede Stelle des Arrays unabhängig von den anderen Stellen intensiv zu belichten.

Bevorzugt ist es, dass die Lichtquelle ein Laser, eine Leuchtdiode, eine Metalldampflampe, eine Gasentladungslampe, eine Gasanregungslampe, eine Glühfadenlampe oder eine Lichtbogenlampe ist, die jeweils mit einer geeigneten Fokussierungsoptik versehen ist.

Besonders bevorzugt ist es dabei, dass die Lichtquelle Licht in einem Wellenlängenbereich aussendet, das geeignet zur Entschützung von Nukleotiden, Nukleotidanaloga und Peptid-Nukleinsäurebausteinen zur Kettenverlängerung und zum Aufbau von Oligomeren ist.

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Bevorzugt ist auch die Möglichkeit die Lichtquelle elektronisch an und aus zu schalten oder das Lichtbündel mit einer elektronisch ansteuerbaren Blende zurückzuhalten. 5

Bevorzugt für die Ausrichtung des Lichtbündels auf dem Array ist ein Spiegelsystem, welches elektronisch ansteuerbar ist, oder ein elektronisches x-y-Positioniersystem mit dem die Lichtquelle gegenüber dem Array oder das Array gegenüber der Lichtquelle bewegt werden kann, oder eine Kombination des genannten.

Bevorzugt ist es auch, dass zu belichtende biologischen Stoffe auf einem Träger angeordnet sind, wobei dieser Träger ein DNA-Chip, ein PNA-Chip oder ein Peptid-Chip ist.

Besonders bevorzugt ist es, dass der Träger, auf welchem die Oligomersynthese stattfindet, in einer Kammer angeordnet ist, in die durch weitere Vorrichtungen die zur DNA oder PNA Synthese notwendigen Lösungen und/oder Reagenzien heranführbar sind.

Das grundlegende Konzept der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens besteht darin, dass man für die Erzeugung bestimmter Belichtungsmuster auf der Trägeroberfläche ein hochfokussiertes Lichtbündel und eine geeignete Umlenk- oder Positioniereinrichtung benutzt, die es erlaubt jeden Punkt des Arrays gezielt zu belichten. 30

Typischerweise wird das Lichtbündel mit kleinen Schritten in Zeilen über das Array geführt und durch Ein- und Ausschalten der Lichtquelle oder durch abblenden oder durch Steuern der Verweildauer ein Belichtungsmuster erzeugt, welches die Herstellung der üblichen, rasterförmigen DNA-Chips ermöglicht.

In der Figur 1 ist das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Das Licht wird in der Lichtquelle 1 erzeugt, welehe über eine Fokussiereinrichtung verfügt. Über den Shutter 2 kann die Lichtquelle ein- und ausgeblendet werden, um die einzelnen Belichtungsvorgänge nach vorheriger Positionierung mittels des Spiegels 3 und/oder der Positioniereinheit 5 gezielt auf bestimmten Punkten der in der Reaktionskammer 4 angeordneten biologischen Probe durchzuführen. Die Probe in der Reaktionskammer kann mittels des DNA Synthesizers mit Reagenzlösungen und dergleichen beschickt werden. Die gesamte Vorrichtung und der Verfahrensablauf werden mittels eines Computers 7 geregelt und überwacht.

Dem Fachmann ist klar, wie die einzelnen Bauteile in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anzuordnen sind. Auch die entsprechende Programmierung der Steuerung mittels Computerprogrammen ist den Fachmann an sich bekannt.

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Bezugszeichenliste

1 Laser mit Fokussieroptik 2 Computer gesteuerter Shutter

3 Umlenkspiegel mit Computer gesteuerter Positioniereinheit

4 Reaktionskammer

5 Computer gesteuerte Positioniereinheit 6 DNA Synthesizer zur Reagenzienhandhabung 7 Steuercomputer

Claims (10)

1. Vorrichtung zur photolithographischen Belichtung von biologischen Stoffen umfassend mindestens eine hochfokussierte Lichtquelle und eine Umlenk- oder Positioniereinheit, wobei diese den Lichtpunkt auf jede Stelle in einem definierten Bereich gezielt ausrichtet.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle ein Laser, eine Leuchtdiode, eine Metalldampflampe, eine Gasentladungslampe, eine Gasanregungslampe, eine Glühfadenlampe oder eine Lichtbogenlampe ist und wobei gegebenenfalls eine Fokussiereinrichtung vorgesehen ist.

3. Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle ein solches Spektrum von Wellenlängen zwischen 280 nm und 400 nm emittiert, welches die Entschützung von Nukleotiden, Nukleotidanaloga und Peptid-Nukleinsäure Bausteinen zur Kettenverlängerung und zum Aufbau von Oligomeren bewirkt.

4. Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle elektronisch an- und ausschaltbar ist und/oder der Lichtpunkt mittels einer elektronisch ansteuerbaren Blende zurückhaltbar ist.

5. Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausrichtung des Lichtpunktes ein elektronisch ansteuerbares Spiegelsystem vorgesehen ist.

6. Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausrichtung des Lichtpunktes ein elektronisches x-y-Positioniersystem vorgesehen ist, mittels dessen die Lichtquelle und/oder der Lichtpunkt gegenüber den zu belichtenden Stoffen bewegbar ist.

7. Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausrichtung des Lichtpunktes ein elektronisches x-y-Positioniersystem vorgesehen ist, mit dessen die zu belichtenden Stoffe gegenüber der Lichtquelle und/oder des Lichtpunktes bewegbar sind.

8. Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu belichtenden Stoffe auf einem Träger angeordnet sind.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein DNA-Chip, ein PNA-Chip oder ein Peptid-Chip ist.

10. Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu belichtenden Stoffe in einer Kammer angeordnet sind, in die durch weitere Vorrichtungen die zur DNA oder PNA Synthese notwendigen Lösungen und/oder Reagenzien heranführbar sind.