DE60305900T2

DE60305900T2 - Vorrichtung zum markieren von objecten mit nukleinsäuremarkern

Info

Publication number: DE60305900T2
Application number: DE60305900T
Authority: DE
Inventors: Robert Sleat; c/o 3Si Security Systems NV Greg Van LINT
Original assignee: Trace Tag International Ltd; 3SI Security Systems Inc
Current assignee: Trace Tag International Ltd; 3SI Security Systems Inc
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2003-03-21
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2023-03-22
Also published as: DK1488039T3; WO2003080931A1; GB2390055A; ATE329086T1; PT1488039E; GB2390055B; AU2003216849A1; EP1488039B1; DE60305900D1; GB0206820D0; EP1488039A1; CA2480069A1; US20060121181A1; ES2261923T3; CA2480069C; US8783194B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Markieren und auch ein Verfahren zum Markieren eines Gegenstands und ein Verfahren zum Analysieren eines markierten Gegenstands.
Auf dem Gebiet der Sicherheit ist es häufig erforderlich, große Mengen Banknoten sicher zwischen Orten zu transportieren. Zum Beispiel ist es häufig, Banknoten aus einem Bankgewölbe zu einem Geldautomat (ATM) zu transportieren, der in einem Supermarkt oder Einkaufszentrum aufgestellt ist, wo sie abgegeben werden können.
Obwohl die Banknoten während des Transports geschützt werden, sind sie angesichts der Notwendigkeit, sie in Zivilfahrzeugen zu transportieren, dem Wesen nach gegen Diebstahl ungeschützt, besonders während der Zeit zwischen der Entladung des Fahrzeugs und der Einlage der Banknoten im ATM. Dieses zieht wegen der großen Menge des Geldes, das beteiligt ist, Diebe an.
Typischerweise, wenn Geld zu einem ATM transportiert wird, wird es vor seiner Abfahrt in einer Kassette eingeschlossen, und die gesamte Kassette wird zusammen mit den Banknoten in die ATM geladen. Dieses vermeidet die Notwendigkeit der direkten Handhabung der Banknoten, welches ein Sicherheitsrisiko sein kann. Folglich muss jeder Dieb, der versucht, die Banknoten zu stehlen, in der Lage sein, in die Kassette einzudringen, um die Banknoten zu entfernen und sie zu verwenden.
Es ist auf dem Fachgebiet bekannt, die Banknotenkassetten auf mehrere Weisen zu verteidigen. Es ist selbstverständlich möglich, eine physikalische Sperrung an der Kassette bereitzustellen, welche hilft, zu verhindern, dass sie aufgebrochen wird. Jedoch ist das Problem mit diesem Herangehen, dass ein Dieb die gesamte Kassette mit den Banknoten im Inneren stehlen kann, und die Kassette dann an einem geheimen Ort zu öffnen, wo er geeignete Schneidwerkzeuge hat, um an die Banknoten heranzukommen. Folglich ist, ausreichend Zeit vorausgesetzt, ein Dieb in der Lage, die meisten Kassetten trotz einer angebrachten physikalischen Sperrung zu öffnen.
Es ist auch auf dem Fachgebiet bekannt, die physikalische Sperrung einer Kassette mit einer Vorrichtung zu ergänzen, welche die Banknoten unbrauchbar macht, wenn jemand an der Kassette einen unbefugten Eingriff vornimmt. Typischerweise umfasst eine derartige Vorrichtung einen Farbvorratsbehälter und eine Druckgasquelle. Wenn detektiert wird, dass jemand an der Kassette einen unbefugten Eingriff vornimmt, wird das Druckgas freigesetzt und verwendet, um die Farbe über den Banknoten zu dispergieren, die in der Kassette enthalten sind (siehe zum Beispiel WO-A-98/03758). Bei derartigen Vorrichtungen, wenn ein Dieb in der Lage ist, eine Kassette, die Banknoten enthält, zu stehlen, löst er bei dem Versuch, die Kassette zu öffnen, die Freisetzung der Farbe aus, welche jede der Banknoten auf eine deutlich sichtbare Art und Weise unlöschbar färbt. Die Farbe kann durch Waschen usw., ohne auch die Banknote selbst zu zerstören, nicht von der Banknote entfernt werden. Dieses macht die nachfolgende Verwendung der Banknoten unmöglich, weil Geschäfte und Banken sich weigern, Banknoten anzunehmen, welche auf diese Art und Weise gefärbt worden sind. Demgemäß machen, während diese Vorrichtungen den Diebstahl der Banknoten an sich nicht verhindern, sie einen derartigen Diebstahl unrentabel, weil die Banknoten nicht verwendet werden können.
Trotz der weltverbreiteten Verwendung derartiger Banknotenfärbevorrichtungen in den Kassetten, die verwendet werden, um Banknoten zu transferieren, gibt es noch ein wesentliches Problem mit dem Diebstahl von Banknotenkassetten. Im Mittel gibt es mehrere derartige Diebstähle jeden Tag alleine in Großbritannien. Es ist allgemein der Fall, dass die Polizei im Anschluss an derartige Diebstähle große Mengen von gefärbten Banknoten wiedererlangt, wobei die Banknoten von den Dieben abgelegt worden sind, die feststellen, dass sie nicht imstande sind, sie zu verwenden. Jedoch sind die Banknoten für ihren ursprünglichen Besitzer nicht notwendigerweise wertlos, weil, wenn er identifiziert werden kann, Zentralbanken normalerweise den Wert der Banknoten zurückerstatten, die unlöschbar gefärbt und wiedererlangt worden sind. Das Problem ist, dass es so viele Diebstähle von Banknoten gibt, dass es häufig schwierig ist, genau zu bestimmen, welche Lieferung von Banknoten zu einem bestimmten Zeitpunkt wiedererlangt worden ist und folglich, wer der rechtmäßige Besitzer der Banknoten ist. Folglich ist es schwierig, zu ermitteln, wer der rechtmäßige Besitzer der Banknoten ist. Ohne diese Information kann die Zurückerstattung nicht stattfinden.
Dieses ist besonders ein Problem in den Ländern der sogenannten „Eurozone", in welcher Banknoten in jedem der Mitgliedsländer gleichermaßen verwendbar sind. Deshalb macht die große Anzahl an Banknoten im Umlauf es sogar schwieriger, zu bestimmten, in welchem besonderen Diebstahl alle wiedererlangten Banknoten gestohlen wurden.
Die Probleme, die mit dem Transport der Banknoten verbunden sind, sind vorstehend in Beziehung zu der Zuführung von Geld zu ATMs beispielhaft angegeben worden. Jedoch entstehen die Probleme auch bei dem Transfer von Banknoten in anderen Situationen, wie zwischen Bankgewölben, und wenn Banknoten von einer Person in einer Aktenmappe oder dergleichen getragen werden.
WO-A-96/17954 offenbart ein Verfahren zum Markieren von Gegenständen, wie industrielle Produkte, Kunstwerke, Antiquitäten, Wertpapieren und Umweltschadstoffen, sowie ein biologisches Material, das das Zufügen von mindestens zwei chemischen Markierungen zum Gegenstand umfasst.
WO-A-02/18636 offenbart ein verborgenes Markierungssystem, das eine Mehrzahl von verschiedenen DNA-Fragmenttypen, wobei jede der Mehrzahl von DNA-Fragmenttypen eine Mehrzahl von DNA-Fragmenten verschiedener Länge umfassen.
DE-A-4439896 offfenbart Nukleinsäuren, die zur internen Charakterisierung von medizinschen, biologischen oder chemischen Proben oder verschiedenen Arten von Produkten geeignet sind. Die Kombination eines Ensembles von Molekülen ergibt eine Erzeugung von darstellenden Zahlen.
Die vorliegende Erfindung sucht, eines oder mehrere der vorstehenden Probleme zu vermindern.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Markieren eines Artikels bereitgestellt, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: einen Nukleinsäuremarker; Mittel zum Freisetzen eines sichtbar färbenden Markierungsfluids; und einen mit dem Nukleinsäuremarker und dem Mittel zum Freisetzen des Markierungsfluids verbundenen Verteilungsmechanismus, wobei das Mittel zum Freisetzen des Markierungsfluids aktivierbar ist, um Markierungsfluid freizusetzen, so dass der Verteilungsmechanismus ein Gemisch aus dem Nukleinsäuremarker und dem Markierungsfluid auf den Artikel verstreut.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner ein Mittel, um den Artikel aufzunehmen.
Zweckmäßigerweise ist der Artikel eine oder mehrere Banknoten, wobei das Mittel zum Freisetzen des Markierungsfluids aktivierbar ist, um Markierungsfluid freizusetzen, so dass das Gemisch aus dem Nukleinsäuremarker und dem Markierungsfluid auf die eine oder mehrere Banknoten verstreut wird.
Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung eine Geldautomatenkassette.
Vorzugsweise umfasst das Mittel zum Freisetzen des Markierungsfluids einen Markierungsfluidvorrat.
In einer anderen Ausführungsform umfasst das Markierungsfluid eine unlöschbare Farbe.
Zweckmäßigerweise wird der Nukleinsäuremarker in den Farbvorrat gemischt.
Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung zum Markieren ferner einen Nukleinsäurevorrat, der den Nukleinsäuremarker enthält, wobei der Nukleinsäurevorrat mit dem Verteilungsmechanismus verbunden ist, so dass, wenn der Markierungsfluidvorrat aktiviert wird, der Verteilungsmechanismus das Markierungsfluid und den Nukleinsäuremarker vermischt.
In einer anderen Ausführungsform umfasst das Mittel zum Freisetzen eines Markierungsfluids eine oder mehrere Rauchpatronen, wobei das Markierungsfluid Rauch umfasst.
Vorzugsweise umfasst das Mittel zum Freisetzen des Markierungsfluids und der Verteilungsmechanismus ein die eine oder mehrere Rauchpatronen enthaltendes pyrotechnisches Gerät.
Vorzugsweise umfasst der Nukleinsäuremarker eine Mehrzahl von einsträngigen DNA-Oligonukleotiden.
Vorteilhafterweise umfasst jedes DNA-Oligonukleotid eine variable Region, die auf beiden Seiten von einer ersten und einer zweiten generischen Region flankiert ist, wobei zwischen der variablen Region und den generischen Regionen minimale Homologie besteht.
Zweckmäßigerweise umfasst jedes DNA-Oligonukleotid eine von einer ersten und einer zweiten generischen Region flankierte variable Region, wobei die variable Region keine aufeinanderfolgend wiederholten Nukleotide enthält.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung zum Markieren ferner einen mit dem Mittel zum Freisetzen des Markierungsfluids verbundenen Detektor, wobei der Detektor das Mittel zum Freisetzen des Markierungsfluids in Reaktion auf das Erkennen eines unbefugten Eingriffs an der Vorrichtung zum Markieren aktiviert.
Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung zum Markieren ferner eine Mehrzahl von Trägerpartikeln, an denen der Nukleinsäuremarker haftet.
Zweckmäßigerweise sind die Trägerpartikel aus einem Polymer.
Vorzugsweise sind die Trägerpartikel aus einer anorganischen Verbindung, stärker bevorzugt Magnesiumsilikat-Hydroxid.
Vorteilhafterweise haftet der Nukleinsäuremarker über eine kovalente Bindung an den Trägerpartikeln.
Zweckmäßigerweise ist jedes Nukleinsäuremarkermolekül an ein Verbindungsmolekül gebunden, wobei das Verbindungsmolekül eine kovalente Bindung mit einem Trägerpartikel hat.
Vorzugsweise ist das Verbindungsmolekül eine C₁₂-C₁₆-Alkylgruppe.
In einer anderen Ausführungsform haftet der Nukleinsäuremarker über ionische Wechselwirkungen oder passive Adsorption an den Trägerpartikeln.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung zum Markieren ferner eine an den Trägerpartikeln angebrachte Fluoreszenzmarkierung.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Banknotenspeichersystem bereitgestellt, das eine Mehrzahl von Vorrichtungen zum Markieren umfasst, wie vorstehend beschrieben, wobei die Nukleinsäuremarker jeweils eine jeweilige von einer ersten und einer zweiten generischen Region flankierte variable Region haben, wobei die erste und die zweite generische Region bei allen der Nukleinsäuremarker gleich sind und die variablen Regionen bei den Nukleinsäuremarkern jeder Vorrichtung zum Markieren verschieden sind.
Vorzugsweise ist der Artikel eine Banknote, ist aber in einer anderen Ausführungsform eine oder mehrere Kreditkarten, Mobiltelefon-Vorauszahlungskarten, Belege, wie Lotterielose oder vertrauliche lagerfähige Dokumente.
Gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Sicherheitsmarkieren eines Artikels mit einer Vorrichtung zum Markieren in Reaktion auf das Erkennen eines unbefugten Eingriffs an der Vorrichtung zum Markieren bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Gemisches aus einem Nukleinsäuremarker und einem Markierungsfluid; und Verstreuen des Gemisches auf den Artikel, wobei der Artikel eine Banknote, Kreditkarte, Mobiltelefon-Vorauszahlungskarte, eine Eintrittskarte, ein Dokument, ein Wertpapier oder ein Ladengutschein ist.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Identifizierens des Nukleinsäuremarkers.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren vor dem Bereitstellen des Gemisches aus dem Nukleinsäuremarker und dem Markierungsfluid ferner den Schritt des Auswählens des Nukleinsäuremarkers aus einem Pool von Nukleinsäuremarkern, wobei jeder Marker in dem Pool eine jeweilige von einer ersten und einer zweiten generischen Region flankierte variable Region hat, wobei die erste und die zweite generische Region bei allen Nukleinsäuremarkern in dem Pool die gleichen sind und die variablen Regionen bei jedem Marker in dem Pool verschieden sind.
Gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Analysieren eines durch Markieren mit einem Markierungsfluid und einem Nukleinsäuremarker unbrauchbar gemachten Artikels bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst: Identifizieren des Nukleinsäuremarkers; wobei der Artikel eine Banknote, Kreditkarte, Mobiltelefon-Vorauszahlungskarte, eine Eintrittskarte, ein Dokument, ein Wertpapier oder ein Ladengutschein ist.
Zweckmäßigerweise umfasst der Schritt des Identifizierens des Nukleinsäuremarkers das Sequenzieren mindestens eines Teils des Nukleinsäuremarkers.
Vorzugsweise umfasst der Schritt des Identifizierens des Nukleinmarkers Folgendes: Bereitstellen einer Mehrzahl von Test-Oligonukleotiden; Anwenden des Nukleinsäuremarkers auf die Test-Oligonukleotide unter derartigen Bedingungen, dass der Nukleinsäuremarker an Test-Oligonukleotiden, mit denen er komplementär ist, hybridisiert; und Ermitteln des Testoligonukleotids oder der Test-Oligonukleotide, an dem oder an denen der Nukleinsäuremarker hybridisiert ist.
Vorteilhafterweise haften die Test-Oligonukleotide in einer Array-Anordnung an einem Substrat.
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Amplifizierens der Zahl von Kopien der Nukleinsäuremarkersequenz vor dem Schritt des Sequenzierens mindestens eines Teils des Nukleinsäuremarkers.
Zweckmäßigerweise umfasst der Amplifikationsschritt die Verwendung der Temperaturzyklus-Nukleinsäure-Amplifikation, vorzugsweise PCR, zum Amplifizieren der Zahl von Kopien der Nukleinsäuremarkersequenz.
In einer anderen Ausführungsform umfasst der Amplifikationsschritt die Verwendung einer isothermischen Amplifikationstechnik.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Messens der Menge amplifizierter Nukleinsäure in der Polymerase-Kettenreaktion während des Amplifikationsschrittes und des Beendens der Amplifikation, nachdem die Menge amplifizierter Nukleinsäure einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht.
Vorteilhafterweise umfasst der Schritt des Messens der Menge amplifizierter Nukleinsäure den Schritt des Hinzugebens eines interkalierenden Farbstoffs zu der amplifizierten Nukleinsäure.
Zweckmäßigerweise umfasst der Nukleinsäuremarker eine Mehrzahl von einsträngigen DNA-Oligonukleotiden.
Vorzugsweise umfasst jedes DNA-Oligonukleotid eine variable Region, die auf beiden Seiten von einer ersten und einer zweiten generischen Region flankiert wird, wobei zwischen der variablen Region und den generischen Regionen minimale Homologie besteht.
Vorteilhafterweise umfasst jedes DNA-Oligonukleotid eine von einer ersten und einer zweiten generischen Region flankierte variable Region, wobei die variable Region keine aufeinanderfolgend wiederholten Nukleotide enthält.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren die Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zum Markieren.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Entfernens des Nukleinsäuremarkers von den Trägerpartikeln.
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Sichtbarmachens der Fluoreszenzmarkierung und des Ermittelns der Position der Fluoreszenzmarkierung an dem Artikel.
Gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Markieren eines Artikels bereitgestellt, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: ein eine oder mehrere Rauchpatronen enthaltendes pyrotechnisches Gerät; einen Farbstoff; und einen Nukleinsäuremarker, wobei der Farbstoff und der Nukleinsäuremarker in die Rauchpatronen hineinimprägniert wird, wobei das pyrotechnische Gerät zum Freisetzen eines Gemisches aus Rauch, dem Farbstoff und dem Nukleinsäuremarker aktivierbar ist.
Gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Markieren bereitgestellt, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines eine oder mehrere Rauchpatronen mit einem darin eingebundenen Farbstoff enthaltenden pyrotechnischen Geräts; Herstellen eines Gemisches aus einem Nukleinsäuremarker und einem Lösungsmittel; und Positionieren des Gemisches auf mindestens einer der Rauchpatronen, so dass das Gemisch durch die Rauchpatronen diffundiert.
Vorzugsweise umfasst das Gemisch zwischen 60 und 90% Alkohol und zwischen 10 und 40% Wasser.
Es soll selbstverständlich sein, dass in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Vorrichtung zum Markieren nicht mit einem Mittel zum Aufnehmen des Artikels bereitgestellt wird. In diesen Ausführungsformen der Erfindung ist die Vorrichtung zum Markieren eine separate Baugruppe, die an einem geeigneten Mittel zum Aufnehmen des Artikels angebracht sein kann.
In dieser Beschreibung bedeutet ein „Markierungsfluid" ein Fluid, das einen Artikel sichtbar färbt.
In dieser Beschreibung bedeutet ein „Fluid" eine Flüssigkeit oder ein Gas, das Rauch einschließt, der die Eigenschaften eines Fluids aufweist.
In dieser Beschreibung bedeutet der Begriff „Identifizieren eines Nukleinsäuremarkers" das Bestimmen ausreichender Information über den Marker, so dass er von jedem anderen Nukleinsäuremarker unterschieden werden kann. In einigen Ausführungsformen umfasst dies das Sequenzieren des Nukleinsäuremarkers. Jedoch findet in anderen Ausführungsformen das Sequenzieren, als solches, nicht statt, weil der Nukleinsäuremarker zum Beispiel durch Bestimmen, dass er zu einem anderen Nukleinsäuremarker identisch ist, identifiziert wird.
In dieser Beschreibung bedeutet das Wort „umfassend" „einschließlich" oder „bestehend aus" und das Wort „umfasst" „schließt ein" oder „besteht aus".
Damit die vorliegende Erfindung leichter selbstverständlich sein kann und damit ferner Merkmale davon ersichtlich sein können, werden Ausführungsformen der Erfindung nun mittels Beispiel mit Bezug auf die dazugehörigen Zeichnungen beschrieben, bei welchen gilt:
1 ist eine Querschnittsdarstellung einer Banknotenkassette gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Querschnittsdarstellung einer Banknotenkassette gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Grundriss, wobei ein Teil weggeschnitten ist, eines Teils einer Banknotenkassette gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
4 ist eine schematische Darstellung eines DNA-Oligonukleotids, das an einem Teilchen über einen Linker gemäß eines Teils einer weiteren Ausführungsform der Erfindung angebracht ist.
Auf 1 bezugnehmend, umfasst eine Banknotenkassette 1 ein äußeres Gehäuse 2, das in ein Markierungsfach 3 und in ein Banknotenspeicherfach 4 unterteilt ist. Die Banknotenkassette 1 ist von einem Typ zum Einschieben in einen ATM.
Das Markierungsfach 3 enthält einen Kanister 5 von Druckgas, der über eine Leitung 6 und einen Schalter 7 mit einem Farbvorrat 8 verbunden ist. Der Farbvorrat 8 enthält 200 ml unlöschbare Farbe, die mit 1 ml DNA in Puffer gemischt wurde, so dass es eine Gesamtmenge zwischen 5 und 80 nmol DNA in der unlöschbaren Farbe gibt.
Die Farbe ist derartig, dass es schwierig ist, sie erneut zu lösen oder sie abzubringen. In einigen Ausführungsformen ist die Farbe ein alkohollöslicher Farbstoff mit einem Pigment und einem oberflächenaktiven Mittel in einem organischen Lösungsmittel, wie methylierter Industriealkohol. Eine beispielhafte Farbe ist in EP-A-0623658 offenbart.
Die DNA wird zur Farbe zugefügt, während sich die Farbe im Farbvorrat 8 befindet, wobei die Farbe und die DNA gründlich gemischt werden und der Vorrat 8 anschließend versiegelt wird. Die DNA ist von einer bestimmten Sequenz, welche nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
Eine Auslassleitung 9 führt vom Farbvorrat 8 über ein Druckventil 10 zu einem Verteilungsarm 11. Die Auslassleitung 9 führt in das Banknotenspeicherfach 4 des Gehäuses 2, so dass sich der Verteilungsarm 11 im Banknotenspeicherfach befindet. Der Verteilungsarm 11 wird mit zahlreichen Perforierungen (nicht gezeigt) bereitgestellt, welche den Ausgang und die Verteilung der Farbe aus dem Verteilungsarm 11 erlauben. Neben dem Verteilungsarm 11, innerhalb des Banknotenspeicherfaches 4, befinden sich zwei Stapel Banknoten 12, die in Kanälen aufgenommen sind. Ein Mechanismus (nicht gezeigt) wird bereitgestellt, um das Freigeben der Banknoten 12 zu erlauben, sobald die Kassette 1 in einen ATM eingeschoben worden ist.
Bei Verwendung sind der Inhalt des Markierungsfaches 3 und des Verteilungsarms 11 inaktiviert, während die Kassette 1 transportiert wird und die Banknoten 12 unter normalen Umständen aus einem ATM entfernt werden. Jedoch sendet, wenn an der Kassette 1 ein unbefugter Eingriff vorgenommen wird, ein Detektionsmechanismus (nicht gezeigt) ein Signal an den Schalter 7 zum Freisetzen des Inhalts des Kanisters 5, so dass das Druckgas selbst in den Farbvorrat 8 drängt. Dieses erhöht den Druck innerhalb des Farbvorrats 8 und des Teils der Auslassleitung 9, das zum Druckventil 10 führt. Wenn der Druck in der Farbe in der Leitung 9 einen vorbestimmten Wert erreicht, löst das Druckventil 10 selbst aus, und das Farbe- und DNA-Gemisch wird aus dem Vorrat 8 herausgedrückt, durch den Rest der Auslassleitung 9 und in den Verteilungsarm 11, wo sie über die Stapel von Banknoten 12 gesprüht werden. Folglich verstreut der Verteilungsarm 11 das Farbe- und DNA-Gemisch. Der Arm liegt so, dass alle Banknoten 12 mit dem Gemisch aus Farbe und DNA bedeckt werden. Außerdem wird das Farbe- und DNA-Gemisch mit derartiger Kraft verstreut, dass ein Teil von ihm das Banknotenspeicherfach 4 verlässt und um das Äußere der Kassette 1 sprüht. Dieses bedeckt die Person, die einen unbefugten Eingriff an der Kassette vornimmt, mit dem Gemisch aus Farbe und DNA.
Folglich wird, sobald an der Kassette 1 ein unbefugter Eingriff vorgenommen wird, jede der Banknoten 12 nicht nur mit der unlöschbaren Farbe sondern auch mit der DNA bedeckt.
In einigen Varianten dieser Ausführungsform ist der Farbvorrat 8 zusammendrückbar, und die Leitung 6, die vom Kanister 5 zum Farbvorrat 8 führt, wird nicht bereitgestellt. Bei diesen Varianten liegt der Schalter 7 auf dem Kanister und setzt, wenn er aktiviert wird, den Inhalt des Kanisters in das Markierungsfach 3 frei. Dieses drückt den Farbvorrat 8 zusammen und drückt das Farbe- und DNA-Gemisch durch die Auslassleitung 9 heraus.
Es soll selbstverständlich sein, dass die Kassette 1 normalerweise eine einer Mehrzahl von derartigen Kassetten ist, welche zusammen ein Banknotenspeichersystem bilden. Wenn Banknoten transportiert werden müssen, wird eine der Kassetten ausgewählt, mit Banknoten geladen und dann zu einem ATM transportiert, in welchen sie eingeschoben wird. Wenn eine Kassette rechtmäßig von den Banknoten geleert worden ist, wird sie zurückgebracht.
Die DNA, die im Farbvorrat 8 gelagert wird, wird nun ausführlicher beschrieben. Die DNA im Farbvorrat 8 umfasst eine Mehrzahl von einsträngigen Oligonukleotiden, von denen jede identisch ist. In einem Banknotenspeichersystem, in welchem mehrere unterschiedliche Kassetten 1 bereitgestellt werden, werden die Oligonukleotide mit bestimmten Sequenzen bereitgestellt. Die Oligonukleotide innerhalb jeder Kassette 1 weisen dieselbe Sequenz auf. Jedoch weist beim Vergleich der Oligonukleotidsequenzen von einer Kassette mit denen anderer Kassetten im Banknotenspeichersystem jede Kassette Oligonukleotide mit einer variablen zentralen Region auf, so dass jede Kassette DNA mit einer eindeutigen und identifizierbaren Oligonukleotidsequenz enthält. Jedoch wird die variable Region jedes Oligonukleotids von einer ersten und einer zweiten generischen Region flankiert. Die erste generische Region auf jedem Oligonukleotid in allen Kassetten des Banknotenspeichersystems ist dieselbe und ähnlich ist die zweite generische Region der Oligonukleotide in allen Kassetten des Banknotenspeichersystems dieselbe. Eine Datenbank der Sequenzen von allen variablen Regionen der DNA-Marker und ihrer jeweiligen Kassette wird geführt. Wenn die Kassetten eines Banknotenspeichersystems hergestellt werden, wird ein Pool von Sätzen von DNA-Oligonukleotiden bereitgestellt, wobei jeder Satz eine andere variable Region aufweist. Ein Satz von DNA-Oligonukleotiden wird aus dem Pool ausgewählt und in den Farbvorrat 8 von einer der Kassetten eingebracht.
Als ein Beispiel weisen die Oligonukleotide in einer der Kassetten des Banknotenspeichersystems die Sequenz der SEQ ID NR. 1 auf, und die Oligonukleotide in einer anderen der Kassetten weisen die Sequenz der SEQ ID NR. 2 auf. Wie gesehen werden kann, weisen die Sequenzen zentrale variable Regionen (unterstrichen) auf, welche voneinander verschieden sind, die an ihren 5'- und 3'-Enden, welche in beiden Sequenzen dieselben sind, von generischen Regionen flankiert werden. Die generischen Regionen und die variable Region sind so entworfen, dass zwischen den generischen Regionen und der variablen Region minimale Homologie besteht. Minimale Homologie zwischen zwei Sequenzen ist in einigen Ausführungsformen der Erfindung definiert als, wenn zwei oder in anderen Ausführungsformen mehr als zwei aufeinanderfolgende Nukleotide in einer Sequenz nicht aufeinanderfolgend in der anderen Sequenz vorliegen.
SEQ ID NR. 1
5'-ACGTAGTAAAGAGGTGCCCGCCACTCGCTGTCGCAGATCATCGAGGGAAGACCACACGTGAGCCCAGAAC-3'
SEQ ID NR. 2
5'-ACGTAGTAAAGAGGTGCCCGCCATGACATCGTCTGAGATCGAGCTGGAAGACCACACGTGAGCCCAGAAC-3'
Eine weitere Erklärung dieser Oligonukleotide ist in WO-A-00/61799 bereitgestellt, in welcher sie als Typ III-Markierungen bezeichnet sind.
Nachdem die Banknoten 12 mit der unlöschbaren Farbe und der DNA markiert worden sind und zurückgewonnen worden sind, werden die Banknoten 12 analysiert, um zu bestimmen, in welcher der Kassetten 1 sie ursprünglich gelagert wurden. Um die markierten Banknoten zu analysieren, wird die DNA unter Verwendung eines Lösungsmittels aus den Noten extrahiert, welches dann entfernt wird, und alle Komponenten in der DNA, welche die PCR inhibieren würden, werden auch von der DNA gereinigt. Die DNA wird dann unter Verwendung von PCR amplifiziert. Die Primer, die verwendet werden, um die DNA zu amplifizieren, sind zu der ersten und der zweiten generischen Region der Oligonukleotide komplementär. Weil es keine Homologie zwischen generischen Regionen und der variablen Region gibt, kann es kein „falsches Priming" während der PCR-Amplifikation durch Primer geben, die irrtümlich an Teile der variablen Region binden.
Es soll selbstverständlich sein, dass, weil die erste und die zweite generische Region für die Oligonukleotide in allen Kassetten im Banknotenspeichersystem dieselben sind, dieselben Primer verwendet werden, um die Oligonukleotidsequenzen zu amplifizieren, gleichgültig, aus welcher Kassette die Banknoten in dem Speichersystem kommen. Deshalb ist es nicht erforderlich, im voraus zu wissen, aus welcher Kassette die Banknoten kommen, um die PCR-Amplifikation der Oligonukleotidsequenzen durchzuführen.
Sobald die DNA-Oligonukleotide in einer ausreichenden Menge amplifiziert worden sind, werden sie unter Verwendung von Verfahren, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, sequenziert.
Jedoch ist entdeckt worden, dass bei der Synthese von DNA-Oligonukleotiden unter Verwendung herkömmlicher Verfahren eine bestimmte Probe von Markeroligonukleotiden mit einer bestimmten Sequenz häufig mit einer sehr kleinen Menge kontaminierender Oligonukleotide mit verschiedenen Sequenzen kontaminiert wird. Diese anderen Oligonukleotide sind die Reste von vorhergehenden Synthesereaktionen. In der Praxis ist es, wenn Oligonukleotide zum Einbringen in die Kassetten eines Banknotenspeichersystems hergestellt werden, häufig der Fall, dass die kontaminierenden Oligonukleotide in einer bestimmten Probe die Reste von Oligonukleotiden sind, die für andere Kassetten synthetisiert wurden.
Folglich werden, wenn das Farbe- und DNA-Gemisch auf Banknoten verstreut ist, die Banknoten mit einer bestimmten Menge der kontaminierenden Oligonukleotide bedeckt. Obwohl die kontaminierenden Oligonukleotide nur in sehr kleinen Mengen vorliegen, soll festgestellt werden, dass sie dieselben generischen Regionen wie die Markeroligonukleotide aufweisen, und folglich werden sie auch im PCR-Verfahren amplifiziert. Weil die Ausgangsmenge der kontaminierenden Oligonukleotide viel niedriger als die der Markeroligonukleotide ist, gibt es eine zeitliche Verzögerung zwischen wesentlicher Amplifikation der Markeroligonukleotide und wesentlicher Amplifikation der kontaminierenden Oligonukleotide während der PCR. Nichtsdestoweniger wird, wenn das PCR-Verfahren zu lange laufengelassen wird, die Menge der kontaminierenden Oligonukleotide hoch genug, dass die kontaminierenden Sequenzen auch während des Sequenzierverfahrens sequenziert werden. Dies führt zu verwirrenden Ergebnissen, wenn zwei oder mehrere Sequenzen für eine bestimmte Probe bestimmt werden, von denen jedes korrekt sein könnte.
Deshalb wird, um dieses Problem zu überwinden, in bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein interkalierender Farbstoff, wie SyBrGreen^TM, zur DNA-Probe während des PCR-Verfahrens zugefügt. Der interkalierende Farbstoff wird unter spezifischen Wellenlängen des Lichtes in Gegenwart von doppelsträngiger DNA sichtbar. Die Menge an doppelsträngiger DNA in der Reaktion wird während des PCR-Verfahrens durch Messen des Wertes der Fluoreszenz des interkalierenden Farbstoffs unter der Beleuchtung von Licht bei der Anregungswellenlänge des Farbstoffs berechnet. Dies gibt einen Hinweis über die Menge an amplifizierter DNA in der Probe, während das PCR-Verfahren stattfindet. Sobald die Menge an amplifizierter DNA einen Wert erreicht hat, bei welchem sie sequenziert werden kann, wird das PCR-Verfahren gestoppt, so dass die Menge an kontaminierenden Sequenzen in der Probe nicht einen Wert erreicht, der das Sequenzierverfahren beeinflusst. Folglich wird nur die Nukleotidsequenz der Markeroligonukleotide bestimmt.
Durch Vergleichen der Nukleotidsequenz der variablen Region, die gegen die Datenbank der Nukleotidsequenzen der DNA in den Kassetten im Banknotenspeichersystem bestimmt wird, ist es möglich zu bestimmen, aus welcher der Kassetten die Banknoten gekommen sind. Es ist deshalb bekannt, dass die Banknoten aus dem Diebstahl dieser bestimmten Kassette gekommen sind, und der Besitzer der Banknoten kann bestimmt werden. Mit dieser Information ist es möglich, die Erstattung der markierten Banknoten durchzuführen.
Außerdem kann, weil DNA auf die Person gesprüht ist, die an der Kassette einen unbefugten Eingriff vorgenommen hat, die Kleidung oder sogar die Haut der Person auf eine ähnliche Art und Weise wie die Banknoten analysiert werden, um nachzuweisen, dass die Person an der Kassette einen unbefugten Eingriff vorgenommen hat. Dies kann anschließend als Beweis vor Gericht verwendet werden.
Es soll selbstverständlich sein, dass zum Errichten eines Banknotenspeichersystems eine verschiedene Nukleotidsequenz in der variablen Region der DNA für jede Kassette erforderlich ist. Deshalb ist es, wenn das Speichersystem zehntausend verschiedene Kassetten (zum Beispiel in einem delokalisierten Speichersystem) umfasst, für die variable Region der Oligonukleotide erforderlich, genügend lang zu sein, so dass es in der Lage ist, mindestens zehntausend verschiedene Sequenzen zu kodieren. Dennoch braucht die variable Region der Oligonukleotide, nicht besonders lang zu sein. Eine variable Region von zwölf Nukleotiden würde für die meisten Zwecke mehr als ausreichend sein. Jedoch werden, wenn verhältnismäßig kurze variable Regionen verwendet werden, bestimmte Sequenzierverfahren verwendet, um die Sequenz zu bestimmen, weil herkömmliche Sequenzierverfahren möglicherweise nicht in der Lage sind, ein derartig kurzes Oligonukleotid genau zu sequenzieren.
Zum Beispiel wird in einigen Ausführungsformen der Erfindung Pyrosequencing^TM verwendet. Dieses Verfahren wird ausführlicher in WO-A-98/13523, WO-A-98/28440, WO-A-00/43540, EP-A-1141401 und WO-A-02/85341 beschrieben. In diesen Ausführungsformen wird die variable Region von jedem der Oligonukleotide so synthetisiert, dass jedes Nukleotid immer neben einer anderen Art von Nukleotid ist. Folglich kann zum Beispiel, wenn das erste Nukleotid in der variablen Region A ist, dann diesem ein C, G oder T, aber kein anderes A folgen. Dieses stellt sicher, dass es keine aufeinanderfolgend wiederholten Nukleotide gibt, welche dadurch die Sequenzauswertung vereinfachen. Die Variabilität, die in der variablen Region möglich ist, wird durch diese Herangehensweise (nur 3ⁿ Sequenzen sind möglich anstelle von 4ⁿ, wobei n die Länge der Sequenz ist) etwas verringert, aber Oligonukleotide mit ausreichender Länge, um die erforderliche Anzahl von Sequenzen zu kodieren, können leicht synthetisiert werden.
Wie vorstehend erklärt, sind die generischen Regionen und die variable Region so entworfen, dass es minimale Homologie zwischen den generischen Regionen und der variablen Region gibt. Dieses wird in diesen Ausführungsformen durch Einschließen von Nukleotidwiederholungen in den generischen Regionen erreicht, welche, wie vorstehend erklärt wurde, nicht in der variablen Region existieren.
In alternativen Ausführungsformen der Erfindung umfassen die DNA-Oligonukleotide keine zentrale variable Region, die von zwei generischen Regionen flankiert wird, wie vorstehend beschrieben. In einigen dieser alternativen Ausführungsformen umfassen die DNA-Oligonukleotide eine variable Region neben einer generischen Region (bezeichnet als eine Typ I-Markierung in der Nomenklatur von WO-A-00/61799). In anderen Ausführungsformen umfassen die DNA-Oligonukleotide zwei benachbarte variable Regionen (bezeichnet als eine Typ II-Markierung in WO-A-00/61799). In diesen Ausführungsformen ist das vorstehend beschriebene Verfahren der DNA-Amplifikation angepasst, wie nun beschrieben wird, um eine Mehrzahl von verschiedenen Primern bereitzustellen.
In der DNA-Amplifikation bezüglich Banknotenspeichersystemen, wobei Typ I-Markierungen verwendet werden, werden eine Mehrzahl von verschiedenen Primern, die jeweils zu einer der verschiedenen variablen Regionen komplementär sind, und Primern, die zur generischen Region komplementär sind, bereitgestellt. PCR-Amplifikation des DNA-Oligonukleotids wird dann mit allen vorliegenden Primern durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Amplifikation stattfindet, gleichgültig welche Sequenz der variablen Region das Oligonukleotid aufweist. Die amplifizierten Oligonukleotide werden dann sequenziert.
Jedoch werden in einer Variante dieser Ausführungsform die DNA-Oligonukleotide zuerst in eine Mehrzahl von verschiedenen Proben geteilt. Zu jeder Probe werden Primer, die zu einer der möglichen variablen Regionen komplementär sind, und Primer, die zur generischen Region komplementär sind, zugefügt. Das PCR-Verfahren wird dann durchgeführt, obwohl dies nur in der Probe erfolgreich ist, in welcher die Primer, die zur variablen Region des bestimmten DNA-Oligonukleotids komplementär sind, vorliegen. In anderen Proben liegt kein komplementärer Primer vor, um die DNA-Polymerase mit dem Primer zu starten, und so findet keine DNA-Amplifikation statt.
Durch Bestimmen, in welcher Probe die PCR-Amplifikation erfolgreich gewesen ist, und unter Beachtung des Primers der bestimmten variablen Region, der in dieser Probe verwendet wurde, ist es möglich, die Sequenz des DNA-Oligonukleotids ohne einen separaten Sequenzierschritt zu bestimmen.
In Bankspeichersystemen, in denen Typ II-Markierungen verwendet werden, wird die PCR-Amplifikation der DNA-Oligonukleotide durch Zufügen einer Mehrzahl von Primern, die jeweils zu einer der verschiedenen variablen Regionen komplementär ist, durchgeführt. Die PCR-Amplifikation der DNA-Oligonukleotide wird dann durchgeführt, obwohl nur die Primer, welche wirklich zu den variablen Regionen des DNA-Oligonukleotids komplementär sind, im PCR-Verfahren funktionieren. Sobald die DNA-Amplifikation beendet worden ist, wird das DNA-Oligonukleotid sequenziert, wie vorher beschrieben.
In einer Variante dieser Ausführungsform werden die DNA-Oligonukleotide zuerst in eine Mehrzahl von Proben geteilt. Vor dem Amplifikationsverfahren wird ein verschiedenes Paar von Primern zu jeder Probe zugefügt, wobei jeder Primer zu einer der möglichen variablen Regionen des DNA-Oligonukleotids komplementär ist. Die Amplifikation der DNA-Oligonukleotide findet nur in der Probe statt, welche mit Primern bereitgestellt wird, welche zu den variablen Regionen des DNA-Oligonukleotids komplementär sind. Folglich ist es durch Beachten der Sequenz der Primer, die zur Probe zugefügt wurden, welche amplifiziert wurde, möglich, das bestimmte DNA-Oligonukleotid zu identifizieren, ohne das Oligonukleotid als solches zu sequenzieren.
In einigen weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung (in welchen Typ I,-Typ II- oder Typ III-DNA-Oligonukleotide verwendet werden können) wird das DNA-Oligonukleotid nicht durch Sequenzieren des Oligonukleotids als solches identifiziert. In diesen Ausführungsformen wird ein DNA-Oligonukleotid-Mikroarray verwendet, um das DNA-Oligonukleotid zu identifizieren. Derartige DNA-Mikroarrays sind auf dem Fachgebiet bekannt und werden zum Beispiel in EP-A-0373203 offenbart.
Das Mikroarray umfasst ein Substrat, an welchem eine Mehrzahl von einsträngigen Test-Oligonukleotiden verschiedener Sequenzen angebracht wird, in einem Array. Wenn es erforderlich ist, ein DNA-Oligonukleotid aus einer DNA-Probe, die von einer Banknote entfernt wurde, zu identifizieren, wird eine Markierung (wie eine Fluoreszenzmarkierung oder ein radioaktives Isotop) an jedem DNA-Oligonukleotid in der Probe angebracht. Die Probe von markierten DNA-Oligonukleotiden wird dann in das Substrat eingebracht unter Bedingungen, welche ausreichend stringent sind, so dass es Hybridisierung zwischen den markierten DNA-Oligonukleotiden und den Test-Oligonukleotiden, die am Substrat angebracht sind, nur gibt, wenn die Oligonukleotide entlang der gesamten Länge des Testoligonukleotids miteinander komplementär sind. Nichthybridisierte Oligonukleotide werden anschließend weg gewaschen. Die Position der hybridisierten Oligonukleotide wird dann durch die Position der Markierung im Array bestimmt. Durch sorgfältiges Auswählen der Länge und Sequenz der Test-Oligonukleotide ist es für das Muster des Hybridisierens von Oligonukleotiden möglich, eine bestimmte Sequenz genau zu identifizieren. Durch Inzusammenhangbringen der Sequenzen der Test-Oligonukleotide miteinander, die an das Proben-DNA-Oligonukleotid hybridisierten, ist es möglich, die Sequenz des Proben-DNA-Oligonukleotids zu bestimmen.
Jedoch ist sogar dieser Schritt in bestimmten Ausführungsformen nicht notwendig, in welchen jeder Sequenz von Oligonukleotid in einem Banknotenspeichersystem ein Sicherheitscode zugewiesen wird, welcher das Oligonukleotid einzigartig identifiziert. Der Sicherheitscode ist mit einem verbundenen Datenbankeintrag verbunden, der Information, wie die bestimmte ATM-Kassette, in welcher das Oligonukleotid gelagert wird, einschließt. Das Muster der hybridisierten Oligonukleotide im Array weist, wie vorher beschrieben worden ist, auf ein bestimmtes Oligonukleotid hin. Eine Aufzeichnung wird von jedem Hybridisierungsmuster und dem Sicherheitscode des entsprechenden Oligonukleotids aufbewahrt, welches dieses Hybridisierungsmuster erzeugt. Wenn ein Oligonukleotid auf dem Mikroarray analysiert wird, wird ein Hybridisierungsmuster erzeugt, welches dann mit der Aufzeichnung verglichen wird, um den Sicherheitscode zu bestimmen und das Oligonukleotid zu identifizieren. Folglich ist es möglich, einen bestimmten DNA-Oligonukleotidmarker ohne Sequenzieren des Oligonukleotids als solches zu identifizieren.
In den vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird die DNA mit der Farbe im Vorrat 8 unter normalen Umständen gelagert. Jedoch ist dies in einigen alternativen Ausführungsformen der Erfindung nicht der Fall. Auf 2 Bezug nehmend, wird eine Kassette 1 gemäß solch einer alternativen Ausführungsform gezeigt, in welcher gleichen Komponenten dieselben Zahlen gegeben werden. Diese Ausführungsform der Erfindung ist dieselbe wie die vorhergehenden Ausführungsformen, außer dass der Vorrat 8 nur die unlöschbare Farbe und keine DNA enthält. Stattdessen wird ein separater DNA-Vorrat 13 bereitgestellt, der mit dem Druckventil 10 verbunden ist. Der DNA-Vorrat 13 enthält 1 ml eines Gemisches aus DNA in einem Puffer.
Bei Verwendung arbeitet diese Ausführungsform auf dieselbe Art und Weise wie die vorhergehende Ausführungsform, und der Inhalt des Markierungsfaches 3 arbeitet nicht unter normalen Umständen. Wenn an der Kassette 1 ein unbefugter Eingriff vorgenommen wird, wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, wird das komprimierte Gas aus dem Kanister 5 freigesetzt, wobei folglich der Druck im Vorrat 8 erhöht wird. Wenn der Druck im Vorrat 8 einen vorbestimmten Wert erreicht, wird das Druckventil 10 freigegeben, wobei das gleichzeitige Durchfließen der Farbe durch die Auslassleitung 9 in den Verteilungsarm 11 erlaubt wird zusammen mit dem Mischen der DNA darin, die im zweiten Vorrat 13 enthalten ist. Folglich wird in dieser Ausführungsform ein Gemisch aus der Farbe 8 und der DNA nur erzeugt, wenn der Markierungsmechanismus aktiviert wird. Dies kann in Ausführungsformen vorteilhaft sein, in welchen die Farbe die DNA abbaut, und hat auch den Vorteil, dass die bestimmte DNA, die in einer Kassette 1 gelagert wird, geändert werden kann, ohne dass es erforderlich ist, auch den Farbvorrat 8 zu ändern.
In einigen Arten von Banknotenkassetten wird ein anderer Markierungsmechanismus als ein Farbenmarkierungsmechanismus verwendet. Insbesondere wird in einigen Ausführungsformen stattdessen ein „Rauch und Farbstoff"-Markierungsmechanismus verwendet. In diesen Ausführungsformen werden die Inhalte des Markierungsfaches 3 und des Verteilungsarmes 11 nicht bereitgestellt, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben worden ist. Stattdessen werden eine oder mehrere pyrotechnische Vorrichtungen in der Kassette 1 bereitgestellt. Derartige pyrotechnische Vorrichtungen sind dem Fachmann bekannt.
Auf 3 Bezug nehmend, umfasst eine pyrotechnische Vorrichtung 14 ein äußeres Gehäuse 15, in dessen Mitte sich ein Abschnitt mit Sand 16 befindet. Eine Anordnung von Rauchpatronen 17 wird um den Abschnitt mit Sand 16 innerhalb des Gehäuses 15 gepackt. Die Rauchpatronen 17 weisen einen unlöschbaren Farbstoff auf, der in diese eingebracht ist.
3 stellt einen Teil der Oberseite des Gehäuses 15 weggeschnitten bildlich dar, so dass das Innere der pyrotechnischen Vorrichtung 14 gesehen werden kann. Jedoch bedeckt, wie an der unteren rechten Ecke der Vorrichtung gezeigt ist, das Gehäuse 15 das ganze Äußere der Vorrichtung außer einer Öffnung 18, die im Gehäuse der pyrotechnischen Vorrichtung 14 bereitgestellt wird. Während der Herstellung werden DNA-Oligonukleotide durch Tropfen von zwischen 200 μl und 1 ml einer DNA-Lösung in einem Gemisch von 75% Alkohol und 25% Wasser durch die Öffnung 18 zur pyrotechnischen Vorrichtung zugefügt. Bei Kontakt mit der Anordnung von Rauchteilchen 17 unter der Öffnung 18 zerstreuen sich die Lösungen über die Anordnung bis jeder der Rauchpatronen 17 mit der DNA getränkt ist.
Bei Verwendung dieser Ausführungsform ist die pyrotechnische Vorrichtung 14 unter normalen Umständen inaktiviert, wobei es für die Banknoten 12 möglich ist, aus der Kassette 1 entfernt zu werden, wenn sie richtig abgegeben werden, während sie in einem ATM sind. Jedoch sendet, wenn an dem Gehäuse der Kassette 1 ein unbefugter Eingriff vorgenommen wird, ein Detektor (nicht gezeigt) ein Signal an die pyrotechnische Vorrichtung 14, welche die pyrotechnische Vorrichtung aktiviert. Bei Aktivierung machen die Rauchpatronen 17 eine exotherme Reaktion durch. Die Rauchpatronen 17 erzeugen sehr schnell eine große Menge Rauch, in welchem der Farbstoff und die DNA-Oligonukleotide gemischt sind. Der Rauch baut sich innerhalb des Gehäuses 15 auf, kann aber nur durch die Öffnung 18 entkommen. Folglich dient die pyrotechnische Vorrichtung 14 nicht nur als eine Vorrichtung zur Freisetzung des Rauchs, sondern auch als Verteilungsmechanismus für den Rauch, den Farbstoff und das DNA-Gemisch. Weil der Rauch ein Fluid ist und sich demgemäß verhält und weil er in so großen Mengen erzeugt wird, verbreitet er sich sehr schnell im Inneren der Kassette 1 und kommt in Kontakt mit jeder der Banknoten 12. Der Rauch trägt den Farbstoff sowie die DNA, und so wird jede der Banknoten sowohl mit dem Farbstoff als auch der DNA markiert.
Außerdem wird etwas von dem Rauch aus der Kassette 1 freigesetzt und dieser bedeckt die Person, die an der Kassette einen unbefugten Eingriff vorgenommen hat, mit einem Gemisch aus dem Farbstoff und der DNA.
Im Anschluss an die Markierung der Banknoten auf diese Art und Weise können die Banknoten analysiert werden, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben. Ähnlich können die Kleidung oder sogar die Haut der Person analysiert werden, wie vorher beschrieben.
In einer alternativen Version der „Rauch und Farbstoff"-Ausführungsformen der Erfindung werden die DNA-Oligonukleotide nicht zur pyrotechnischen Vorrichtung 14 direkt zugefügt. Stattdessen werden die DNA-Oligonukleotide zuerst zugefügt zu einer oder eingebracht in eine Mehrzahl von Trägerpartikel im Mikron- oder Submikronbereich. In einigen Ausführungsformen werden diese Trägerpartikel aus Polymeren hergestellt. In anderen Ausführungsformen sind die Trägerpartikel in der Zusammensetzung anorganisch, wobei sie zum Beispiel aus Talkum (Magnesiumsilikat-Hydroxid) hergestellt werden.
Auf 4 Bezug nehmend, wird eine bevorzugte Ausführungsform solch einer Version schematisch gezeigt, obwohl nur ein Teil der Oberfläche des Teilchens bildlich dargestellt wird. Jedes DNA-Oligonukleotid 19 ist an einem Trägerpartikel 20 durch ein Verbindungsmolekül 21, wie einem C₁₂-C₁₆-Alkylrest gebunden. Das Verbindungsmolekül 21 ist an einem Ende 22 an das DNA-Oligonukleotid 19 gebunden und weist am anderen Ende 23 eine kovalente Bindung an das Teilchen 20 auf. Jedoch sind in einigen anderen Ausführungsformen die DNA-Oligonukleotide über ionische Wechselwirkungen oder passive Adsorption direkt an die Teilchen gebunden.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen, welche Trägerpartikel verwenden, haftet auch eine Fluoreszenzmarkierung 24 an jedem Trägerpartikel 20.
Der Vorteil des Haftens der DNA-Oligonukleotide 19 an die Trägerpartikel 20 ist, dass es bei der allgemeinen Identifizierung von Banknoten 12, welche mit DNA-Oligonukleotiden 19 markiert werden, hlft, besonders wenn die Trägerpartikel 20 auch mit einer Fluoreszenzmarkierung 24 markiert sind.
Bei Verwendung werden die Banknoten 12 zuerst sichtbar gemacht (z.B. durch Unterziehen einem UV-Licht), um zubestimmen, ob die Fluoreszenzmarkierung 24 gesehen werden kann oder nicht. Wenn die Fluoreszenzmarkierung vorliegt, dann ist nicht nur die Banknote 12 als eine identifiziert, welche mit dem DNA-Oligonukleotid 19 markiert ist, sondern der bestimmte Bereich der Banknote 12, welcher so markiert gewesen ist, ist auch bestimmt. Die Schritte der DNA-Amplifikation und -sequenzierung können dann durchgeführt werden, wie vorher beschrieben. Folglich vermeidet die Verwendung einer Fluoreszenzmarkierung 24 am Trägerpartikel 20 die Notwendigkeit zur DNA-Amplifikation und -sequenzierung von jeder Banknote, die wiedererlangt wird, welches nicht notwendig sein würde, wenn schließlich festgestellt wird, dass die Banknoten nicht mit einem DNA-Oligonukleotid markiert worden sind.
Bei den Ausführungsformen, bei welchen das DNA-Oligonukleotid 19 über ein Verbindungsmolekül 21 ausreichender Länge (wie der vorstehend beschriebene C₁₂-C₁₆-Alkylrest) am Teilchen 20 haftet, wird dann sterische Behinderung des DNA-Oligonukleotids 19 neben dem Teilchen 20 vermieden, und die Schritte des Amplifizierens und Sequenzierens des DNA-Oligonukleotids 19 können durchgeführt werden, ohne jedes Oligonukleotid 19 von seinem jeweiligen Trägerpartikel 20 zu entfernen.
Bei den Ausführungsformen, bei welchen das DNA-Oligonukleotid 19 über eine ionische Wechselwirkung oder passive Adsorption direkt am Teilchen 20 haftet, wird dann jedes DNA-Oligonukleotid 19 zuerst von seinem jeweiligen Teilchen 20 durch Legen der Teilchen 20 und DNA-Oligonukleotide 19 in einen Puffer und Ändern der Ionenstärke des Puffers, wie durch Ändern seines pH-Werts, freigesetzt. Sobald jedes DNA-Oligonukleotid 19 von seinem Teilchen 20 freigesetzt worden ist, werden die Amplifikations- und Sequenzierungsschritte durchgeführt, wie vorher beschrieben.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird die Amplifikation der DNA-Oligonukleotide unter Verwendung des PCR-Verfahrens durchgeführt. Jedoch werden in anderen Ausführungsformen der Erfindung verschiedene Amplifikationsverfahren verwendet. Zum Beispiel wird in einigen Ausführungsformen ein anderes thermozyklisches Nukleinsäure- Amplifikationsverfahren verwendet als PCR. In einigen anderen Ausführungsformen der Erfindung wird ein isothermes Amplifikationsverfahren verwendet, um die Anzahl der Kopien des DNA-Oligonukleotids zu amplifizieren.
Es soll selbstverständlich sein, dass, während die vorstehenden Ausführungsformen in Bezug auf Kassetten, die Banknoten mit sich führen, beschrieben worden sind, in alternativen Ausführungsformen die Kassette 1 stattdessen andere, ähnliche Wertgegenstände, wie Wertpapiere oder Ladengutscheine, mit sich führt.
Es soll selbstverständlich sein, dass in bestimmten Varianten der vorstehenden Ausführungsformen das Markierungsfach 3 eine separate Baugruppe ist, die vom Banknotenspeicherfach 4 abnehmbar ist. Bei diesen Varianten wird eine Sperrung zwischen der Markierungsfachbaugruppe und dem Banknotenspeicherfach 4 bereitgestellt, um die beiden Fächer zusammen zu verriegeln. Versuche, an der Sperrung einen unbefugten Eingriff vorzunehmen, lösen die Freisetzung der Farbe oder des Rauches und des Farbstoff- und DNA-Gemisches aus.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung betreffen eine Kassette zum Einschieben in einen ATM. Jedoch wird in anderen Ausführungsformen der Erfindung eine andere Art von Kassette oder sogar eine andere Art von Vorrichtung zum Markieren bereitgestellt. Zum Beispiel ist in einer Ausführungsform die Kassette von einer Art zum Transfer von Banknoten zwischen Banken, und keine Vorkehrung ist zum Einschieben in einen ATM getroffen. In einer anderen Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Markieren eine Aktenmappe, welche ein Markierungsfach 3 und ein Banknotenspeicherfach 4 umfasst, im Wesentlichen wie vorstehend beschrieben, außer dass das Banknotenspeicherfach 4 nicht an das Einschieben in einen ATM angepasst ist und stattdessen innerhalb der Aktenmappe zugänglich ist.
In einer besonders bevorzugten Variante der „Rauch und Farbstoff"-Ausführungsform wird anstelle einer ATM-Kassette ein Geld-Farbstoff-Paket bereitgestellt. Dieses Paket wird in der Schublade eines menschlichen Bankkassierers in einer Bank gelagert und wird im Falle eines Raubes dem Dieb überreicht. Anstelle des Aktiviertwerdens durch einen Sensor für unbefugten Eingriff wird die Freisetzung der Farbe oder des Rauchs und Farbstoff- und DNA-Gemisches durch das Paket ausgelöst, das die Grenzen der Bank verlässt.
In anderen Hinsichten arbeiten diese Ausführungsformen auf eine ähnliche Art und Weise wie die vorher beschriebenen Ausführungsformen. Sequenzliste

1: (Banknoten)Kassette
2: äußeres Gehäuse
3: Markierungsfach
4: Banknotenspeicherfach
5: Kanister
6: Leitung
7: Schalter
8: Farbvorrat
9: Auslassleitung
10: Druckventil
11: Verteilungsarm
12: Banknoten
13: DNA-Vorrat
14: pyrotechnische Vorrichtung
15: äußeres Gehäuse
16: Abschnitt mit Sand
17: Anordnung von Rauchpatronen
18: Öffnung
19: DNA-Oligonukleotid(e)
20: Trägerpartikel
21: Verbindungsmolekül
22: ein Ende des Verbindungsmoleküls 21
23: anderes Ende des Verbindungsmoleküls 21
24: Fluoreszenzmarkierung

Claims

Markierungsvorrichtung zum Markieren eines Artikels, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: Mittel zum Aufnehmen des Artikels; einen Nukleinsäuremarker; Mittel zum Freisetzen eines sichtbar färbenden Markierungsfluids und einen mit dem Nukleinsäuremarker und dem Mittel zum Freisetzen des Markierungsfluids verbundenen Verteilungsmechanismus, wobei das Mittel zum Freisetzen des Markierungsfluids aktivierbar ist, um Markierungsfluid freizusetzen, sodass der Verteilungsmechanismus ein Gemisch aus dem Nukleinsäuremarker und dem sichtbar färbenden Markierungsfluid auf den Artikel verstreut.
Markierungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Artikel wenigstens eine Banknote ist, wobei das Mittel zum Freisetzendes Markierungsfluids aktivierbar ist, um Markierungsfluid freizusetzen, sodass das Gemisch aus dem Nukleinsäuremarker und dem Markierungsfluid auf die wenigstens eine Banknote verstreut wird.
Markierungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Vorrichtung eine Geldautomatenkassette ist.
Markierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Mittel zum Freisetzen des Markierungsfluids einen Markierungsfluidvorrat aufweist.
Markierungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Markierungsfluid eine unlöschbare Farbe umfasst.
Markierungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Nukleinsäuremarker in den Markierungsfluidvorrat eingemischt ist.
Markierungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, die ferner einen Nukleinsäurevorrat umfasst, der den Nukleinsäuremarker enthält, wobei der Nukleinsäurevorrat mit dem Verteilungsmechanismus verbunden ist, sodass, wenn der Markierungsfluidvorrat aktiviert wird, der Verteilungsmechanismus das Markierungsfluid und den Nukleinsäuremarker vermischt.
Markierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Mittel zum Freisetzen eines Markierungsfluids wenigstens eine Rauchpatrone umfasst, wobei das Markierungsfluid Rauch umfasst.
Markierungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Mittel zum Freisetzen des Markierungsfluids und der Verteilungsmechanismus ein die wenigstens eine Rauchpatrone enthaltendes pyrotechnisches Gerät umfassen.
Markierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Nukleinsäuremarker eine Mehrzahl von einsträngigen DNA-Oligonukleotiden umfasst.
Markierungsvorrichtung nach Anspruch 10, bei der jedes DNA-Oligonukleotid eine variable Region umfasst, die auf beiden Seiten von einer ersten und einer zweiten generischen Region flankiert wird, wobei zwischen der variablen Region und den generischen Regionen minimale Homologie besteht.
Markierungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der jedes DNA-Oligonukleotid eine von einer ersten und einer zweiten generischen Region flankierte variable Region umfasst, wobei die variable Region keine aufeinanderfolgend wiederholten Nukleotiden enthält.
Markierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen mit dem Mittel zum Freisetzen des Markierungsfluids verbundenen Detektor, wobei der Detektor das Mittel zum Freisetzen des Markierungsfluids in Reaktion auf das Erkennen eines unbefugten Eingriffs an der Markierungsvorrichtung aktiviert.
Markierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Mehrzahl von Trägerpartikeln, an denen der Nukleinsäuremarker haftet.
Markierungsvorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Trägerpartikel aus einem Polymer sind.
Markierungsvorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Trägerpartikel aus einer anorganischen Verbindung, vorzugsweise Magnesiumsilikat-Hydroxid, sind.
Markierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der der Nukleinsäuremarker über eine kovalente Bindung an den Trägerpartikeln haftet.
Markierungsvorrichtung nach Anspruch 17, bei der jedes Nukleinsäuremarkermolekül an ein Verbindungsmolekül gebunden ist, wobei das Verbindungsmolekül eine kovalente Bindung mit einem Trägerpartikel hat.
Markierungsvorrichtung nach Anspruch 18, bei dem das Verbindungsmolekül eine C₁₂-C₁₆-Alkylgruppe ist.
Markierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der der Nukleinsäuremarker über ionische Wechselwirkungen oder passive Adsorption an den Trägerpartikeln haftet.
Markierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, ferner umfassend ein an jedem Trägerpartikel angebrachtes fluoreszierendes Etikett.
Banknotenspeichersystem, das eine Mehrzahl von Markierungsvorrichtungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, wobei die Nukleinsäuremarker jeweils eine jeweilige von einer ersten und einer zweiten generischen Region flankierte variable Region haben, wobei die erste und die zweite generische Region bei allen der Nukleinsäuremarker gleich sind und die variablen Regionen bei den Nukleinsäuremarkern jeder Markierungsvorrichtung verschieden sind.
Verfahren zum Sicherheitsmarkieren eines Artikels mit einer Markierungsvorrichtung in Reaktion auf das Erkennen eines unbefugten Eingriffs an der Markierungsvorrichtung, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Gemischs aus einem Nukleinsäuremarker und einem sichtbar färbenden Markierungsfluid und Verstreuen des Gemischs auf den Artikel, wobei der Artikel eine Banknote, eine Kreditkarte, eine Mobiltelefon-Vorauszahlungskarte, eine Eintrittskarte, ein Dokument, ein Wertpapier oder ein Ladengutschein ist.
Verfahren nach Anspruch 23, ferner umfassend den Schritt des Identifizierens des Nukleinsäuremarkers.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, ferner umfassend vor dem Bereitstellen des Gemischs aus dem Nukleinsäuremarker und dem Markierungsfluid das Auswählen des Nukleinsäuremarkers aus einem Pool von Nukleinsäuremarkern, wobei jeder Marker in dem Pool eine jeweilige von einer ersten und einer zweiten generischen Region flankierte variable Region hat, wobei die erste und die zweite generische Region bei allen Nukleinsäuremarkern in dem Pool die gleichen sind und die variablen Regionen bei jedem Marker in dem Pool verschieden sind.
Verfahren zum Analysieren eines durch Markieren mit einem sichtbar färbenden Markierungsfluid und einem Nukleinsäuremarker unbrauchbar gemachten Artikels, das die folgenden Schritte umfasst: Identifizieren des Nukleinsäuremarkers; wobei der Artikel eine Banknote, eine Kreditkarte, eine Mobiltelefon-Vorauszahlungskarte, eine Eintrittskarte, ein Dokument, ein Wertpapier oder ein Ladengutschein ist.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 26, bei dem der Schritt des Identifizierens des Nukleinsäuremarkers das Sequenzieren wenigstens eines Teils des Nukleinsäuremarkers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 26, bei dem der Schritt des Identifizierens des Nukleinsäuremarkers Folgendes umfasst: Bereitstellen einer Mehrzahl von Test-Oligonukleotiden; Anwenden des Nukleinsäuremarkers auf die Test-Oligonukleotide unter derartigen Bedingungen, dass der Nukleinsäuremarker an Test-Oligonukleotiden, mit denen er komplementär ist, hybridisiert; und Ermitteln des/der Test-Oligonukleotide(s), an dem/denen der Nukleinsäuremarker hybridisierte.
Verfahren nach Anspruch 28, bei dem die Test-Oligonukleotide in einer Array-Anordnung an einem Substrat haften.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 29, ferner umfassend den Schritt des Amplifizierens der Zahl von Kopien der Nukleinsäuremarkersequenz vor dem Schritt des Identifizierens des Nukleinsäuremarkers.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem der Amplifikationsschritt Temperaturzyklus-Nukleinsäure-Amplifikation, vorzugsweise PCR, zum Amplifizieren der Zahl von Kopien der Nukleinsäuremarkersequenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem der Amplifikationsschritt die Verwendung einer isothermischen Amplifikationstechnik umfasst.
Verfahren nach Anspruch 31, ferner umfassend den Schritt des Messens der Menge amplifizierter Nukleinsäure in der Polymerase-Kettenreaktion während des Amplifikationsschrittes und des Beendens der Amplifikation, nachdem die Menge amplifizierter Nukleinsäure einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht.
Verfahren nach Anspruch 33, bei dem der Schritt des Messens der Menge amplifizierter Nukleinsäure den Schritt des Hinzugebens eines interkalierenden Farbstoffs zu der amplifizierten Nukleinsäure umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 34, bei dem der Nukleinsäuremarker eine Mehrzahl von einsträngigen DNA-Oligonukleotiden umfasst.
Verfahren nach Anspruch 35, bei dem jedes DNA-Oligonukleotid eine variable Region umfasst, die auf beiden Seiten von einer ersten und einer zweiten generischen Region flankiert wird, wobei zwischen der variablen Region und den generischen Regionen minimale Homologie besteht.
Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, bei dem jedes DNA-Oligonukleotid eine von einer ersten und einer zweiten generischen Region flankierte variable Region umfasst, wobei die variable Region keine aufeinanderfolgend wiederholten Nukleotiden enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 37, das die Verwendung der Markierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23 umfasst.
Verfahren nach Anspruch 38, das die Markierungsvorrichtung nach Anspruch 20 verwendet und ferner den Schritt des Entfernens des Nukleinsäuremarkers von den Trägerpartikeln umfasst.
Verfahren nach Anspruch 38 oder 39, das die Markierungsvorrichtung nach Anspruch 21 verwendet und ferner den Schritt des Sichtbarmachens des fluoreszierenden Etiketts und des Ermittelns der Position des fluoreszierenden Etiketts an dem Artikel umfasst.
Markierungsvorrichtung zum Markieren eines Artikels, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: ein wenigstens eine Rauchpatrone enthaltendes pyrotechnisches Gerät; einen Farbstoff und einen Nukleinsäuremarker, wobei die Rauchpatronen mit dem Farbstoff und dem Nukleinsäuremarker imprägniert werden, wobei das pyrotechnische Gerät zum Freisetzen eines Gemischs aus Rauch, dem Farbstoff und dem Nukleinsäuremarker aktivierbar ist.
Verfahren zum Herstellen einer Markierungsvorrichtung, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines wenigstens eine Rauchpatrone mit einem darin eingebundenen Farbstoff enthaltenden pyrotechnischen Geräts; Herstellen eines Gemischs aus einem Nukleinsäuremarker und einem Lösungsmittel und Positionieren des Gemischs auf wenigstens eine der Rauchpatronen, sodass das Gemisch durch die Rauchpatronen diffundiert.
Verfahren nach Anspruch 42, bei dem das Gemisch zwischen 60 und 90% Alkohol und zwischen 10 und 40 Wasser umfasst.