WO2003066884A2 - Method for labeling articles - Google Patents
Method for labeling articles Download PDFInfo
- Publication number
- WO2003066884A2 WO2003066884A2 PCT/EP2003/001186 EP0301186W WO03066884A2 WO 2003066884 A2 WO2003066884 A2 WO 2003066884A2 EP 0301186 W EP0301186 W EP 0301186W WO 03066884 A2 WO03066884 A2 WO 03066884A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- partners
- binding
- bound
- partner
- complementary
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING 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
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6813—Hybridisation assays
- C12Q1/6834—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
Definitions
- the invention relates to a method for verifying the authenticity of an object.
- WO87 / 06383A1 discloses a method for marking objects, in which a macromolecular compound referred to as a signal compound is applied to the object without revealing its identity, and the presence of this signal compound is then detected. A DNA strand from a bacterium that is placed on or in the object is proposed as the signal connection. A hybridization with a complementary DNA strand is then carried out for detection, and the successful hybridization confirms the authenticity of the object.
- the teaching of WO01 / 51652A2 follows a similar approach, according to which a biopolymer is immobilized on an object and then made visible in a one-step detection process by reaction of the biopolymer with a second biopolymer capable of binding with it.
- WO99 / 47702A2 describes a method for identifying a solid, in which a nucleotide sequence is immobilized on a solid and is hybridized for detection with a second nucleotide sequence, wherein when the second nucleotide sequence binds to the first nucleotide sequence, one bound to the second nucleotide sequence fluorophoric group is either amplified or deleted, resulting in a detectable change in fluorescence upon binding.
- EP 0 409 842B1 proposes a method for identifying the origin of a chemical or chemical composition, in which a marker compound is added to the chemical or composition and the presence of the marker compound in this chemical or composition is then detected.
- a marker compound is added to the chemical or composition and the presence of the marker compound in this chemical or composition is then detected.
- several marker compounds can also be used, the analysis being carried out in that the marker compounds are then extracted from or from the chemical and e.g. be separated on a chromatography column.
- WO98 / 28728A1 deals with the problem of proving whether a container which is provided with a seal label is still closed in the original or has already been opened.
- a sealing label is provided, which is designed such that predetermined parts become detached when opened, while other places remain adhering, as a result of which a lower colored one is attached Layer changed their appearance. This means that the parts of the label can no longer be restored to their original state.
- the inventor of WO00 / 77496A1 takes a different path.
- a method for identifying an object is proposed, in which the reflection of electromagnetic waves is used as a means of detection, the reflection being influenced by the reaction of two polymers with one another, the one polymer being bound via metallic clusters.
- US Pat. No. 5,445,970A discloses a method for carrying out binding assays, in which a magnetic material is used as the detectable marking.
- the degree of association of interaction partners e.g. Antibodies can be measured by an external tensile force.
- the object of the invention was therefore to provide a method with which objects can be marked securely, a large variety of codes being possible, so that protection against counterfeiting is achieved in practice.
- the ability of biological molecules to form specific bonds with specific binding partners is used to solve this problem.
- the possibilities that a differential force test offers, which can compare and evaluate binding forces, are used.
- a method for proving the authenticity of an object having at least one surface section on a surface on which partners of a specifically binding pair are bound in a predetermined arrangement, the surface with a second surface which has corresponding surface sections , on which complementary binding partners are present, at least in selected areas, is brought into contact in such a way that the partners can react with one another, at least one of the two partners bearing a detectable marking, the surfaces then being separated and the resulting arrangement of the Markings is detected, the arrangement of the markings that has arisen after separation on at least one of the two surfaces from the original arrangement of the bound partner and / or markings on the surface of the object ands differs.
- the method according to the invention it is possible to identify objects by generating detectable patterns which only arise when two different surfaces, one of them on the object to be identified or connected to it, are brought into contact with one another and then separated.
- the pattern is generated by binding corresponding partners of a specific binding pair on the two surfaces, at least one of which is provided with a detectable marking.
- a counterfeit-proof system is thus made available.
- it is almost impossible to prove the pattern provided on the object to be authenticated since very little material is available for an analysis and it is not known which binding partners are used. Even if the pattern present on the object could be detected, this would not lead to knowledge of the pattern created after the separation.
- Essential for the method according to the invention are therefore two specifically binding partners, at least one of which bears a marking, and the arrangement of the respective partners on the surface. It is also essential that at least some of the binding partners and / or their marking or their position change due to the binding with the respective complementary partner, i.e. due to the bond with the complementary partner, some of the binding partners or parts thereof have to change location or the marking has to change demonstrably.
- Objects that are to be protected against imitation include expensive products such as watches, security-related products such as spare parts for airplanes, documents such as ID cards and credit cards. It is only important for the method according to the invention that a surface section is available on the object on which the binding partners can be applied. It should preferably be a flat surface section, although non-flat surfaces are also suitable for the method.
- Two surfaces are necessary for carrying out the method according to the invention, on or on which partners are located.
- One surface is on the object whose authenticity is to be proven.
- the surface can be formed directly by this object or, for example, as a layer, coating, Sticker or label to be applied to the item.
- the second surface is formed on a carrier separately from the first surface. Both surfaces must be designed in such a way that they can accommodate and hold the partners of the specific binding pair. In addition, the surfaces must be such that the binding partners can be brought into close contact at least in one surface section.
- the two surfaces that are to be brought into contact need not necessarily be of the same area.
- the only requirement for carrying out the method according to the invention is that there is at least one surface section on each of the two surfaces in which binding partners can meet.
- Surface sections that can meet and have binding partners that can react with each other are referred to here as "corresponding surface sections".
- These surface sections can have any possible geometry, i.e. it can be flat triangles, squares, rectangles, circles, other flat surfaces or also curved or three-dimensionally shaped surfaces which have the same contours in at least one section or are suitable by their nature to be brought into contact with one another. So one of the two surfaces or both surfaces can be of such a material or have a shape that they can adapt, e.g. one of the surfaces may be in the form of a roller or a film, or the material for the surface may be soft or rubbery. It can also be a gel-like coating.
- the material from which the two surfaces are made can be the same or different and one or both of the surfaces can be coated in a suitable manner.
- Either one surface is preferably made of a rigid material and the other one is made of an elastic material, or both surfaces are made of elastic material, so that the respective surface sections of the first and second surfaces can adapt exactly to one another when they are brought into contact, and thus optimal contact of the individual binding partners is possible is.
- the surfaces can be formed, for example, from glass, polydimethylsiloxane (PDMS), nylon, polystyrene or other plastics. At least one of the two surfaces is preferably produced from an elastic material, preferably an elastic plastic. At least one surface is particularly preferably formed from a siloxane, in particular polydimethylsiloxane. Various other flexible materials or mixtures thereof are possible. Another possible material is polyacrylic amide gel, the elastic properties of which can be adapted to the experimental requirements by means of the molecular weight and the degree of crosslinking.
- the surface can be constructed from a single material, a mixture of materials or also a system of elements from one or different materials.
- the first surface is formed on the article itself.
- a layer or coating to the object.
- Silanized glass can be mentioned here as an example. This solid phase can then e.g. be placed on the packaging of the item.
- Binding partners are bound on the two surfaces in predetermined arrangements.
- the arrangement of the binding partners on their respective surfaces can be the same or different. So both surfaces can only have corresponding surface sections or not each other have congruently covering surface sections in which binding partners are bound in each case.
- the arrangement of the binding partners does not have to be congruent in the congruent surface sections, but can be different. It may be that, for example, a binding partner is not opposed to a binding partner or a partner that is not specifically binding.
- one of the two surfaces can carry such a coating that diffusion of binding partners is possible, areas being separated in a grid-like manner.
- the contact of the specifically bindable partners is made possible by bringing the two surfaces together so that the binding partner present in the surface layer can migrate to the other surface and meet the complementary binding partner there.
- one of the two surfaces is preferably coated with a gel.
- At least some of the binding partners have at least one of the two binding partners provided with a label.
- These markings in turn form patterns.
- the patterns formed by the markings can be varied, there are no limits to the imagination here. It is only essential to the invention that the pattern present on the respective surfaces before the surfaces are brought into contact and the pattern resulting on the surfaces after the bringing into contact and separation are different from one another. Pattern is not understood to mean the arrangement of the binding partners, but the arrangement of the markings. The arrangement of the markings offers many variation options.
- any analytically detectable group or substance can be used as a marker for the method according to the invention.
- labeling is understood to mean a property by which some binding partners differ from others and which is detectable.
- Physically detectable parameters are preferably used.
- radioactive atoms or groups which bring about a change in optical or electrical properties come into consideration for the marking.
- All reporter groups known to the person skilled in the art are suitable here. Examples are radioactive markers such as 3 H, 14 C, 35 S, fluorescent, luminescent, chromophore groups or dyes, metals or conductive groups, but also substrates of enzymes or reporter enzymes. Fluorescent or chromophoric groups are preferably used as the label.
- proteins are used as binding partners, it is also possible to stain the protein substance bound to the surface, for example with silver or with Coomas-blue.
- At least one of the two specifically binding partners has a label.
- the label is preferably a fluorescent dye, for example fluorescein isothiocyanate (FITC), fluorescein, rhodamine, tetramethylrhodamine 5 (and 6) isothiocyanate (TRITC), Texas Red, cyanine dyes (CY3 or CY5), etc. Fluorescent dyes are advantageous because they can be detected in very small amounts. As a rule, the label is covalently linked to the binding partner.
- markings per specific binding pair can be used for the same binding partner, for example partners of different binding pairs or eg the two partners of a pair can be marked differently.
- a pattern could be generated for the case of fluorescent markings, a "mixed color" being formed at locations where specific binding has taken place, while the pure color is retained at locations where there is only one binding partner.
- different fluorescent markings those can be used which are each excited by light of the same wavelength or by radiation of different wavelengths. It is essential for the invention that the arrangement of the markings changes as a result of bringing the specifically binding partners into contact and their binding.
- the arrangement of the markings preferably changes in that some of the binding partners are released from their immobilization site by entering into the specific binding.
- a comparison of the binding forces of different bonds is used, as described in the applicant's application, PCT / EP01 / 09206, entitled “Method and device for characterizing and / or detecting a binding complex" in order to remove one of two binding partners of a specific binding pair from the surface to which it is initially bound. This can be both the binding partner immobilized on the one to be authenticated and on the second surface.
- a wide variety of partners capable of binding to one another can be considered as specifically bindable pairs, the specificity of the binding being able to relate both to a specific partner, such as, for example, antigen-associated antibodies or biotin-avidin / streptavidin, and to a group or class of compounds, eg antibody-protein A.
- a specific partner such as, for example, antigen-associated antibodies or biotin-avidin / streptavidin
- a group or class of compounds eg antibody-protein A.
- specifically binding partners are: antibodies, peptides, other scaffold proteins, DNA, RNA, RNA aptamers and thus the pairs of antigen-antibody, hapten-antibody, anti-idiotype-antibody-antibody, DNA -DNA, RNA-RNA, DNA-RNA, RNA aptamer peptide, receptor ligand, lectin sugar, zinc finger protein DNA, enzyme substrate, biotin-avidin / streptavidin etc., as well as the respective derivatives or analogues. So instead of antibodies their bindable fragments and instead of DNA nucleic acid derivatives etc. can be used.
- antibodies and a substance with an epitope recognized by it are used as the binding pair.
- the term “antibody” is also understood to mean antibody fragments or antibody derivatives, as well as functional fragments of antibodies or derivatives thereof, which can recognize and bind the epitope.
- the antibodies can be polyclonal or monoclonal antibodies, but monoclonal antibodies are preferred.
- Known fragments and derivatives are Fv, Fab, Fab 'or F (ab') 2 fragments, "single-chain antibody fragments", bispecific antibodies, chimeric antibodies, humanized antibodies and fragments which determine CDRs (complementarity) regions) that recognize an epitope of the binding partner.
- nucleic acids such as DNA (deoxyribonucleic acid) or RNA (ribonucleic acid) and artificial nucleic acids such as LNA (Locked Nucleic Acid) and PNA (peptide nucleic acid) and three-dimensional structures of nucleic acids, preferably aptamers, are used as partners of the specifically binding pair ,
- the binding partners for example the antibodies, fragments or derivatives thereof or nucleic acids, can be immobilized in a manner known per se, both covalent and non-covalent bonds and bonds directly to the surface or via bridge molecules are considered.
- One of the two partners of the specific binding pair is preferably permanently immobilized and the other is bound in such a way that the binding to the surface opens as soon as the binding to the binding partner takes place.
- a permanent bond is understood to mean a bond which remains essentially stable before the surfaces are brought into contact and does not become detached even when the binding partner binds to its specific counterpart. Permanent bonding can take place, for example, via functional groups which the binding partner has or which have been introduced into the molecule to functional groups which are provided by the surface.
- it is preferred that at least one of the two partners of the specifically bindable pair does not bind directly to the surface, but rather either via bridge molecules which are immobilized on the surface or via a further specifically binding pair.
- a preferred method is to biotinylate a partner and to connect it to the likewise biotinylated surface via a streptavidin molecule.
- Monoclonal antibodies can be activated chemically by oxidizing certain groups of their glycosylations to aldehyde groups. These aldehyde groups can in turn bind amino groups or hydrazide groups on a modified surface (see Solomon et al., Journal of Chromatographie, 1990, Vol. 510, 321-329).
- Another method which is known to the person skilled in the art is the conjugation of amino groups of the antibody with carboxy groups of a surface by using ethyl- (dimethylamino) -carbodiimide / N-hydroxy-succinimide.
- one of the partners is bound to the surface via an adhesive bond and the other is bound via a detector bond, the binding force of the detector bond being less than the binding force of the specific one when the tensile force is applied from the outside Binding of the two partners and less than the binding force of the adhesive bond.
- the two partners are bound in such a way that only one of the two partners is bound to a surface via a bond referred to here as adhesive bond, while the other associated partner is bound to the other surface via a bond referred to here as detector binding.
- Adhesive bond is a form of permanent bond and means that the bond of the partner to the surface is so strong that with a pull exerted on both partners connected via the specific bond, the adhesive bond bond is not opened and the partner remains immobilized, that instead the detector bond loosens and that the adhesive bond is not easily released under the application conditions.
- Detector binding is understood here to mean a binding whose binding affinity is large enough to keep the other partner of the specific binding pair bound to the surface until contact is made with the other partner, but whose binding force is caused by an externally applied pull is weaker than the force of the specific bond between the partners and the force of the adhesive bond with which the other partner is bound, so that if a pull is exerted on both partners connected via the specific bond, the detector bond is released and thus the partner bound via the detector bond remains attached to the partner bound via the adhesive bond and is detached from the surface.
- the detector binding is preferably designed in such a way that under the test conditions it is stronger under an applied force than the non-specific binding to a corresponding surface, which may be suitably prepared, so that the partner immobilized via the detector binding remains bound to "its" surface, if he does not meet a specifically bindable partner.
- binding partner or partner of a specifically binding couple is generally understood to mean a single partner of a couple. Many identical partners, a number of both partners of a binding pair, or different partners of different pairs can be bound on a surface section.
- the magnitude of the force can depend on the pulling rate.
- the rate of the tensile force applied can be an important parameter under certain circumstances, since the separating forces can vary at different force rates.
- the pull rate should be taken into account.
- the pull rate is not important under the conditions described.
- partners of a specific binding pair are immobilized on one surface by adhesive bonding, while partners on the other surface are bound by detector binding, and the partners have the opportunity to form the specific bond with one another, which is made possible by the contacting, so occurs when the surfaces are separated the three existing bonds - adhesive bond, specific bond, detector bond - one pull and the weakest of the three bonds under the applied force - the detector bond - is separated.
- the adhesive bond and the specific bond remain.
- the partner immobilized via a detector bond when he meets his binding partner, moves with him with and onto the other surface.
- the marking on the surface to which a partner is bonded via the adhesive bond is during on the surface to which a partner was bound by a detector bond and this partner met a complementary partner, the marking has disappeared. Both cases can be evaluated for the method according to the invention, i.e. the marking can be determined as well as its absence or its change can be determined.
- binding partner and marker and the type of binding be varied as desired, but it is also possible to provide different binding partners for a binding partner of a binding pair, for example different antibodies on the one hand and on the other hand Protein A etc.
- the distribution of the label (s) among the binding partners can also be varied.
- the type, position and number of markings as well as the position and number of binding partners as well as the type of binding as well as the presence or not of a binding partner.
- Different patterns are therefore obtained, depending on whether or where the adhesive bond is provided on the first or second surface for a binding pair, depending on which marking is used at which location or on which binding partner, depending on how many different partners on which Depending on how many different markings are used and whether there is a binding partner for a partner at the corresponding position on the other surface.
- a pattern can be formed on the object to be authenticated, which is then changed or supplemented after it has been brought into contact and then separated.
- the surface section which is used to identify the object is uniformly provided with partners of a specifically binding pair, who either all have a marking or which are all unmarked, and a pattern only results after contacting and separation.
- a pattern can be created on one of the two surfaces or on both. The resulting pattern can be, for example, a logo, a trademark, a note, etc.
- one of the two binding partners is connected via a further specific binding pair, particularly preferably immobilized on a surface via complementary nucleic acid strands.
- the partners of the specifically binding pair are arranged in predetermined areas, the areas being arranged in a grid-like manner. Individual areas are referred to as "spots". There are various options for arranging the partners.
- An advantage of the invention is that the selection of the partners to be bound can be made very flexible.
- One, a few, or many different types of partners can be arranged on both surfaces. For example, many different partners or partners of many different binding pairs are specifically bound in selected spots on the surface section.
- the two surfaces are brought into contact so that the binding partners can bind with sufficient efficiency.
- the surface can either be bound by protein substances or polymers, e.g. passivated by the binding of polyethylene glycol and / or polymers can be used to bind the binding partners to the surface.
- the partners are each immobilized on a predetermined area, which area can be laid out continuously, in a grid pattern, in any pattern.
- the design of the areas is arbitrary, provided that when the two surfaces are brought into contact there are surface sections in which able partners to meet each other. According to the invention, it is entirely possible that not every binding partner encounters a corresponding complementary partner in a surface section, but that some partners do not have a partner or a partner who is not capable of binding. All of this serves to keep the variability of the resulting patterns large.
- one surface is continuously covered with binding partners, while the second surface has binding partners only in certain sections.
- binding partners are present on both surfaces in predetermined areas, the areas which lie opposite one another being congruent or being able to overlap one another as required. It is also possible that different patterns of bound partners are provided on each of the two surfaces, only partial areas of which come into contact with one another when the surface is brought into contact, while other partial areas are in contact with no opposite partner or at least without a partner capable of binding.
- the partners can be bound to the surfaces in different ways.
- the binding to the surface takes place via bridge-like or rake-like molecules, some of which bind to the surface, e.g. via specially provided functional groups, and the other part of which is available for binding the partner.
- the partners can be bound to the two surfaces by the same or different molecules.
- the bridge molecules can be tailored to the respective binding partner. Both short-chain bridge molecules and long-chain polymers can be used to bind the binding partners.
- the length of the chain is generally in the range from 2 to 20 atoms, the chain atoms generally being carbon atoms, nitrogen atoms, possibly in combination with oxygen, and bridging atoms can carry side groups. Even the use of Metal complexes are being considered.
- the polymers are used to bind the binding partners, the polymers known for this purpose come into consideration here.
- the chain length should be set so that the partner to be bound is at a suitable distance from the surface and is accessible to the other binding partner.
- the polymer can also serve to shield the surface in order to suppress non-specific bonds.
- the partners of the specifically bindable pair which are bound to the surface in an adhesive bond, can, as described above, be bound via a bridge molecule and / or via a further specifically binding pair.
- the further specifically binding pair should have such a binding force that the binding does not open under the tension exerted on the bonds that form and keeps the binding partner on the surface. Examples of this are e.g. biotinylated antibodies and a surface coated with streptavidin etc.
- a further specifically binding pair is used to immobilize a binding partner, which is referred to below as a detector pair, then this provides the detector binding and has a sufficiently high affinity or a sufficiently low dissociation rate. This prevents the binding partner from detaching or dissociating from the surface before it could come into contact with the other binding partner.
- a high affinity or a low dissociation rate with simultaneously low stability under an externally applied tensile force is therefore desired for the detector binding. If the bond width increases with the same activation energy, the force sufficient to separate the bond is reduced. The stability of the detector bond is set so that it is weaker than the adhesive bond under an external tensile force.
- Two complementary strands of nucleic acid are preferably used as the pair of detectors for immobilizing a binding partner on the surface.
- the complementary nucleic acid strands used for the immobilization can each because they are bound via both the 3 'and 5' ends. It is now advantageous for the method according to the invention if the binding is carried out in such a way that when a tensile force is exerted on the hybridized strands, the bonds can open like a zipper.
- the binding partner is bound to the complementary strand in such a way that a zipper-like separation also occurs when a tensile force is applied. This is accomplished as follows.
- the binding partner is bound to the complementary second strand at the 5'-end, so that when the binding partner pulls is exerted, the force acts on the 5 'end of the complementary second strand and thus only acts on one base pair, which can open one after the other, so that the strands are separated like a zipper. If the binding partner is bound at the 3 'end in this case, the force required to separate the strands is much greater, since it acts on all base pairs at the same time. If the immobilized first strand is immobilized with the 5 'end, the binding partner must be bound accordingly at the 3' end of the second strand in order to effect the zipper-like separation.
- the binding partner should be bound to the complementary nucleic acid strand in such a way that neither the hybridization of the complementary nucleic acid strands nor the binding of the binding partner with the other partner is hindered.
- a binding partner is a polypeptide, to the C-terminal end of which a nucleic acid is covalently coupled.
- Such connections can be made, for example, by the methods disclosed in WO 01/04265. The method works with mRNA molecules that are modified with a puromycin tag and that bind to the C-terminus of their polypeptide after they have been expressed in vitro.
- nucleic acid duplexes as a pair of detectors for "suspension" or immobilization of binding partners is that the high binding affinity between nucleic acid strands with a sufficient number of base pairs ensures that the complex does not dissociate from the surface at an early stage without an interaction between the partners of the specific binding Couple was possible and / or without an external force was applied.
- Another advantage is that by varying the bases, in particular the GC content, the separating power of the duplex can be set precisely.
- bases A, T, G, C and U in addition to the bases A, T, G, C and U, other bases such as, for example, inosine or artificial nucleic acids such as PNA and / or LNA can also be used and the separation force can thus be varied further.
- the separation force can also be varied by modifying bases. This allows the person skilled in the art to "fine-tune" the separating force.
- the separation force between antigen and antibody is generally significantly higher than the force required to separate a nucleic acid duplex in the manner described above in a "zipper-like" manner.
- Antibody-antigen separation forces are in the range from 50 pN to 150 pN (Schwesinger et al., PNAS, 2000, Vol. 97, 18, 9972-9977); In order to separate a nucleic acid duplex like a zipper, 9 ⁇ 3 pN must be used for a pure A / T sequence and 20 ⁇ 3 pN for a pure C / G sequence (Rief et al., Nature structural biology, 1999, Vol.
- a further stage is preceded.
- This embodiment is intended for containers which contain high-quality liquids, for example perfumes.
- a first surface is applied to the outside of the container, which has partners of a specific binding pair in at least one surface section. Complementary partners of the specific binding pair are added to the liquid in the container in an amount so small that it cannot easily be analyzed in the liquid.
- a second surface is provided, to which partners are bound who are capable of binding with the specifically binding partner present in the liquid. If the authenticity of the product is to be verified, the liquid contained in the container is applied to the surface on the outside of the container and then the second surface is brought into contact with this surface and then separated.
- the pattern identifying the object is then made visible on one of the two surfaces or on both surfaces.
- a surface section on which antibodies against an antigen are covalently bound can be arranged on a perfume bottle.
- the perfume contained in the perfume bottle may contain small amounts of an antigen.
- some of the perfume is applied to the surface section with the antibodies and allowed to react and then rinsed to remove unbound components.
- a second surface, which has antibodies against another epitope of the antigen, is then applied to the first surface in such a manner that contact between the partners bound to both surfaces is possible. After a predetermined contact time, the two surfaces are separated again. Then it is determined where the marker is located. If the intended pattern results, if it is an original product, if the pattern is not found, it is a forgery, whereby both the contents of the container and the container itself can be counterfeited.
- one of the ingredients of the liquid is provided as a partner of a specific binding pair.
- specifically binding partners of one or more constituents of the liquid are immobilized on a surface section of the container, specifically with detector binding and / or adhesive binding in a predetermined pattern.
- a stamp-like substrate is provided as the counter surface, for example, a solid body being provided with an elastic support which serves as a stamp surface. Partners that are specifically bindable are in turn immobilized on this stamp surface with substances from the liquid present in the container, these partners again preferably being bound in a predetermined pattern with detector binding and / or adhesive binding.
- some of the liquid is then applied to the identification surface on the container and allowed to react.
- the stamp After rinsing the surface in order to remove unbound and excess components, the stamp is then placed on this surface section in such a way that there is contact between the two surfaces and the corresponding binding partners can react. Then the two surfaces are separated. At the points where a suitable binding partner was available, a marker was also transferred so that the newly created pattern of the binding partner or the bound marker is now visible.
- a further improvement of this method variant is achieved if the binding partner is bound in either predetermined sections with either adhesive binding or detector binding.
- the binding partners which are bound to their surfaces by means of a detector bond, are carried along by the specific binding partners, while the binding partners, which are bound by adhesive bonding, stick to the respective surfaces. This creates a pattern, whereby the partners, who are bound by adhesion to the Surface bound, remain and bear both the partners who are capable of binding with them and those who are in turn capable of binding with these partners. If one of these three partners carries a marking, this marking is thus on the partner bound via the adhesive bond and thus on this surface.
- the partners bound via adhesive bonding form a pattern alone and / or with binding partners from the liquid and / or with binding partners from the other surface. Since knowledge of the ingredients of the liquid alone cannot be used to determine where which bonds might take place, and even knowing what is immobilized on the surface as a binding partner, it is not possible to determine which pattern will result, thus becoming a counterfeit-proof means of identification provided.
- the binding partners immobilized on a surface section are biological molecules which are exposed to the environment and can thereby be changed, it is provided in a preferred embodiment that the surface section which carries the binding partners is covered with a protective coating until the Authentication takes place. Protection can be brought about by sticking on a film which does not bind and does not change the binding partners, by means of a coating layer which is inert to the binding partners, or similar means.
- FIG. 2 shows a fluorescence scan image of a surface on which various antibodies or straptavidin (streptavidin on the top left, anti-digoxygenin on the top right, anti-antitrypsin on the bottom left, anti-biotin on the bottom right) were immobilized on and with a surface the detector complex was immobilized with biotin.
- various antibodies or straptavidin streptavidin on the top left, anti-digoxygenin on the top right, anti-antitrypsin on the bottom left, anti-biotin on the bottom right
- FIG. 3 shows a fluorescence scan image from a surface on which various antibodies or straptavidin (top left streptavidin, top right anti- Digoxygenin, bottom left anti-antitrypsin, bottom right anti-biotin) and which was brought into contact with a surface on which the detector complex was immobilized with digoxygenin.
- various antibodies or straptavidin top left streptavidin, top right anti- Digoxygenin, bottom left anti-antitrypsin, bottom right anti-biotin
- Figure 4 shows a diagram summarizing the results obtained with an unzip oligo with and without hapten on surfaces coated with four different proteins (anti-biotin antibody, anti-digoxygenin antibody, anti -Antitrypsin antibodies and streptavidin).
- ⁇ M stands for the unit ⁇ mol / l.
- This example serves to show that in a preferred embodiment of the method according to the invention, when two surfaces are brought into contact, on each of which specific binding partners are immobilized, a binding partner is only transferred when it meets its specific binding partner, however, that a transfer does not take place if there is a non-specifically binding partner on the other surface. It also shows that when force is exerted on a chain of three different bonds - adhesive bond, specific bond, detector bond - the zip-like bond used as the detector bond breaks between two DNA chains and not the bond between the two selected specific binding partners or immobilization on the surfaces, such as covalent binding, which each have a stronger binding force.
- Glass supports with aldehyde groups on the surface were used. These carriers were coated with 20 mg / ml HCl-NH 2 -PEG-COOH (Shearwater, Huntsville, USA) in PBS pH 7.4. 150 ul solution were used per vehicle; the slides were incubated overnight in a humid atmosphere at room temperature, covered with a 24 x 60 mm 2 coverslip. The supports were then rinsed with water and dried with N 2 .
- the Schiff bases formed were then reduced with 1% by weight NaBH in water for 30 minutes at room temperature. It was then rinsed again with water and dried with N 2 .
- oligonucleotides were bound to the PEG-coated support, which should establish the connection between the binding partner and the glass support.
- a first detector binding oligo designated as oligo 61, with an amino group at the 5 'end was used.
- Oligo 61 A 25 ⁇ mol dilution of Oligo 61 in PBS plus 7.5 mg / ml EDC was used. 0.6 ⁇ l of this solution were spotted on and incubated in a moist atmosphere at 40 ° C. for 2 hours. It was then rinsed with water and dried with N 2 .
- Oligo 61 first detector complex oligo: 5'-NH 2 -AAA AAA AAA ATC TCC GGC TTT ACG GCG TAT-3 'Oligo 78 (unzip, without hapten):
- Oligo 79 (unzip, with biotin): 5'-Cy3-ATA CGC CGT AAA GCC GGA GAC AGA TAA GAC GCT ACA TGA AAA AAA AAA AA-biotin-3 '
- Oligo 82 (unzip, with digoxygenin):
- a microstructured stamp was made that consisted of 1 mm thick PDMS (polydimethylsiloxane), which had a grid with squares of 100 ⁇ 100 ⁇ m 2 , which were separated by depressions 25 ⁇ m wide and 1 ⁇ m deep.
- PDMS polydimethylsiloxane
- a mixture of crosslinking reagent and silicone elastomer (Sylgard 184, Dow Corning) (1:10) was poured after intensive degassing between a structured silicon wafer and a flat PMMA (polymethyl methacrylate) plate. This assembly was stored vertically at room temperature for 24 hours for polymerization. The polymerized PDMS was cut into stamps in a size of 1 cm.
- the structured PDMS was functionalized in a plasma cleaner for 60 seconds in the presence of ice.
- the pressure was reduced to about 2 mbar.
- the plasma treated PDMS stamps were then silanized. For this purpose, 2% aldehyde-ethoxysilane, 88% ethanol and 10% water were mixed and 50 ⁇ l / cm_ of this mixture were incubated with the PDMS in a moist atmosphere for 30 minutes at room temperature. The stamps were then washed twice with ethanol, three times with water and dried with N 2 .
- the pretreated silanized stamps were then coated with PEG. 20 mg / ml HCl-NH 2 -PEG-COOH (Shearwater, Huntsville, USA) in PBS pH 7.4 was used. For this purpose, 150 to 200 ⁇ l solution per PDMS was Stamp (1 cm 2 ) incubated in a humid atmosphere at room temperature overnight. It was rinsed with water and dried with N 2 .
- the Schiff bases formed were then reduced with 1% by weight NaBH 4 in water for 30 minutes at room temperature. It was then rinsed with water and dried with N 2 .
- EDC / NHS The functional groups were then activated with EDC / NHS.
- 10 mg / ml EDC and 10 mg / ml NHS in PBS pH 7.4 were prepared.
- the stamps were incubated with 30 ⁇ l each for 30 minutes at room temperature under a cover glass with a diameter of 12 mm. It was then rinsed again with water and dried with N 2 .
- the still free functional groups on the PDMS were then blocked with 2% BSA for at least 2 hours at room temperature.
- the stamps could also be stored in this blocking solution.
- the PDMS was washed with PBS for 2 to 3 minutes, rinsed with water and dried with N 2 .
- the PDMS was applied to the glass support in 1 x SSC for 30 minutes at room temperature. suppressed. The two surfaces were then carefully separated, rinsed with water and dried with N 2 .
- the fluorophores transferred during this transfer were measured with a GenePix 4000 B fluorescence microarray scanner (Axon Instruments Inc., USA). Both surfaces were measured with the 532 nm laser (PDMS: PMT 600 V, 100% energy, focus 100; glass support: PMT 550 V, 33% energy, focus 0).
- the background fluorescence of the PDMS (before stamping outside of the spots) is about 200 and the background fluorescence of the glass slide (outside of the bound oligos) is about 100.
- the intensities of the spots were measured with the software that comes with the instrument by adding a Average in a circular area was calculated. The grid-like structure in the spots is neglected by this measurement.
- an unzip oligo was bound from the solution onto the blocked antibody spots.
- One type of oligo (with biotin, digoxygenin or without hapten) was diluted in PBS with 10% glycerin and 0.05% Tween 20 for some experiments (see Table 7). The final concentration of the oligo was 2 ⁇ M or 8 ⁇ M. 10 ⁇ l of this solution were incubated on the four antibody spots for 30 minutes at room temperature under a cover glass with a diameter of 12 mm. In the case where the oligo was dissolved in PBS without Tween 20, the glass slide was only rinsed with water and dried. Otherwise, the glass slide was washed with PBS with 0.05% Tween 20 for 2 to 3 minutes, rinsed with water and dried with N 2 .
- a PDMS piece with four spots from different binding partners was pressed onto a glass slide on which Unzip-Oligo was hybridized with biotin to the first detector binding oligo.
- a PDMS section was then scanned for transferred oligos using the fluorescence scanner. The experiment was repeated several times and the results are summarized in Table 1.
- the respective glass supports were before and after Stamp scanned and the results summarized in Table 2.
- 2 shows an example of a fluorescence scan of a PDMS section after stamping the unzip oligo with biotin. Streptavidin was attached on the top left, anti-digoxygenin on the top right, anti-antitrypsin on the bottom left, anti-biotin on the bottom right.
- the light spots are the antibiotic antibodies and streptavidin marked with Unzip-Oligo. The darker areas of non-specific transfer of anti-digoxygenin and anti-antitrypsin antibodies can also be seen.
- a PDMS piece with four spots from different binding partners was pressed onto a glass slide on which Unzip oligo was hybridized with digoxygenin to the first detector binding oligo. After that, a PDMS section was transferred to transferred oligos using the fluorescence scanner scanned. The experiment was repeated several times and the results are summarized in Table 3. The respective glass slides were scanned before and after stamping. The results are summarized in Table 4.
- An example of a fluorescence scan of a PDMS stamped with an unzip oligo with digoxygenin is shown in FIG. 3. Streptavidin was attached at the top left, anti-digoxygenin at top right, anti-antitrypsin at bottom left, anti-biotin at bottom right. The only bright area is the one where anti-digoxygenin antibody was immobilized, all other spots are very weak.
- a PDMS piece with four spots from different binding partners was pressed onto a glass slide on which Unzip oligo was hybridized to the first detector binding oligo without hapten.
- a PDMS section was then scanned for transferred oligos using the fluorescence scanner. The result is summarized in Table 5.
- the respective glass carrier was scanned before and after stamping and the result is summarized in Table 6.
- FIG. 4 shows a summary of the results obtained when the unzip oligo was stamped with and without hapten on four different protein spots.
- the binding of the oligo from the solution provides less intense spots in the case of a specific binding (approximately 5800), but also a lower non-specific binding (approximately 300). This leads to a similar ratio of specific to non-specific binding.
- the higher intensities of the spots, which are achieved by stamping, are based on a higher local concentration. Neither the presence of Tween 20 in the binding buffer nor different washing stages influence the antigen binding in any particular way.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Adhesive Tapes (AREA)
Abstract
Description
Verfahren zur Markierung von Gegenständen Process for marking objects
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweis der Authentizität eines Gegenstandes.The invention relates to a method for verifying the authenticity of an object.
In vielen Bereichen ist es notwendig oder wünschenswert, die Authentizität eines Gegenstandes festzustellen oder seinen Weg zu verfolgen. So gibt es ein Interesse daran, hochwertige oder sicherheitsrelevante Produkte zu identifizieren, um sie von Nachahmungen unterscheiden zu können. Hierzu sind viele Methoden bekannt, z.B. Seriennummern, -Barcodes, Magnetstreifen, Stempel, reflektierende Folien oder Fäden, Holographien und ähnliche kennzeichnende Mittel. Andererseits ist es notwendig, Dokumente wie Geldscheine, Ausweise, Karten etc. fälschungssicher zu machen. Darüber hinaus besteht ein Interesse daran, den Weg von Produkten oder auch Schadstoffen über Verteiler- oder Verkäufernetzwerke zu verfolgen. In all diesen Fällen ist es notwendig, auf den Produkten eine Markierung anzubringen, die zweifelsfrei erkennen lässt, ob es sich um ein Originalprodukt oder um eine Nachahmung oder Fälschung handelt. Generell muss as Produkt, das zur Produktmarkierung verwendet wird, die Sicherheit bieten, "dass es selbst nicht gefälscht werden kann.In many areas it is necessary or desirable to determine the authenticity of an item or to follow its path. There is an interest in identifying high-quality or safety-relevant products in order to distinguish them from imitations. Many methods are known for this, for example serial numbers, barcodes, magnetic strips, stamps, reflective foils or threads, holographies and similar identifying means. On the other hand, it is necessary to make documents such as banknotes, ID cards, cards etc. tamper-proof. There is also an interest in tracking the path of products or pollutants through distribution or sales networks. In all of these cases, it is necessary to put a mark on the products that clearly shows whether it is an original product or an imitation or counterfeit. In general, the product used for product labeling must offer the security " that it cannot be counterfeited.
Zur Produktmarkierung wurden bereits vielfältige Möglichkeiten vorgeschlagen, die sich unter anderem auch der spezifischen Bindung von biologischen Molekülen bedienen.A wide range of options have already been proposed for product labeling, which also use the specific binding of biological molecules.
So ist beispielsweise aus WO87/06383A1 ein Verfahren zur Markierung von Gegenständen bekannt, bei dem eine als Signalverbindung bezeichnete makromolekulare Verbindung auf den Gegenstand aufgebracht wird, ohne deren Identität preiszugeben, und dann die Gegenwart dieser Signalverbindung nachgewiesen wird. Als Signalverbindung wird ein DNA-Strang aus einem Bakterium vorgeschlagen, der auf oder in den Gegenstand gebracht wird. Zum Nachweis wird dann eine Hybridisierung mit einem komplementären DNA-Strang durchgeführt, und die erfolgreiche Hybridisierung bestätigt die Authentizität des Gegenstands. Einem ähnlichen Ansatz folgt die Lehre von WO01/51652A2, wonach auf einem Gegenstand ein Biopolymer immobilisiert wird und anschließend in einem einstufigen Detektionsverfahren durch Reaktion des Biopolymers mit einem damit bindefähigen zweiten Biopolymer sichtbar gemacht wird.For example, WO87 / 06383A1 discloses a method for marking objects, in which a macromolecular compound referred to as a signal compound is applied to the object without revealing its identity, and the presence of this signal compound is then detected. A DNA strand from a bacterium that is placed on or in the object is proposed as the signal connection. A hybridization with a complementary DNA strand is then carried out for detection, and the successful hybridization confirms the authenticity of the object. The teaching of WO01 / 51652A2 follows a similar approach, according to which a biopolymer is immobilized on an object and then made visible in a one-step detection process by reaction of the biopolymer with a second biopolymer capable of binding with it.
Weiterhin beschreibt WO99/47702A2 ein Verfahren zum Identifizieren eines Festkörpers, bei dem eine Nukleotidsequenz an einem Festkörper immobilisiert wird und zum Nachweis mit einer zweiten Nukleotidsequenz hybridisiert wird, wobei dann, wenn die zweite Nukleotidsequenz an die erste Nukleotidsequenz bindet, eine an der zweiten Nukleotidsequenz gebundene fluorophore Gruppe entweder verstärkt oder gelöscht wird, was zu einer nachweisbaren Änderung der Fluoreszenz bei Bindung führt.Furthermore, WO99 / 47702A2 describes a method for identifying a solid, in which a nucleotide sequence is immobilized on a solid and is hybridized for detection with a second nucleotide sequence, wherein when the second nucleotide sequence binds to the first nucleotide sequence, one bound to the second nucleotide sequence fluorophoric group is either amplified or deleted, resulting in a detectable change in fluorescence upon binding.
Weiterhin wird in EP 0 409 842B1 ein Verfahren zum Identifizieren der Herkunft einer Chemikalie oder chemischen Zusammensetzung vorgeschlagen, bei dem eine Markerverbindung der Chemikalie oder Zusammensetzung zugegeben wird und dann das Vorhandensein der Markerverbindung in dieser Chemikalie oder Zusammensetzung nachgewiesen wird. Gemäß EP 0 409 842B1 können auch mehrere Markerverbindungen verwendet werden, wobei die Analyse erfolgt, indem die Markerverbindungen dann aus oder von der Chemikalie extrahiert werden und z.B. über eine Chromatographiesäule aufgetrennt werden.Furthermore, EP 0 409 842B1 proposes a method for identifying the origin of a chemical or chemical composition, in which a marker compound is added to the chemical or composition and the presence of the marker compound in this chemical or composition is then detected. According to EP 0 409 842B1, several marker compounds can also be used, the analysis being carried out in that the marker compounds are then extracted from or from the chemical and e.g. be separated on a chromatography column.
Ein ähnlicher Ansatz wird auch in WO98/33162A1 verfolgt, wo ein Marker verwendet wird, der nur in bestimmten Konzentrationen physikalisch nachweisbar ist. Dieser Marker wird in nicht nachweisbarer Konzentration dem Produkt zugefügt und dann über eine Affinitätssäule abgetrennt, angereichert und nachgewiesen.A similar approach is also followed in WO98 / 33162A1, where a marker is used which is only physically detectable in certain concentrations. This marker is added to the product in undetectable concentration and then separated, enriched and detected using an affinity column.
Die Lehre des Dokuments WO98/28728A1 befasst sich mit dem Problem, nachzuweisen, ob ein Behälter, der mit einem Siegeletikett versehen ist, noch originalverschlossen ist oder bereits geöffnet wurde. Dazu wird ein Siegeletikett vorgesehen, das so ausgebildet ist, dass sich beim öffnen vorbestimmte Teile ablösen, während andere Stellen haften bleiben, wodurch eine untere gefärbte Schicht ihr Aussehen verändert. Dadurch lassen sich die Teile des Etiketts nicht mehr in den Ursprungszustand bringen.The teaching of document WO98 / 28728A1 deals with the problem of proving whether a container which is provided with a seal label is still closed in the original or has already been opened. For this purpose, a sealing label is provided, which is designed such that predetermined parts become detached when opened, while other places remain adhering, as a result of which a lower colored one is attached Layer changed their appearance. This means that the parts of the label can no longer be restored to their original state.
Einen anderen Weg geht der Erfinder von WO00/77496A1. Hier wird ein Verfahren zur Identifizierung eines Gegenstandes vorgeschlagen, bei dem die Reflexion elektromagnetischer Wellen als Nachweismittel verwendet wird, wobei die Reflexion beeinflusst wird durch Reaktion von zwei Polymeren miteinander, wobei das eine Polymer über metallische Cluster gebunden ist.The inventor of WO00 / 77496A1 takes a different path. Here, a method for identifying an object is proposed, in which the reflection of electromagnetic waves is used as a means of detection, the reflection being influenced by the reaction of two polymers with one another, the one polymer being bound via metallic clusters.
Weiterhin ist aus US 5,445,970A ein Verfahren zur Durchführung von Bindung- sassays bekannt, bei dem als nachweisbare Markierung ein magnetisches Material verwendet wird. Der Assoziationsgrad von Wechselwirkungspartnern, z.B. Antikörpern kann dabei durch eine von außen angelegte Zugkraft gemessen werden.Furthermore, US Pat. No. 5,445,970A discloses a method for carrying out binding assays, in which a magnetic material is used as the detectable marking. The degree of association of interaction partners, e.g. Antibodies can be measured by an external tensile force.
Vielen dieser bekannten Verfahren ist gemeinsam, dass jeweils eine spezifisch bindefähige Substanz an dem zu identifizierenden Gegenstand angebracht oder ihm zugesetzt wird und später dann das Vorhandensein dieser Substanz nachgewiesen wird. Nachteil der bekannten Verfahren ist es aber, dass die Möglichkeiten der Variation beschränkt sind und dass, sobald die verwendete Substanz bekannt ist, die Produktmarkierung nachgeahmt werden kann. In den Fällen, in denen die Verwendung mehrerer Markermoleküle vorgeschlagen wird, ist deren Nachweis aufwändig, da eine Auftrennung der Markierungen über Chromatographiesäulen erfolgen muss.Many of these known methods have in common that a specifically bindable substance is attached to or added to the object to be identified, and later the presence of this substance is then detected. The disadvantage of the known methods, however, is that the possibilities for variation are limited and that as soon as the substance used is known, the product marking can be imitated. In the cases in which the use of several marker molecules is proposed, their detection is complex since the labels have to be separated using chromatography columns.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Gegenstände sicher markiert werden können, wobei eine große Vielfalt an Codierungen möglich ist, so dass praktisch fälschungssicherer Schutz erreicht wird. Außerdem war es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren unter Verwendung mehrerer oder vieler verschiedener Markierungen und/oder Codierungen bereitzustellen, ohne dass es notwendig wird, Chromatographiesäulen oder andere Vorrichtungen zur Auftrennung einzusetzen. Zur Lösung dieses Problems wird die Fähigkeit biologischer Moleküle, spezifische Bindungen mit spezifischen Bindungspartnern einzugehen, ausgenutzt. In bevorzugten Ausführungsformen werden die Möglichkeiten herangezogen, die ein differenzieller Krafttest bietet, der Bindungskräfte vergleichen und auswerten kann.The object of the invention was therefore to provide a method with which objects can be marked securely, a large variety of codes being possible, so that protection against counterfeiting is achieved in practice. In addition, it was an object of the invention to provide a method using several or many different markings and / or codes, without it being necessary to use chromatography columns or other devices for the separation. The ability of biological molecules to form specific bonds with specific binding partners is used to solve this problem. In preferred embodiments, the possibilities that a differential force test offers, which can compare and evaluate binding forces, are used.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Nachweis der Authentizität eines Gegenstandes zur Verfügung gestellt, wobei der Gegenstand auf einer Oberfläche zumindest einen Flächenabschnitt aufweist, auf dem Partner eines spezifisch bindenden Paares in einer vorgegebenen Anordnung gebunden sind, die Oberfläche mit einer zweiten Oberfläche, die korrespondierende Flächenabschnitte aufweist, auf denen zumindest in ausgewählten Bereichen komplementäre Bindungspartner vorliegen, so in Kontakt gebracht wird, dass die Partner miteinander reagieren können, wobei mindestens einer der beiden Partner eine nachweisbare Markierung trägt, die Flächen dann getrennt werden und auf einer der beiden Flächen die entstandene Anordnung der Markierungen nachgewiesen wird, wobei sich die nach dem Trennen auf mindestens einer der beiden Oberflächen entstandene Anordnung der Markierungen von der ursprünglichen Anordnung von der gebundenen Partner und/oder Markierungen auf der Oberfläche des Gegenstands unterscheidet.According to the invention, a method for proving the authenticity of an object is provided, the object having at least one surface section on a surface on which partners of a specifically binding pair are bound in a predetermined arrangement, the surface with a second surface which has corresponding surface sections , on which complementary binding partners are present, at least in selected areas, is brought into contact in such a way that the partners can react with one another, at least one of the two partners bearing a detectable marking, the surfaces then being separated and the resulting arrangement of the Markings is detected, the arrangement of the markings that has arisen after separation on at least one of the two surfaces from the original arrangement of the bound partner and / or markings on the surface of the object ands differs.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Gegenstände zu identifizieren, indem nachweisbare Muster erzeugt werden, die erst dann entstehen, wenn zwei verschiedene Oberflächen, eine davon auf dem zu identifizierenden Gegenstand oder mit ihm verbunden, miteinander in Kontakt gebracht und anschließend getrennt werden. Das Muster wird erzeugt, indem auf den beiden Oberflächen jeweils korrespondierende Partner eines spezifisch bindenden Paares gebunden werden, von denen mindestens einer mit einer nachweisbaren Markierung versehen ist.With the method according to the invention, it is possible to identify objects by generating detectable patterns which only arise when two different surfaces, one of them on the object to be identified or connected to it, are brought into contact with one another and then separated. The pattern is generated by binding corresponding partners of a specific binding pair on the two surfaces, at least one of which is provided with a detectable marking.
Erfindungsgemäß wird somit ein nachahmungssicheres System zur Verfügung gestellt. Generell ist es schon nahezu unmöglich, das auf dem zu authentifizierenden Gegenstand vorgesehene Muster nachzuweisen, da für eine Analyse nur sehr wenig Material zur Verfügung steht und da nicht bekannt ist, welche Bindungspartner verwendet werden. Selbst wenn das auf dem Gegenstand vorhandene Muster nachgewiesen werden könnte, würde dies aber nicht zu der Kenntnis über das nach dem Trennen entstehende Muster führen.According to the invention, a counterfeit-proof system is thus made available. In general, it is almost impossible to prove the pattern provided on the object to be authenticated, since very little material is available for an analysis and it is not known which binding partners are used. Even if the pattern present on the object could be detected, this would not lead to knowledge of the pattern created after the separation.
Für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich sind somit zwei spezifisch miteinander bindende Partner, von denen mindestens einer eine Markierung trägt, sowie die Anordnung der jeweiligen Partner auf der Oberfläche. Außerdem ist es wesentlich, dass sich mindestens ein Teil der Bindepartner und/oder deren Markierung bzw. deren Position durch die Bindung mit dem jeweiligen komplementären Partner verändert, d.h. durch die Bindung mit dem komplementären Partner müssen einige der Bindepartner oder Teile davon den Ort wechseln oder die Markierung muss sich nachweisbar verändern.Essential for the method according to the invention are therefore two specifically binding partners, at least one of which bears a marking, and the arrangement of the respective partners on the surface. It is also essential that at least some of the binding partners and / or their marking or their position change due to the binding with the respective complementary partner, i.e. due to the bond with the complementary partner, some of the binding partners or parts thereof have to change location or the marking has to change demonstrably.
Zur Authentifizierung sind alle Gegenstände geeignet, die eine Oberfläche aufweisen, auf der entweder eine Markierung angebracht werden kann, oder auf die eine Markierung aufgebracht werden kann. Weiterhin sind zur Authentifizierung auch Verpackungen geeignet. Gegenstände, die gegen Nachahmung geschützt werden sollen, sind wie oben ausgeführt unter anderem teure Produkte, wie Uhren, sicherheitsrelevante Produkte, wie Ersatzteile für Flugzeuge, Dokumente, wie Ausweise und Kreditkarten. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es dabei nur wichtig, dass auf dem Gegenstand ein Flächenabschnitt zur Verfügung steht, auf dem die Bindepartner aufgebracht werden können. Bevorzugt sollte es sich dabei um einen ebenen Flächenabschnitt handeln, obwohl auch nicht ebene Oberflächen für das Verfahren geeignet sind.For authentication, all objects are suitable which have a surface on which either a marking can be applied or on which a marking can be applied. Packaging is also suitable for authentication. Objects that are to be protected against imitation, as stated above, include expensive products such as watches, security-related products such as spare parts for airplanes, documents such as ID cards and credit cards. It is only important for the method according to the invention that a surface section is available on the object on which the binding partners can be applied. It should preferably be a flat surface section, although non-flat surfaces are also suitable for the method.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind zwei Oberflächen notwendig, an oder auf denen sich Partner befinden. Die eine Oberfläche befindet sich auf dem Gegenstand, dessen Authentizität nachgewiesen werden soll. Je nach dem zu identifizierenden Gegenstand kann die Oberfläche direkt durch diesen Gegenstand gebildet werden oder aber, z.B. als Schicht, Beschichtung, Aufkleber oder Etikett, auf den Gegenstand aufgebracht werden. Die zweite O- berfläche wird getrennt von der ersten Oberfläche auf einem Träger gebildet. Beide Oberflächen müssen so ausgebildet sein, dass sie die Partner des spezifisch bindenden Paares aufnehmen und halten können. Darüber hinaus müssen die Oberflächen so beschaffen sein, dass zumindest in einem Flächenabschnitt die Bindungspartner in engen Kontakt gebracht werden können.Two surfaces are necessary for carrying out the method according to the invention, on or on which partners are located. One surface is on the object whose authenticity is to be proven. Depending on the object to be identified, the surface can be formed directly by this object or, for example, as a layer, coating, Sticker or label to be applied to the item. The second surface is formed on a carrier separately from the first surface. Both surfaces must be designed in such a way that they can accommodate and hold the partners of the specific binding pair. In addition, the surfaces must be such that the binding partners can be brought into close contact at least in one surface section.
Nicht notwendigerweise müssen die beiden Oberflächen, die in Kontakt gebracht werden sollen, flächengleich sein. Die einzige Voraussetzung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass es auf jeder der beiden Oberflächen mindestens einen Flächenabschnitt gibt, in dem Bindungspartner aufeinander treffen können. Flächenabschnitte, die aufeinandertreffen können und Bindungspartner aufweisen, die miteinander reagieren können, werden hier als "korrespondierende Flächenabschnitte" bezeichnet. Diese Flächenabschnitte können jede mögliche Geometrie aufweisen, d.h. es können ebene Dreiecke, Quadrate, Rechtecke, Kreise, andere ebene Flächen oder auch gekrümmte oder dreidimensional geformte Flächen sein, die in mindestens einem Abschnitt konturengleich sind oder durch ihre Beschaffenheit geeignet sind, miteinander in Kontakt gebracht zu werden. So können eine der beiden Oberflächen oder beide Oberflächen aus einem solchen Material sein oder eine solche Form haben, dass sie sich anpassen können, z.B. kann eine der Oberflächen die Form einer Walze oder einer Folie haben oder das Material für die Oberfläche kann weich oder gummiartig sein. Es kann auch eine gelartige Beschichtung sein.The two surfaces that are to be brought into contact need not necessarily be of the same area. The only requirement for carrying out the method according to the invention is that there is at least one surface section on each of the two surfaces in which binding partners can meet. Surface sections that can meet and have binding partners that can react with each other are referred to here as "corresponding surface sections". These surface sections can have any possible geometry, i.e. it can be flat triangles, squares, rectangles, circles, other flat surfaces or also curved or three-dimensionally shaped surfaces which have the same contours in at least one section or are suitable by their nature to be brought into contact with one another. So one of the two surfaces or both surfaces can be of such a material or have a shape that they can adapt, e.g. one of the surfaces may be in the form of a roller or a film, or the material for the surface may be soft or rubbery. It can also be a gel-like coating.
Es kann beispielsweise auf dem Gegenstand, dessen Authentizität nachgewiesen werden soll, ein Oberflächenabschnitt mit spezifisch bindefähigen Partnern, die in einem Muster angeordnet sind, vorhanden sein und die zweite Oberfläche nur einen kleinen Abschnitt davon überdecken. Selbst dann, wenn das Muster auf der ersten Oberfläche sichtbar oder nachweisbar ist, ist nicht vorhersehbar, in welchem Bereich die zweite Oberfläche Bindepartner zur Verfügung stellt. Auch hierdurch wird die Nachahmungssicherheit weiter erhöht. Das Material, aus dem die beiden Oberflächen bestehen, kann gleich oder verschieden sein und eine der beiden oder beide Oberflächen können in geeigneter Weise beschichtet sein. Bevorzugt ist entweder eine Oberfläche aus einem steifen Material und die andere aus einem elastischen Material gebildet oder beide Oberflächen sind aus elastischem Material, sodass sich die jeweiligen Flächenabschnitte der ersten und zweiten Oberfläche beim Inkontaktbringen genau aneinander anpassen können und damit ein optimaler Kontakt der einzelnen Bindungspartner möglich ist. Die Oberflächen können beispielsweise aus Glas, Po- lydimethylsiloxan (PDMS), Nylon, Polystyrol oder anderen Kunststoffen gebildet werden. Bevorzugt wird mindestens eine der beiden Oberflächen aus einem e- lastischen Material hergestellt, bevorzugt einem elastischen Kunststoff. Besonders bevorzugt wird mindestens eine Oberfläche aus einem Siloxan, insbesondere Polydimethylsiloxan, gebildet. Es sind verschiedene andere flexible Materialien oder Mischungen davon möglich. Ein anderes mögliches Material ist Polyacryla- midgel, dessen elastische Eigenschaften durch das Molekulargewicht und den Vernetzungsgrad den experimentellen Bedürfnissen angepasst werden können. Die Oberfläche kann aus einem einzigen Material, einem Gemisch von Materialien oder auch einem System von Elementen aus einem oder verschiedenen Materialien aufgebaut sein.For example, there may be a surface section with specifically bindable partners arranged in a pattern on the object whose authenticity is to be proven and the second surface only cover a small section thereof. Even if the pattern is visible or detectable on the first surface, the area in which the second surface provides binding partners cannot be predicted. This also increases the security against imitation. The material from which the two surfaces are made can be the same or different and one or both of the surfaces can be coated in a suitable manner. Either one surface is preferably made of a rigid material and the other one is made of an elastic material, or both surfaces are made of elastic material, so that the respective surface sections of the first and second surfaces can adapt exactly to one another when they are brought into contact, and thus optimal contact of the individual binding partners is possible is. The surfaces can be formed, for example, from glass, polydimethylsiloxane (PDMS), nylon, polystyrene or other plastics. At least one of the two surfaces is preferably produced from an elastic material, preferably an elastic plastic. At least one surface is particularly preferably formed from a siloxane, in particular polydimethylsiloxane. Various other flexible materials or mixtures thereof are possible. Another possible material is polyacrylic amide gel, the elastic properties of which can be adapted to the experimental requirements by means of the molecular weight and the degree of crosslinking. The surface can be constructed from a single material, a mixture of materials or also a system of elements from one or different materials.
In einer Ausführungsform wird die erste Oberfläche auf dem Gegenstand selbst gebildet. Es ist aber auch möglich auf dem Gegenstand eine Schicht oder Beschichtung aufzubringen. Möglich ist auch die Bereitstellung einer Festphase aus Glas, das derivatisiert ist, um Bindungsgruppen für die Immobilisierung eines Partners bereitzustellen. Als Beispiel kann hier silanisiertes Glas genannt werden. Diese Festphase kann dann z.B. auf der Verpackung des Gegenstandes angeordnet werden.In one embodiment, the first surface is formed on the article itself. However, it is also possible to apply a layer or coating to the object. It is also possible to provide a solid phase made of glass that is derivatized to provide binding groups for the immobilization of a partner. Silanized glass can be mentioned here as an example. This solid phase can then e.g. be placed on the packaging of the item.
Auf den beiden Oberflächen werden Bindungspartner in vorbestimmten Anordnungen gebunden. Die Anordnung der Bindungspartner auf ihren jeweiligen Oberflächen kann gleich oder verschieden sein. So können beide Oberflächen nur korrespondierende Flächenabschnitte aufweisen oder aber einander nicht kongruent überdeckende Flächenabschnitte aufweisen, in denen jeweils Bindungspartner gebunden sind. Auch die Anordnung der Bindungspartner muss in den kongruenten Flächenabschnitten nicht deckungsgleich sein, sondern kann unterschiedlich sein. So kann es sein, dass z.B. einem Bindungspartner kein Bindungspartner oder ein damit nicht spezifisch bindender Partner gegenübersteht.Binding partners are bound on the two surfaces in predetermined arrangements. The arrangement of the binding partners on their respective surfaces can be the same or different. So both surfaces can only have corresponding surface sections or not each other have congruently covering surface sections in which binding partners are bound in each case. The arrangement of the binding partners does not have to be congruent in the congruent surface sections, but can be different. It may be that, for example, a binding partner is not opposed to a binding partner or a partner that is not specifically binding.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine der beiden Oberflächen, in der Regel die nicht auf dem Gegenstand befindliche Oberfläche, eine solche Beschichtung tragen, dass eine Diffusion von Bindepartnern möglich ist, wobei rasterartig Bereiche abgetrennt sind. In diesem Fall wird dann der Kontakt der spezifisch bindefähigen Partner dadurch ermöglicht, dass beide Oberflächen so zueinander gebracht werden, dass der in der Oberflächenschicht vorhandenen Bindepartner zu der anderen Oberfläche wandern und dort auf den komplementären Bindepartner treffen kann. Für diese Ausführungsform ist eine der beiden Oberflächen bevorzugt mit einem Gel beschichtet.In a further embodiment, one of the two surfaces, as a rule the surface that is not on the object, can carry such a coating that diffusion of binding partners is possible, areas being separated in a grid-like manner. In this case, the contact of the specifically bindable partners is made possible by bringing the two surfaces together so that the binding partner present in the surface layer can migrate to the other surface and meet the complementary binding partner there. For this embodiment, one of the two surfaces is preferably coated with a gel.
Zumindest bei einem Teil der Bindepartner ist mindestens einer der beiden Bindungspartner mit einer Markierung versehen. Diese Markierungen bilden wiederum Muster. Die durch die Markierungen gebildeten Muster können vielfältig sein, der Phantasie sind hier keine Grenzen gesetzt. Erfindungswesentlich ist dabei nur, dass das vor dem In-Kontakt-Bringen der Oberflächen auf den jeweiligen Oberflächen vorhandene Muster und das nach dem In-Kontakt-Bringen und Trennen sich auf mindestens einer der beiden Oberflächen ergebende Muster voneinander verschieden sind. Unter Muster wird dabei nicht die Anordnung der Bindungspartner, sondern die Anordnung der Markierungen verstanden. Die Anordnung der Markierungen bietet viele Variationsmöglichkeiten.At least some of the binding partners have at least one of the two binding partners provided with a label. These markings in turn form patterns. The patterns formed by the markings can be varied, there are no limits to the imagination here. It is only essential to the invention that the pattern present on the respective surfaces before the surfaces are brought into contact and the pattern resulting on the surfaces after the bringing into contact and separation are different from one another. Pattern is not understood to mean the arrangement of the binding partners, but the arrangement of the markings. The arrangement of the markings offers many variation options.
Weitere Variationsmöglichkeiten ergeben sich auch durch die Auswahl der Markierung. Als Markierung kann für das erfindungsgemäße Verfahren jede analytisch nachweisbare Gruppe oder Substanz eingesetzt werden. Unter Markierung wird im Rahmen der Erfindung dabei eine Eigenschaft verstanden, durch die sich einige Bindungspartner von anderen unterscheiden, und die nachweisbar ist. Bevorzugt werden physikalisch nachweisbare Parameter herangezogen. Insbesondere kommen für die Markierung radioaktive Atome oder Gruppen, die eine Änderung optischer oder elektrischer Eigenschaften bewirken, in Betracht. Alle dem Fachmann bekannten Reportergruppen sind hier geeignet. Beispiele sind radioaktive Marker wie 3H, 14C, 35S, fluoreszierende, lumineszierende, chro- mophore Gruppierungen oder Farbstoffe, Metalle oder leitfähige Gruppen, aber auch Substrate von Enzymen oder Reporterenzyme. Bevorzugt werden fluoreszierende oder chromophore Gruppen als Markierung verwendet. Bei der Verwendung von Proteinen als Bindungspartner kommt auch eine Anfärbung der an der Oberfläche gebundenen Proteinsubstanz, z.B. mit Silber oder mit Coomas- sie-Blue in Betracht.Further options for variation also result from the selection of the marking. Any analytically detectable group or substance can be used as a marker for the method according to the invention. In the context of the invention, labeling is understood to mean a property by which some binding partners differ from others and which is detectable. Physically detectable parameters are preferably used. In particular, radioactive atoms or groups which bring about a change in optical or electrical properties come into consideration for the marking. All reporter groups known to the person skilled in the art are suitable here. Examples are radioactive markers such as 3 H, 14 C, 35 S, fluorescent, luminescent, chromophore groups or dyes, metals or conductive groups, but also substrates of enzymes or reporter enzymes. Fluorescent or chromophoric groups are preferably used as the label. When proteins are used as binding partners, it is also possible to stain the protein substance bound to the surface, for example with silver or with Coomas-blue.
Mindestens einer der beiden spezifisch bindenden Partner weist eine Markierung auf. Vorzugsweise handelt es sich bei der Markierung um einen Fluoreszenzfarbstoff, beispielsweise Fluoresceinisothiocyanat (FITC), Fluorescein, Rhoda- min, Tetramethylrhodamin-5-(und-6)-isothiocyanat (TRITC), Texas Red, Cyanin- farbstoffe (CY3 oder CY5) usw. Fluoreszenzfarbstoffe sind vorteilhaft, da sie in sehr geringer Menge nachgewiesen werden können. In der Regel ist die Markierung kovalent mit dem Bindepartner verbunden.At least one of the two specifically binding partners has a label. The label is preferably a fluorescent dye, for example fluorescein isothiocyanate (FITC), fluorescein, rhodamine, tetramethylrhodamine 5 (and 6) isothiocyanate (TRITC), Texas Red, cyanine dyes (CY3 or CY5), etc. Fluorescent dyes are advantageous because they can be detected in very small amounts. As a rule, the label is covalently linked to the binding partner.
Es können pro spezifisch bindendem Paar auch mehrere Markierungen verwendet werden und es können für jeweils gleiche Bindungspartner unterschiedliche Markierungen verwendet werden, wobei z.B. Partner verschiedener Bindungspaare oder z.B. die beiden Partner eines Paares unterschiedlich markiert sein können. Im letzteren Fall könnte beispielsweise für den Fall fluoreszierender Markierungen ein Muster erzeugt werden, wobei an Stellen, an denen eine spezifische Bindung erfolgt ist, eine "Mischfarbe" entsteht, während an Stellen, an denen nur ein Bindungspartner ist, die reine Farbe erhalten bleibt. Auch dies erweitert die Möglichkeiten für Variationen. Bei der Verwendung von verschiedenen fluoreszierenden Markierungen können solche verwendet werden, die jeweils durch Licht gleicher Wellenlänge oder durch Strahlung verschiedener Wellenlängen angeregt werden. Wesentlich für die Erfindung ist es, dass sich die Anordnung der Markierungen durch das Inkontaktbringen der spezifisch bindenden Partner und deren Bindung verändert. Dies kann z.B. geschehen, indem die Markierung bei der Bindung verändert wird, indem zumindest die Teile eines Bindepartners, die die Markierung tragen, den Ort wechseln oder indem durch das Zustandekommen der spezifischen Bindung der Bindepartner die Oberfläche, an der er immobilisiert ist, verlässt. Bevorzugt verändert sich die Anordnung der Markierungen dadurch, dass einige der Bindepartner durch Eingehen der spezifischen Bindung von ihrem Immobilisierungsort gelöst werden.It is also possible to use several markings per specific binding pair and different markings can be used for the same binding partner, for example partners of different binding pairs or eg the two partners of a pair can be marked differently. In the latter case, for example, a pattern could be generated for the case of fluorescent markings, a "mixed color" being formed at locations where specific binding has taken place, while the pure color is retained at locations where there is only one binding partner. This also extends the possibilities for variations. When using different fluorescent markings, those can be used which are each excited by light of the same wavelength or by radiation of different wavelengths. It is essential for the invention that the arrangement of the markings changes as a result of bringing the specifically binding partners into contact and their binding. This can be done, for example, by changing the marking during the binding, by at least changing the location of the parts of a binding partner that carry the marking, or by the specific binding of the binding partner leaving the surface on which it is immobilized. The arrangement of the markings preferably changes in that some of the binding partners are released from their immobilization site by entering into the specific binding.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Vergleich der Bindungskräfte verschiedener Bindungen ausgenutzt, wie in der Anmeldung der Anmelderin, PCT/EP01/09206, mit dem Titel "Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung und/oder zum Nachweis eines Bindekomplexes" beschrieben, um einen von zwei Bindepartnern eines spezifisch bindenden Paares von der Oberfläche, an die er anfangs gebunden ist, zu entfernen. Dabei kann es sich sowohl um den an dem zu authentifizierenden als auch den auf der zweiten Oberfläche immobilisierten Bindepartner handeln.In a particularly preferred embodiment of the present invention, a comparison of the binding forces of different bonds is used, as described in the applicant's application, PCT / EP01 / 09206, entitled "Method and device for characterizing and / or detecting a binding complex" in order to remove one of two binding partners of a specific binding pair from the surface to which it is initially bound. This can be both the binding partner immobilized on the one to be authenticated and on the second surface.
Als spezifisch bindefähige Paare kommen die verschiedensten miteinander bindefähigen Partner in Betracht, wobei sich die Spezifität der Bindung sowohl auf einen speziellen Partner beziehen kann, wie z.B. Antigen-zugehöriger Antikörper oder Biotin-Avidin/Streptavidin, als auch auf eine Gruppe oder Klasse von Verbindungen, z.B. Antikörper-Protein A. Beispiele für spezifisch bindende Partner sind: Antikörper, Peptide, andere Scaffold-Proteine, DNA, RNA, RNA-Aptamere und somit die Paare Antigen-Antikörper, Hapten-Antikörper, Anti-Idiotyp- Antikörper-Antikörper, DNA-DNA, RNA-RNA, DNA-RNA, RNA-Aptamer-Peptid, Rezeptor-Ligand, Lectin-Zucker, Zinkfingerprotein-DNA, Enzym-Substrat, Biotin- Avidin/Streptavidin usw., sowie die jeweiligen Derivate oder Analoga. So können an Stelle von Antikörpern deren bindefähige Fragmente und an Stelle von DNA Nucleinsäurederivate etc. verwendet werden. In einer Ausführungsform werden als Bindungspaar Antikörper und eine Substanz mit einem von diesem erkannten Epitop, wie Antigene, Haptene oder Anti- Idiotyp-Antikörper, verwendet. Unter dem Begriff "Antikörper" werden in der vorliegenden Beschreibung auch Antikörperfragmente oder Antikörperderivate, sowie funktioneile Fragmente von Antikörpern oder Derivate davon, die das Epitop erkennen und binden können, verstanden. Die Antikörper können polyklonale oder monoklonale Antikörper sein, bevorzugt sind aber monoklonale Antikörper. Bekannte Fragmente und Derivate sind Fv-, Fab-, Fab'- oder F(ab')2-Fragmente, "single-chain antibody fragments", bispezifische Antikörper, chimäre Antikörper, humanisierte Antikörper sowie Fragmente, die CDRs (complementarity determi- ning regions) enthalten, die ein Epitop des Bindungspartners erkennen.A wide variety of partners capable of binding to one another can be considered as specifically bindable pairs, the specificity of the binding being able to relate both to a specific partner, such as, for example, antigen-associated antibodies or biotin-avidin / streptavidin, and to a group or class of compounds, eg antibody-protein A. Examples of specifically binding partners are: antibodies, peptides, other scaffold proteins, DNA, RNA, RNA aptamers and thus the pairs of antigen-antibody, hapten-antibody, anti-idiotype-antibody-antibody, DNA -DNA, RNA-RNA, DNA-RNA, RNA aptamer peptide, receptor ligand, lectin sugar, zinc finger protein DNA, enzyme substrate, biotin-avidin / streptavidin etc., as well as the respective derivatives or analogues. So instead of antibodies their bindable fragments and instead of DNA nucleic acid derivatives etc. can be used. In one embodiment, antibodies and a substance with an epitope recognized by it, such as antigens, haptens or anti-idiotype antibodies, are used as the binding pair. In the present description, the term “antibody” is also understood to mean antibody fragments or antibody derivatives, as well as functional fragments of antibodies or derivatives thereof, which can recognize and bind the epitope. The antibodies can be polyclonal or monoclonal antibodies, but monoclonal antibodies are preferred. Known fragments and derivatives are Fv, Fab, Fab 'or F (ab') 2 fragments, "single-chain antibody fragments", bispecific antibodies, chimeric antibodies, humanized antibodies and fragments which determine CDRs (complementarity) regions) that recognize an epitope of the binding partner.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden als Partner des spezifisch bindenden Paares Nucleinsäuren wie DNA (Desoxyribonucleinsäure) oder RNA (Ribonucleinsäure) und künstliche Nucleinsäuren wie LNA (Locked Nucleic Acid) und PNA (Peptide Nucleic Acid) und dreidimensionale Strukturen aus Nucleinsäuren, bevorzugt Aptamere, verwendet.In a particularly preferred embodiment, nucleic acids such as DNA (deoxyribonucleic acid) or RNA (ribonucleic acid) and artificial nucleic acids such as LNA (Locked Nucleic Acid) and PNA (peptide nucleic acid) and three-dimensional structures of nucleic acids, preferably aptamers, are used as partners of the specifically binding pair ,
Die Immobilisierung der Bindepartner, z.B. der Antikörper, Fragmente oder Derivate davon oder von Nucleinsäuren, kann in an sich bekannter Weise erfolgen, es kommen sowohl kovalente als auch nicht-kovalente Bindungen und Bindungen direkt an die Oberfläche oder über Brückenmoleküle inbetracht. Bevorzugt ist einer der beiden Partner des spezifisch bindenden Paares permanent immobilisiert und der andere so gebunden, dass die Bindung an die Oberfläche aufgeht, sobald die Bindung zum Bindungspartner erfolgt. Unter einer permanenten Bindung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Bindung verstanden, die vor dem Inkontaktbringen der Oberflächen im Wesentlichen stabil bleibt und sich auch durch Bindung des Bindungspartners an sein spezifisches Pendant nicht löst. Eine permanente Bindung kann z.B. über funktioneile Gruppen, die der Bindepartner aufweist oder die in das Molekül eingeführt wurden, an funktioneile Gruppen, die die Oberfläche bereitstellt, erfolgen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass mindestens einer der beiden Partner des spezifisch bindefähigen Paares nicht direkt an die Oberfläche bindet, sondern entweder über Brückenmoleküle, die auf der Oberfläche immobilisiert sind, oder über ein weiteres spezifisch bindendes Paar.The binding partners, for example the antibodies, fragments or derivatives thereof or nucleic acids, can be immobilized in a manner known per se, both covalent and non-covalent bonds and bonds directly to the surface or via bridge molecules are considered. One of the two partners of the specific binding pair is preferably permanently immobilized and the other is bound in such a way that the binding to the surface opens as soon as the binding to the binding partner takes place. In the context of the present invention, a permanent bond is understood to mean a bond which remains essentially stable before the surfaces are brought into contact and does not become detached even when the binding partner binds to its specific counterpart. Permanent bonding can take place, for example, via functional groups which the binding partner has or which have been introduced into the molecule to functional groups which are provided by the surface. According to the present invention, it is preferred that at least one of the two partners of the specifically bindable pair does not bind directly to the surface, but rather either via bridge molecules which are immobilized on the surface or via a further specifically binding pair.
Eine bevorzugte Methode besteht darin, einen Partner zu biotinylieren und über ein Streptavidinmolekül mit der ebenfalls biotinylierten Oberfläche zu verbinden. Monoklonale Antikörper können chemisch aktiviert werden, indem man bestimmte Gruppen ihrer Glycosylierungen zu Aldehydgruppen oxidiert. Diese Aldehydgruppen können wiederum Aminogruppen oder Hydrazidgruppen einer modifizierten Oberfläche binden (siehe Solomon et al., Journal of Chromatographie, 1990, Bd. 510, 321-329). Eine weitere Methode, die dem Fachmann geläufig ist, ist die Konjugation von Aminogruppen des Antikörpers mit Carboxygrup- pen einer Oberfläche durch den Einsatz von Ethyl-(Dimethylamino)- Carbodiimid/N-Hydroxy-Succinimid.A preferred method is to biotinylate a partner and to connect it to the likewise biotinylated surface via a streptavidin molecule. Monoclonal antibodies can be activated chemically by oxidizing certain groups of their glycosylations to aldehyde groups. These aldehyde groups can in turn bind amino groups or hydrazide groups on a modified surface (see Solomon et al., Journal of Chromatographie, 1990, Vol. 510, 321-329). Another method which is known to the person skilled in the art is the conjugation of amino groups of the antibody with carboxy groups of a surface by using ethyl- (dimethylamino) -carbodiimide / N-hydroxy-succinimide.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Nachweis der Authentizität eines Gegenstandes wird jeweils einer der Partner über eine Haftbindung an die Oberfläche gebunden und der andere über eine Detektorbindung gebunden, wobei die Bindungskraft der Detektorbindung bei einer von außen angelegten Zugkraft kleiner als die Bindungskraft der spezifischen Bindung der beiden Partner und kleiner als die Bindungskraft der Haftbindung ist.In a preferred embodiment of the method according to the invention for verifying the authenticity of an object, one of the partners is bound to the surface via an adhesive bond and the other is bound via a detector bond, the binding force of the detector bond being less than the binding force of the specific one when the tensile force is applied from the outside Binding of the two partners and less than the binding force of the adhesive bond.
Die Bindung der beiden Partner erfolgt in dieser Ausführungsform derart, dass nur einer der beiden Partner über eine hier als Haftbindung bezeichnete Bindung an eine Oberfläche gebunden wird, während der andere zugehörige Partner über eine hier als Detektorbindung bezeichnete Bindung an die andere Oberfläche gebunden wird.In this embodiment, the two partners are bound in such a way that only one of the two partners is bound to a surface via a bond referred to here as adhesive bond, while the other associated partner is bound to the other surface via a bond referred to here as detector binding.
"Haftbindung" ist dabei eine Form der permanenten Bindung und bedeutet, dass die Bindung des Partners an die Oberfläche so stark ist, dass bei einem auf beide über die spezifische Bindung verbundenen Partner ausgeübten Zug die Haft- bindung nicht geöffnet wird und der Partner immobilisiert bleibt, dass sich stattdessen vielmehr die Detektorbindung löst, und dass die Haftbindung nicht ohne weiteres unter den Anwendungsbedingungen gelöst wird."Adhesive bond" is a form of permanent bond and means that the bond of the partner to the surface is so strong that with a pull exerted on both partners connected via the specific bond, the adhesive bond bond is not opened and the partner remains immobilized, that instead the detector bond loosens and that the adhesive bond is not easily released under the application conditions.
Unter "Detektorbindung" wird hier eine Bindung verstanden, deren Bindungsaffinität groß genug ist, um den anderen Partner des spezifisch bindenden Paares an der Oberfläche gebunden zu halten, solange bis der Kontakt mit dem anderen Partner entsteht, deren Bindungskraft unter einem von außen angelegten Zug aber schwächer ist, als die Kraft der spezifischen Bindung zwischen den Partnern und die Kraft der Haftbindung, mit der der andere Partner gebunden ist, so dass dann, wenn auf beide über die spezifische Bindung verbundenen Partner ein Zug ausgeübt wird, die Detektorbindung gelöst wird und damit der über die Detektorbindung gebundene Partner an dem über die Haftbindung gebundenen Partner haften bleibt und von der Oberfläche abgelöst wird. Die Detektorbindung wird bevorzugt so ausgebildet, dass sie unter den Versuchsbedingungen unter einer angelegten Kraft stärker ist, als die unspezifische Bindung an eine ggf. in geeigneter Weise präparierte korrespondierende Oberfläche, so dass der über die Detektorbindung immobilisierte Partner an "seiner" Oberfläche gebunden bleibt, wenn er nicht auf einen spezifisch bindefähigen Partner trifft."Detector binding" is understood here to mean a binding whose binding affinity is large enough to keep the other partner of the specific binding pair bound to the surface until contact is made with the other partner, but whose binding force is caused by an externally applied pull is weaker than the force of the specific bond between the partners and the force of the adhesive bond with which the other partner is bound, so that if a pull is exerted on both partners connected via the specific bond, the detector bond is released and thus the partner bound via the detector bond remains attached to the partner bound via the adhesive bond and is detached from the surface. The detector binding is preferably designed in such a way that under the test conditions it is stronger under an applied force than the non-specific binding to a corresponding surface, which may be suitably prepared, so that the partner immobilized via the detector binding remains bound to "its" surface, if he does not meet a specifically bindable partner.
Unter "Bindepartner" oder Partner eines spezifisch bindenden Paares wird in der Regel im Rahmen der Erfindung ein einzelner Partner eines Paares verstanden. Auf einem Flächenabschnitt können viele gleiche Partner, jeweils eine Anzahl von beiden Partnern eines Bindungspaares oder aber verschiedene Partner von verschiedenen Paaren gebunden sein.In the context of the invention, “binding partner” or partner of a specifically binding couple is generally understood to mean a single partner of a couple. Many identical partners, a number of both partners of a binding pair, or different partners of different pairs can be bound on a surface section.
Bei einem Kraftvergleich, wie er bei dieser Ausführungsform ausgenutzt wird, kann die Größe der Kraft von der Zugrate abhängig sein. In diesem Fall kann daher die Rate der angelegten Zugkraft unter Umständen ein wichtiger Parameter sein, da die Trennkräfte bei verschiedenen Kraftraten variieren können. In diesen Fällen sollte daher, um die Kräfte vergleichen zu können, die Zugrate beachtet werden. Bei anderen Ausführungsformen, z.B. den weiter unten beschrie- benen "Unzip"-systemen ist dagegen die Zugrate unter den beschriebenen Bedingungen nicht wichtig.In the case of a force comparison, as is used in this embodiment, the magnitude of the force can depend on the pulling rate. In this case, the rate of the tensile force applied can be an important parameter under certain circumstances, since the separating forces can vary at different force rates. In these cases, in order to be able to compare the forces, the pull rate should be taken into account. In other embodiments, for example the one described below In contrast, the "Unzip" systems, the pull rate is not important under the conditions described.
Wenn somit zwei Oberflächen miteinander in Kontakt gebracht werden, wobei z.B. auf einer Oberfläche Partner eines spezifisch bindenden Paares durch Haftbindung immobilisiert sind, während auf der anderen Oberfläche Partner durch Detektorbindung gebunden sind, und die Partner Gelegenheit haben, miteinander die spezifische Bindung einzugehen, was durch das Inkontaktbringen ermöglicht wird, so entsteht beim Trennen der Oberflächen auf die drei bestehenden Bindungen - Haftbindung, spezifische Bindung, Detektorbindung - ein Zug und es wird die unter der angelegten Kraft schwächste der drei Bindungen - die Detektorbindung - getrennt. Die Haftbindung und die spezifische Bindung bleiben bestehen. Dadurch wandert der über eine Detektorbindung immobilisierte Partner, wenn er auf seinen Bindepartner trifft, mit diesem mit und auf die andere Oberfläche.Thus, when two surfaces are brought into contact, e.g. Partners of a specific binding pair are immobilized on one surface by adhesive bonding, while partners on the other surface are bound by detector binding, and the partners have the opportunity to form the specific bond with one another, which is made possible by the contacting, so occurs when the surfaces are separated the three existing bonds - adhesive bond, specific bond, detector bond - one pull and the weakest of the three bonds under the applied force - the detector bond - is separated. The adhesive bond and the specific bond remain. As a result, the partner immobilized via a detector bond, when he meets his binding partner, moves with him with and onto the other surface.
Da in der Regel mindestens einer der beiden Partner eines spezifisch bindenden Paares eine Markierung trägt, ist nach dem Trennen der beiden Oberflächen bei Paaren, die dem Krafttest ausgesetzt waren, die Markierung auf der Oberfläche, an der ein Partner über die Haftbindung gebunden ist, während an der Oberfläche, an der ein Partner durch eine Detektorbindung gebunden war und dieser Partner auf einen komplementären Partner traf, die Markierung verschwunden ist. Für das erfindungsgemäße Verfahren können beide Fälle ausgewertet werden, d.h. es kann sowohl die Markierung bestimmt als auch deren Fehlen oder ihre Veränderung festgestellt werden.Since at least one of the two partners of a specific binding pair usually bears a label, after separating the two surfaces for couples that have been subjected to the force test, the marking on the surface to which a partner is bonded via the adhesive bond is during on the surface to which a partner was bound by a detector bond and this partner met a complementary partner, the marking has disappeared. Both cases can be evaluated for the method according to the invention, i.e. the marking can be determined as well as its absence or its change can be determined.
Auf diese Weise ist es möglich, eine Vielzahl von Mustern zu erzeugen, die auch in einfacher Weise variiert werden können, so dass es unmöglich ist, die Muster nachzuahmen. Da sowohl die Art der bindenden Partner als auch deren Position und Anzahl als auch die Art ihrer jeweiligen Bindung variiert werden kann, ist es unmöglich, herauszufinden, wie das nach Inkontaktbringen und Trennen der beiden Oberflächen erzeugte Muster aussehen wird, selbst wenn das Muster auf einer der beiden Oberflächen bekannt ist. Da außer der Art der Markierung auch die Art der Bindung für das entstehende Muster wesentlich ist, lässt sich aus der Kenntnis der auf einer Oberfläche gebundenen Partner nicht ableiten, wie dieses Muster verändert und/oder ergänzt wird durch Kontakt mit der zweiten Oberfläche und dem anschließenden Trennen der beiden. Darüber hinaus kann nicht nur die Art, Anzahl, und Position der bindenden Partner und Markierung und die Art der Bindung beliebig variiert werden, sondern es ist auch möglich, für einen Bindungspartner eines Bindungspaares verschiedene damit spezifisch bindende Partner vorzusehen, z.B. einerseits verschiedene Antikörper und andererseits Protein A etc. Auch die Verteilung der Markierung(en) auf die Bindepartner kann variiert werden.In this way it is possible to generate a large number of patterns, which can also be varied in a simple manner, so that it is impossible to imitate the patterns. Since the nature of the binding partners as well as their position and number as well as the nature of their respective binding can be varied, it is impossible to find out what the pattern created after contacting and separating the two surfaces will look like, even if the pattern is on one of the two surfaces is known. As well as the type of marking the type of binding is essential for the resulting pattern cannot be derived from the knowledge of the partners bound on one surface, how this pattern is changed and / or supplemented by contact with the second surface and the subsequent separation of the two. In addition, not only can the type, number, and position of the binding partner and marker and the type of binding be varied as desired, but it is also possible to provide different binding partners for a binding partner of a binding pair, for example different antibodies on the one hand and on the other hand Protein A etc. The distribution of the label (s) among the binding partners can also be varied.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, sowohl die Art, Position und Anzahl der Markierungen, als auch Position und Anzahl der bindenden Partner als auch die Art der Bindung als auch Vorhandensein oder nicht eines Bindepartners beliebig zu variieren. Es werden daher verschiedene Muster erhalten, je nachdem ob bzw. wo für ein Bindepaar die Haftbindung an der ersten oder zweiten Oberfläche vorgesehen wird, je nachdem welche Markierung an welcher Stelle oder an welchem Bindepartner jeweils verwendet wird, je nachdem wie viele verschiedene Partner an welcher Stelle verwendet werden, je nachdem wie viele verschiedene Markierungen verwendet werden und ob jeweils für einen Partner an der korrespondierenden Stelle der anderen Oberfläche ein Bindepartner vorhanden ist. So kann beispielsweise auf dem zu authentifizierenden Gegenstand ein Muster gebildet werden, das dann nach Inkontaktbringen und anschließendem Trennen verändert oder ergänzt wird. Es ist auch möglich, dass der Flächenabschnitt, der zur Identifizierung des Gegenstandes dient, gleichförmig mit Partnern eines spezifisch bindenden Paares, die entweder alle eine Markierung aufweisen oder die alle unmarkiert sind, versehen ist und sich erst nach Inkontaktbringen und Trennen ein Muster ergibt. Ein Muster kann sowohl auf einer der beiden Oberflächen als auch auf beiden entstehen. Das entstehende Muster kann beispielsweise ein Logo, ein Markenzeichen, ein Hinweis etc. sein.In the method according to the invention, it is possible to vary the type, position and number of markings as well as the position and number of binding partners as well as the type of binding as well as the presence or not of a binding partner. Different patterns are therefore obtained, depending on whether or where the adhesive bond is provided on the first or second surface for a binding pair, depending on which marking is used at which location or on which binding partner, depending on how many different partners on which Depending on how many different markings are used and whether there is a binding partner for a partner at the corresponding position on the other surface. For example, a pattern can be formed on the object to be authenticated, which is then changed or supplemented after it has been brought into contact and then separated. It is also possible that the surface section which is used to identify the object is uniformly provided with partners of a specifically binding pair, who either all have a marking or which are all unmarked, and a pattern only results after contacting and separation. A pattern can be created on one of the two surfaces or on both. The resulting pattern can be, for example, a logo, a trademark, a note, etc.
In einer bevorzugten Ausführungsform, die unten noch weiter erläutert wird, wird einer der beiden Bindepartner über ein weiteres spezifisch bindendes Paar, be- sonders bevorzugt über komplementäre Nucleinsäurestränge, an einer Oberfläche immobilisiert.In a preferred embodiment, which is explained in more detail below, one of the two binding partners is connected via a further specific binding pair, particularly preferably immobilized on a surface via complementary nucleic acid strands.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass an beide Oberflächen, insbesondere den auf dem Gegenstand angeordneten Flächenabschnitt, nicht nur jeweils eine Art von Partnern eines Bindepaares, sondern entweder beide Arten von Partnern oder sogar Partner verschiedener Bindepaare gebunden werden.According to the invention, it is preferred that not only one type of partner of a binding pair, but either both types of partners or even partners of different binding pairs are bound to both surfaces, in particular the surface section arranged on the object.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Partner des spezifisch bindenden Paares in vorbestimmten Bereichen angeordnet, wobei die Bereiche rasterartig angeordnet sind. Dabei werden einzelne Bereiche als "Spot" bezeichnet. Für die Anordnung der Partner gibt es dabei vielfältige Möglichkeiten.In a preferred embodiment, the partners of the specifically binding pair are arranged in predetermined areas, the areas being arranged in a grid-like manner. Individual areas are referred to as "spots". There are various options for arranging the partners.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Auswahl der zu bindenden Partner sehr flexibel gestaltet werden kann. So können eine, wenige oder viele verschiedene Arten von Partnern auf beiden Oberflächen angeordnet werden. Es können z.B. viele verschiedene Partner bzw. Partner vieler verschiedener Bindepaare spezifisch in ausgewählten Spots auf dem Flächenabschnitt gebunden werden.An advantage of the invention is that the selection of the partners to be bound can be made very flexible. One, a few, or many different types of partners can be arranged on both surfaces. For example, many different partners or partners of many different binding pairs are specifically bound in selected spots on the surface section.
Die beiden Oberflächen werden so miteinander in Kontakt gebracht, dass die Bindepartner in ausreichend hoher Effizienz binden können.The two surfaces are brought into contact so that the binding partners can bind with sufficient efficiency.
Um unspezifische Wechselwirkungen der Bindepartner mit der Oberfläche zu minimieren, kann die Oberfläche entweder durch die Anbindung von Proteinsubstanzen oder Polymeren, z.B. durch die Anbindung von Polyethylenglycol passi- viert werden und/oder es können Polymere zur Bindung der Bindepartner an die Oberfläche eingesetzt werden.In order to minimize non-specific interactions of the binding partners with the surface, the surface can either be bound by protein substances or polymers, e.g. passivated by the binding of polyethylene glycol and / or polymers can be used to bind the binding partners to the surface.
Die Partner werden jeweils auf einem vorbestimmten Bereich immobilisiert, wobei dieser Bereich durchgehend, rasterartig, in beliebigen Mustern angelegt sein kann. Die Gestaltung der Bereiche ist beliebig unter der Voraussetzung, dass bei dem Inkontaktbringen der zwei Oberflächen Flächenabschnitte vorliegen, in de- nen bindefähige Partner aufeinander treffen können. Erfindungsgemäß ist es dabei durchaus möglich, dass auch in einem Flächenabschnitt nicht jeder Bindepartner auf einen entsprechenden komplementären Partner trifft, sondern dass einigen Partnern auch kein Partner oder ein nicht bindefähiger Partner gegenüberliegt. All dies dient dazu, die Variabilität der entstehenden Muster groß zu halten. In einer Ausführungsform ist eine Oberfläche durchgehend mit Bindungspartnern belegt, während die zweite Oberfläche nur in bestimmten Abschnitten Bindungspartner aufweist. In anderen Ausführungsformen sind auf beiden Oberflächen jeweils in vorbestimmten Bereichen Bindungspartner vorhanden, wobei nach Bedarf die Bereiche, die sich gegenüberliegen, deckungsgleich sind oder einander überlappen können. So ist es auch möglich, dass auf den beiden Oberflächen jeweils unterschiedliche Muster von gebundenen Partnern vorgesehen sind, von denen jeweils nur Teilbereiche beim Inkontaktbringen der Oberfläche miteinander in Berührung kommen, während andere Teilbereiche beim Kontakt ohne gegenüberliegenden Partner oder zumindest ohne bindefähigen Partner sind.The partners are each immobilized on a predetermined area, which area can be laid out continuously, in a grid pattern, in any pattern. The design of the areas is arbitrary, provided that when the two surfaces are brought into contact there are surface sections in which able partners to meet each other. According to the invention, it is entirely possible that not every binding partner encounters a corresponding complementary partner in a surface section, but that some partners do not have a partner or a partner who is not capable of binding. All of this serves to keep the variability of the resulting patterns large. In one embodiment, one surface is continuously covered with binding partners, while the second surface has binding partners only in certain sections. In other embodiments, binding partners are present on both surfaces in predetermined areas, the areas which lie opposite one another being congruent or being able to overlap one another as required. It is also possible that different patterns of bound partners are provided on each of the two surfaces, only partial areas of which come into contact with one another when the surface is brought into contact, while other partial areas are in contact with no opposite partner or at least without a partner capable of binding.
Die Bindung der Partner an die Oberflächen kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. Um die Zugänglichkeit der für die spezifische Bindung erantwortlichen Region optimal zu gewährleisten, erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform die Bindung an die Oberfläche über brückenartige oder rechenartige Moleküle, deren einer Teil an die Oberfläche bindet, z.B. über speziell vorgesehene funkti- onelle Gruppen, und deren anderer Teil für die Bindung des Partners zur Verfügung steht.The partners can be bound to the surfaces in different ways. In order to optimally ensure the accessibility of the region responsible for the specific binding, in a preferred embodiment the binding to the surface takes place via bridge-like or rake-like molecules, some of which bind to the surface, e.g. via specially provided functional groups, and the other part of which is available for binding the partner.
Die Bindung der Partner an die beiden Oberflächen kann über gleiche oder unterschiedliche Moleküle erfolgen. Die Brückenmoleküle können auf die jeweiligen Bindungspartner zugeschnitten werden. Es können sowohl kurzkettige Brückenmoleküle als auch langkettige Polymere zur Bindung der Bindungspartner verwendet werden. Bei kurzkettigen Partnern liegt die Länge der Kette in der Regel in einem Bereich von 2 bis 20 Atomen, wobei die Kettenatome in der Regel Kohlenstoffatome, Stickstoffatome, ggf. in Kombination mit Sauerstoff sind und wobei Brückenatome Seitengruppen tragen können. Auch die Verwendung von Metallkomplexen wird in Betracht gezogen. Falls Polymere zur Anbindung der Bindungspartner verwendet werden, so kommen hier die für diesen Zweck bekannten Polymere in Betracht. Die Kettenlänge sollte dabei so eingestellt werden, dass der zu bindende Partner einen geeigneten Abstand von der Oberfläche hat und für den anderen Bindungspartner zugänglich ist. Das Polymer kann dabei gleichzeitig dazu dienen, die Oberfläche abzuschirmen, um unspezifische Bindungen zu unterdrücken.The partners can be bound to the two surfaces by the same or different molecules. The bridge molecules can be tailored to the respective binding partner. Both short-chain bridge molecules and long-chain polymers can be used to bind the binding partners. In the case of short-chain partners, the length of the chain is generally in the range from 2 to 20 atoms, the chain atoms generally being carbon atoms, nitrogen atoms, possibly in combination with oxygen, and bridging atoms can carry side groups. Even the use of Metal complexes are being considered. If polymers are used to bind the binding partners, the polymers known for this purpose come into consideration here. The chain length should be set so that the partner to be bound is at a suitable distance from the surface and is accessible to the other binding partner. The polymer can also serve to shield the surface in order to suppress non-specific bonds.
Die Partner des spezifisch bindefähigen Paares, die in einer Haftbindung an die Oberfläche gebunden werden, können, wie vorher beschrieben, über ein Brückenmolekül gebunden werden, und/oder über ein weiteres spezifisch bindendes Paar. In diesem Fall sollte das weitere spezifisch bindende Paar eine solche Bindungskraft aufweisen, dass die Bindung unter dem auf die sich bildenden Bindungen ausgeübten Zug nicht aufgeht und den Bindungspartner an der Oberfläche hält. Beispiele hierfür sind z.B. biotinylierte Antikörper und eine mit Streptavi- din beschichtete Oberfläche etc.The partners of the specifically bindable pair, which are bound to the surface in an adhesive bond, can, as described above, be bound via a bridge molecule and / or via a further specifically binding pair. In this case, the further specifically binding pair should have such a binding force that the binding does not open under the tension exerted on the bonds that form and keeps the binding partner on the surface. Examples of this are e.g. biotinylated antibodies and a surface coated with streptavidin etc.
Wenn zur Immobilisierung eines Bindungspartners ein weiteres spezifisch bindendes Paar verwendet wird, das im folgenden als Detektorpaar bezeichnet wird, so liefert dieses die Detektorbindung und hat eine ausreichend hohe Affinität bzw. eine ausreichend geringe Dissoziationsrate. Dadurch wird verhindert, dass der Bindungspartner sich von der Oberfläche löst oder abdissoziiert, bevor er mit dem anderen Bindungspartner in Kontakt kommen konnte. Gewünscht ist für die Detektorbindung also eine hohe Affinität bzw. eine geringe Dissoziationsrate bei gleichzeitig geringer Stabilität unter einer von außen angelegten Zugkraft. Wird die Bindungsweite bei gleicher Aktivierungsenergie größer, vermindert sich die Kraft, die ausreicht, um die Bindung zu trennen. Die Stabilität der Detektorbindung wird so eingestellt, dass sie unter einer von außen angelegten Zugkraft schwächer als die Haftbindung ist.If a further specifically binding pair is used to immobilize a binding partner, which is referred to below as a detector pair, then this provides the detector binding and has a sufficiently high affinity or a sufficiently low dissociation rate. This prevents the binding partner from detaching or dissociating from the surface before it could come into contact with the other binding partner. A high affinity or a low dissociation rate with simultaneously low stability under an externally applied tensile force is therefore desired for the detector binding. If the bond width increases with the same activation energy, the force sufficient to separate the bond is reduced. The stability of the detector bond is set so that it is weaker than the adhesive bond under an external tensile force.
Bevorzugt werden als Detektorpaar zur Immobilisierung eines Bindepartners an der Oberfläche zwei komplementäre Nucleinsäurestränge verwendet. Die für die Immobilisierung verwendeten komplementären Nucleinsäurestränge können je- weils sowohl über das 3'- als auch das 5'-Ende gebunden werden. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es nun vorteilhaft, wenn die Bindung so erfolgt, dass beim Ausüben einer Zugkraft auf die hybridisierten Stränge, die Bindungen reißverschlußartig aufgehen können. In einer Ausführungsform wird der Bindepartner an dem komplementären Strang so gebunden, dass es bei Anwendung einer Zugkraft ebenfalls zu einer reißverschlußartigen Trennung kommt. Dies wird wie folgt erreicht. Wenn der immobilisierte erste Strang mit seinem 3'-Ende an der Oberfläche fixiert ist, wobei das 5'-Ende unfixiert bleibt, wird der Bindepartner an dem komplementären zweiten Strang am 5'-Ende gebunden, so dass dann, wenn auf den Bindepartner Zug ausgeübt wird, die Kraft am 5'-Ende des komplementären zweiten Strangs angreift und damit jeweils nur auf eine Basenpaarung wirkt, die eine nach der anderen aufgehen können, so dass die Stränge reißverschlußartig getrennt werden. Wird der Bindepartner in diesem Fall am 3'- Ende gebunden, so ist die Kraft, die zur Trennung der Stränge erforderlich ist, viel größer, da sie auf alle Basenpaarungen gleichzeitig wirkt. Wenn der immobilisierte erste Strang mit dem 5'-Ende immobilisiert wird, muß der Bindepartner entsprechend am 3'-Ende des zweiten Strangs gebunden werden, um die reißverschlußartige Trennung zu bewirken.Two complementary strands of nucleic acid are preferably used as the pair of detectors for immobilizing a binding partner on the surface. The complementary nucleic acid strands used for the immobilization can each because they are bound via both the 3 'and 5' ends. It is now advantageous for the method according to the invention if the binding is carried out in such a way that when a tensile force is exerted on the hybridized strands, the bonds can open like a zipper. In one embodiment, the binding partner is bound to the complementary strand in such a way that a zipper-like separation also occurs when a tensile force is applied. This is accomplished as follows. If the immobilized first strand is fixed at the 3'-end to the surface, the 5'-end remaining unfixed, the binding partner is bound to the complementary second strand at the 5'-end, so that when the binding partner pulls is exerted, the force acts on the 5 'end of the complementary second strand and thus only acts on one base pair, which can open one after the other, so that the strands are separated like a zipper. If the binding partner is bound at the 3 'end in this case, the force required to separate the strands is much greater, since it acts on all base pairs at the same time. If the immobilized first strand is immobilized with the 5 'end, the binding partner must be bound accordingly at the 3' end of the second strand in order to effect the zipper-like separation.
Die Bindung des Bindepartners an den komplementären Nucleinsäurestrang sollte so erfolgen, dass weder die Hybridisierung der komplementären Nucleinsäurestränge noch die Bindung des Bindepartners mit dem anderen Partner ste- risch behindert wird.The binding partner should be bound to the complementary nucleic acid strand in such a way that neither the hybridization of the complementary nucleic acid strands nor the binding of the binding partner with the other partner is hindered.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Bindepartner ein Polypeptid, an dessen C-terminalem Ende kovalent eine Nucleinsäure gekoppelt ist. Derartige Verbindungen können beispielsweise durch die in WO 01/04265 offenbarten Verfahren hergestellt werden. Das Verfahren arbeitet mit mRNA-Molekülen, die mit einem Puromycin-Tag modifiziert werden, und die an den C-Terminus ihres Polypeptids binden, nachdem sie in vitro exprimiert wurden.In a further embodiment, a binding partner is a polypeptide, to the C-terminal end of which a nucleic acid is covalently coupled. Such connections can be made, for example, by the methods disclosed in WO 01/04265. The method works with mRNA molecules that are modified with a puromycin tag and that bind to the C-terminus of their polypeptide after they have been expressed in vitro.
Möglichkeiten zur Immobilisierung von Nucleinsäuresträngen sind dem Fachmann bekannt und bedürfen hier keiner näheren Erläuterung. Ein Vorteil von Nucleinsäureduplexen als Detektorpaar zur "Aufhängung" oder Immobilisierung von Bindepartnern besteht darin, dass die grosse Bindungsaffinität zwischen Nucleinsäuresträngen mit ausreichender Anzahl an Basenpaarungen gewährleistet, dass der Komplex nicht frühzeitig von der Oberfläche abdissoziiert, ohne dass eine Interaktion zwischen den Partnern des spezifisch bindenden Paares möglich war und/oder ohne dass eine äußere Kraft angelegt wurde. Ein weiterer Vorteil ist es, dass durch Variationen der Basen, insbesondere des GC-Gehalts, die Trennkraft des Duplexes genau eingestellt werden kann. Dem Fachmann ist bewusst, dass neben den Basen A, T, G, C und U auch andere Basen wie z.B. Inosin oder künstliche Nucleinsäuren wie PNA und/oder LNA verwendet werden können und so die Trennkraft weiter variiert werden kann. Ebenfalls kann die Trennkraft durch Modifikationen von Basen variiert werden. Dadurch kann der Fachmann ein "Feintuning" der Trennkraft vornehmen.Possibilities for immobilizing nucleic acid strands are known to the person skilled in the art and do not require any further explanation here. An advantage of nucleic acid duplexes as a pair of detectors for "suspension" or immobilization of binding partners is that the high binding affinity between nucleic acid strands with a sufficient number of base pairs ensures that the complex does not dissociate from the surface at an early stage without an interaction between the partners of the specific binding Couple was possible and / or without an external force was applied. Another advantage is that by varying the bases, in particular the GC content, the separating power of the duplex can be set precisely. The person skilled in the art is aware that in addition to the bases A, T, G, C and U, other bases such as, for example, inosine or artificial nucleic acids such as PNA and / or LNA can also be used and the separation force can thus be varied further. The separation force can also be varied by modifying bases. This allows the person skilled in the art to "fine-tune" the separating force.
Es ist in der Regel nicht notwendig, die exakten Trennkräfte von Detektorpaar bzw. Detektorbindung und der Bindung der spezifisch bindenden Partner zu kennen. Es ist in der Regel ausreichend, die Größenordnung zu kennen, wenn sich die Trennkräfte der zwei Komplexe stark unterscheiden. So ist beispielsweise die Trennkraft zwischen Antigen und Antikörper in der Regel deutlich höher als die Kraft, die erforderlich ist, um einen Nucleinsäureduplex in der oben beschriebenen Weise "reißverschlussartig" zu trennen.It is usually not necessary to know the exact separation forces of the detector pair or detector bond and the binding of the specifically binding partners. It is usually sufficient to know the order of magnitude if the separation forces of the two complexes differ greatly. For example, the separation force between antigen and antibody is generally significantly higher than the force required to separate a nucleic acid duplex in the manner described above in a "zipper-like" manner.
Für den Fall, dass die Trennkräfte sehr genau eingestellt werden sollen, besteht die Möglichkeit die Trennkraft zwischen zwei Molekülen mit einem Kraftmikroskop direkt zu messen. In verschiedenen wissenschaftlichen Veröffentlichungen wurde diese Technik im Detail beschrieben. Antikörper-Antigen-Trennkräfte liegen im Bereich von 50 pN bis 150 pN (Schwesinger et al., PNAS, 2000, Bd. 97, 18, 9972-9977); um einen Nucleinsäureduplex "reißverschlussartig zu trennen, müssen bei einer reinen A/T-Sequenz 9 ± 3 pN und bei einer reinen C/G- Sequenz 20 ± 3 pN aufgewendet werden (Rief et al., Nature structural biology, 1999, Bd. 6, 4, 346-349). Um dagegen einen Nucleinsäureduplex zu trennen, indem man eine Kraft an das 5'-Ende des ersten und am 5'-Ende des zweiten Stranges bzw. auf die 3'-Enden ausübt, müssen je nach Anzahl der beteiligten Basenpaare 30 bis 150 pN aufgebracht werden. Eine unter äußerer Kraft besonders stabile Bindung bildet Biotin zu Avidin aus. Um diese Bindung zu trennen, müssen 160 ± 20 pN aufgebracht werden (Florin et al., Science, 1994, Bd. 264, 415-417).In the event that the separation forces are to be set very precisely, it is possible to measure the separation force between two molecules directly with a force microscope. This technique has been described in detail in various scientific publications. Antibody-antigen separation forces are in the range from 50 pN to 150 pN (Schwesinger et al., PNAS, 2000, Vol. 97, 18, 9972-9977); In order to separate a nucleic acid duplex like a zipper, 9 ± 3 pN must be used for a pure A / T sequence and 20 ± 3 pN for a pure C / G sequence (Rief et al., Nature structural biology, 1999, Vol. 6, 4, 346-349) to separate a nucleic acid duplex by applying a force to the 5 'end of the first and the 5' end of the second Strands or on the 3 'ends, depending on the number of base pairs involved, 30 to 150 pN must be applied. Biotin forms a particularly stable bond under external force to avidin. To separate this bond, 160 ± 20 pN must be applied (Florin et al., Science, 1994, Vol. 264, 415-417).
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine weitere Stufe vorgeschaltet. Diese Ausführungsform ist vorgesehen für Behälter, die hochwertige Flüssigkeiten enthalten, z.B. Parfüms. In dieser Ausführungsform wird auf den Behälter außen eine erste Oberfläche aufgebracht, die zumindest in einem Flächenabschnitt Partner eines spezifisch bindenden Paares aufweist. Der Flüssigkeit in dem Behälter werden komplementäre Partner des spezifisch bindenden Paares zugesetzt in einer Menge, die so gering ist, dass sie nicht ohne weiteres in der Flüssigkeit analysierbar ist. Weiterhin wird eine zweite Oberfläche vorgesehen, an der Partner gebunden sind, die mit dem in der Flüssigkeit vorliegenden spezifisch bindenden Partner bindefähig sind. Soll die Authentizität des Produktes nachgewiesen werden, so wird die in dem Behälter enthaltene Flüssigkeit auf die außen auf dem Behälter befindliche Oberfläche aufgetragen und anschließend die zweite Oberfläche mit dieser Oberfläche in Kontakt gebracht und danach getrennt. Anschließend wird auf einer der beiden Oberflächen oder auf beiden Oberflächen das den Gegenstand identifizierende Muster sichtbar gemacht. So kann z.B. auf einer Parfumflasche ein Flächenabschnitt angeordnet werden, auf dem Antikörper gegen ein Antigen kovalent gebunden sind. In dem in der Parfumflasche enthaltenen Parfüm kann in geringen Anteilen ein Antigen enthalten sein. Für den Fall, dass nachgewiesen werden soll, dass es sich um ein Originalprodukt handelt, wird etwas von dem Parfüm auf den Flächenabschnitt mit den Antikörpern aufgebracht und reagieren gelassen und anschließend gespült, um nicht gebundene Komponenten zu entfernen. Anschließend wird eine zweite Oberfläche, die Antikörper gegen ein anderes Epitop des Anti- gens aufweist, auf die erste Oberfläche aufgebracht in solcher Art und Weise, dass ein Kontakt zwischen den an beiden Oberflächen gebundenen Partnern möglich ist. Nach einer vorbestimmten Kontaktzeit werden die beiden Oberflächen wieder getrennt. Danach wird festgestellt, wo sich die Markierung befindet. Ergibt sich das vorgesehene Muster, handelt es sich um ein Originalprodukt, wird das Muster nicht festgestellt, handelt es sich um eine Fälschung, wobei sowohl der Inhalt des Behälters als auch der Behälter selbst gefälscht sein kann.In a further embodiment of the present invention, a further stage is preceded. This embodiment is intended for containers which contain high-quality liquids, for example perfumes. In this embodiment, a first surface is applied to the outside of the container, which has partners of a specific binding pair in at least one surface section. Complementary partners of the specific binding pair are added to the liquid in the container in an amount so small that it cannot easily be analyzed in the liquid. Furthermore, a second surface is provided, to which partners are bound who are capable of binding with the specifically binding partner present in the liquid. If the authenticity of the product is to be verified, the liquid contained in the container is applied to the surface on the outside of the container and then the second surface is brought into contact with this surface and then separated. The pattern identifying the object is then made visible on one of the two surfaces or on both surfaces. For example, a surface section on which antibodies against an antigen are covalently bound can be arranged on a perfume bottle. The perfume contained in the perfume bottle may contain small amounts of an antigen. In the event that it is to be proven that it is an original product, some of the perfume is applied to the surface section with the antibodies and allowed to react and then rinsed to remove unbound components. A second surface, which has antibodies against another epitope of the antigen, is then applied to the first surface in such a manner that contact between the partners bound to both surfaces is possible. After a predetermined contact time, the two surfaces are separated again. Then it is determined where the marker is located. If the intended pattern results, if it is an original product, if the pattern is not found, it is a forgery, whereby both the contents of the container and the container itself can be counterfeited.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der letzteren Variante wird einer der Inhaltsstoffe der Flüssigkeit als Partner eines spezifisch bindenden Paares vorgesehen. Des weiteren werden für diesen Fall auf einem Flächenabschnitt des Behälters spezifisch bindende Partner eines oder mehrerer Inhaltsstoffe der Flüssigkeit immobilisiert, und zwar mit Detektorbindung und/oder Haftbindung in vorbestimmtem Muster. Als Gegenfläche wird beispielsweise ein stempelartiges Substrat bereitgestellt, wobei ein fester Körper mit einer elastischen Auflage versehen ist, die als Stempelfläche dient. Auf dieser Stempelfläche werden wiederum mit Substanzen aus der in dem Behälter vorliegenden Flüssigkeit spezifisch bindefähige Partner immobilisiert, wobei ebenfalls bevorzugt wiederum diese Partner mit Detektorbindung und/oder Haftbindung in vorbestimmtem Muster gebunden werden. Zur Authentifizierung wird dann auf die an dem Behälter befindliche Identifikationsfläche etwas von der Flüssigkeit aufgetragen und reagieren gelassen. Nach Spülen der Oberfläche, um nicht gebundene und überschüssige Komponenten zu entfernen, wird anschließend der Stempel auf diesen Flächenabschnitt aufgesetzt in solcher Art und Weise, dass ein Kontakt zwischen beiden Oberflächen zustande kommt und die entsprechenden Bindepartner reagieren können. Danach werden die beiden Oberflächen getrennt. An den Stellen, an denen ein passender Bindepartner zur Verfügung stand, wurde auch eine Markierung übertragen, sodass das neu entstandene Muster der Bindepartner bzw. der gebundenen Markierung nun sichtbar wird.In a particularly preferred embodiment of the latter variant, one of the ingredients of the liquid is provided as a partner of a specific binding pair. In this case, specifically binding partners of one or more constituents of the liquid are immobilized on a surface section of the container, specifically with detector binding and / or adhesive binding in a predetermined pattern. A stamp-like substrate is provided as the counter surface, for example, a solid body being provided with an elastic support which serves as a stamp surface. Partners that are specifically bindable are in turn immobilized on this stamp surface with substances from the liquid present in the container, these partners again preferably being bound in a predetermined pattern with detector binding and / or adhesive binding. For authentication, some of the liquid is then applied to the identification surface on the container and allowed to react. After rinsing the surface in order to remove unbound and excess components, the stamp is then placed on this surface section in such a way that there is contact between the two surfaces and the corresponding binding partners can react. Then the two surfaces are separated. At the points where a suitable binding partner was available, a marker was also transferred so that the newly created pattern of the binding partner or the bound marker is now visible.
Eine weitere Verbesserung dieser Verfahrensvariante wird erzielt, wenn der Bindepartner in vorbestimmten Abschnitten entweder mit Haftbindung oder Detektorbindung gebunden wird. Dabei werden die Bindepartner, die über eine Detektorbindung jeweils an ihre Oberflächen gebunden sind, auf die von den spezifisch bindenden Partnern mitgenommen, während die Bindepartner, die über eine Haftbindung gebunden sind, an den jeweiligen Oberflächen haften bleiben. Es entsteht dadurch ein Muster, wobei die Partner, die durch Haftbindung an der Oberfläche gebunden sind, bestehen bleiben und sowohl die mit ihnen bindefähigen Partner als auch die mit diesen Partnern wiederum bindefähigen Partner tragen. Wenn einer dieser drei Partner eine Markierung trägt, befindet sich diese Markierung somit an dem über die Haftbindung gebundenen Partner und damit auf dieser Oberfläche. Je nachdem, an welchem der gebundenen Partner die Markierung(en) sitzt/sitzen, bilden die über Haftbindung gebundenen Partner allein, und/oder mit Bindepartnern aus der Flüssigkeit, und/oder mit Bindepartnern von der anderen Oberfläche somit ein Muster. Da durch die Kenntnis der Inhaltsstoffe der Flüssigkeit alleine nicht festgestellt werden kann, wo welche Bindungen stattfinden könnten und selbst bei dem Wissen, was als Bindepartner auf der Oberfläche immobilisiert ist, nicht festgestellt werden kann, welches Muster sich ergeben wird, wird damit ein nachahmungssicheres Identifikationsmittel bereitgestellt.A further improvement of this method variant is achieved if the binding partner is bound in either predetermined sections with either adhesive binding or detector binding. The binding partners, which are bound to their surfaces by means of a detector bond, are carried along by the specific binding partners, while the binding partners, which are bound by adhesive bonding, stick to the respective surfaces. This creates a pattern, whereby the partners, who are bound by adhesion to the Surface bound, remain and bear both the partners who are capable of binding with them and those who are in turn capable of binding with these partners. If one of these three partners carries a marking, this marking is thus on the partner bound via the adhesive bond and thus on this surface. Depending on which of the bound partners the mark (s) is / are sitting, the partners bound via adhesive bonding form a pattern alone and / or with binding partners from the liquid and / or with binding partners from the other surface. Since knowledge of the ingredients of the liquid alone cannot be used to determine where which bonds might take place, and even knowing what is immobilized on the surface as a binding partner, it is not possible to determine which pattern will result, thus becoming a counterfeit-proof means of identification provided.
Da die auf einem Flächenabschnitt immobilisierten Bindepartner biologische Moleküle sind, die der Umwelt ausgesetzt sind und dadurch verändert werden können, ist es in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der Flächenabschnitt, der die Bindepartner trägt, mit einer Schutzbeschichtung abgedeckt ist, so lange, bis die Authentifizierung stattfindet. Der Schutz kann durch Aufkleben einer Folie, die die Bindepartner nicht bindet und auch nicht verändert, durch eine Überzugsschicht, die gegenüber den Bindepartnern inert ist, oder ähnliche Mittel bewirkt werden.Since the binding partners immobilized on a surface section are biological molecules which are exposed to the environment and can thereby be changed, it is provided in a preferred embodiment that the surface section which carries the binding partners is covered with a protective coating until the Authentication takes place. Protection can be brought about by sticking on a film which does not bind and does not change the binding partners, by means of a coating layer which is inert to the binding partners, or similar means.
Beschreibung der Figuren:Description of the figures:
Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau einer experimentellen Durchführung. Figur 2 zeigt ein Fluoreszenz-Scanbild von einer Oberfläche, an der verschiedene Antikörper bzw. Straptavidin (links oben Streptavidin, rechts oben Anti- Digoxygenin, links unten Anti-Antitrypsin, rechts unten Anti-Biotin) immobilisiert wurden und die mit einer Oberfläche, auf der der Detektorkomplex mit Biotin immobilisiert wurde, in Kontakt gebracht wurde.Figure 1 shows schematically the structure of an experimental implementation. FIG. 2 shows a fluorescence scan image of a surface on which various antibodies or straptavidin (streptavidin on the top left, anti-digoxygenin on the top right, anti-antitrypsin on the bottom left, anti-biotin on the bottom right) were immobilized on and with a surface the detector complex was immobilized with biotin.
Figur 3 zeigt ein Fluoreszenz-Scanbild von einer Oberfläche, an der verschiedene Antikörper bzw. Straptavidin (links oben Streptavidin, rechts oben Anti- Digoxygenin, links unten Anti-Antitrypsin, rechts unten Anti-Biotin) immobilisiert wurden und die mit einer Oberfläche, auf der der Detektorkomplex mit Digoxygenin immobilisiert wurde, in Kontakt gebracht wurde.FIG. 3 shows a fluorescence scan image from a surface on which various antibodies or straptavidin (top left streptavidin, top right anti- Digoxygenin, bottom left anti-antitrypsin, bottom right anti-biotin) and which was brought into contact with a surface on which the detector complex was immobilized with digoxygenin.
Figur 4 zeigt ein Diagramm, in dem die Ergebnisse zusammengefasst sind, die mit einem Unzip-Oligo mit und ohne Hapten auf Oberflächen, die mit vier verschiedenen Proteinen beschichtet waren, erhalten wurden (Anti-Biotin- Antikörper, Anti-Digoxygenin-Antikörper, Anti-Antitrypsin-Antikörper und Streptavidin).Figure 4 shows a diagram summarizing the results obtained with an unzip oligo with and without hapten on surfaces coated with four different proteins (anti-biotin antibody, anti-digoxygenin antibody, anti -Antitrypsin antibodies and streptavidin).
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert. Die Abkürzung μM steht für die Einheit μmol/l.The invention is illustrated by the following examples. The abbreviation μM stands for the unit μmol / l.
BeispieleExamples
Für alle Versuche wurde ultrareines Wasser für das Waschen und die Herstellung der Puffer verwendet, ölfreies N2-Gas wurde zum Trocknen verwendet. Alle Chemikalien hatten Analysequalität.For all experiments, ultrapure water was used for washing and the preparation of the buffers, and oil-free N 2 gas was used for drying. All chemicals were analytical grade.
Es wurden Versuche durchgeführt, bei denen auf einem Glasträger fluoreszenzmarkierte Bindepartner immobilisiert waren und auf einem Stempel die komplementären Bindungspartner bzw. nicht spezifisch bindefähige Bindepartner immobilisiert waren.Experiments were carried out in which fluorescent-labeled binding partners were immobilized on a glass support and the complementary binding partners or non-specifically binding binders were immobilized on a stamp.
Dieses Beispiel dient dazu, zu zeigen, dass bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dann, wenn zwei Oberflächen in Kontakt gebracht werden, an denen jeweils spezifisch bindefähige Bindepartner immobilisiert sind, ein Bindepartner nur dann übertragen wird, wenn er auf seinen spezifischen Bindepartner trifft, dass jedoch ein Übertrag nicht stattfindet, wenn auf der anderen Oberfläche ein nicht spezifisch bindefähiger Partner ist. Außerdem wird gezeigt, dass bei der Ausübung von Kraft auf eine Kette aus drei verschiedenen Bindungen -Haftbindung, spezifische Bindung, Detektorbindung -, die als Detektorbindung verwendete reißverschlussartige Bindung zwischen zwei DNA-Ketten aufgeht und nicht die Bindung zwischen den zwei ausgewählten spezifischen Bindepartnern oder die Immobilisierung an den Oberflächen, etwa die kovalente Bindung, die jeweils eine stärkere Bindungskraft haben.This example serves to show that in a preferred embodiment of the method according to the invention, when two surfaces are brought into contact, on each of which specific binding partners are immobilized, a binding partner is only transferred when it meets its specific binding partner, however, that a transfer does not take place if there is a non-specifically binding partner on the other surface. It also shows that when force is exerted on a chain of three different bonds - adhesive bond, specific bond, detector bond - the zip-like bond used as the detector bond breaks between two DNA chains and not the bond between the two selected specific binding partners or immobilization on the surfaces, such as covalent binding, which each have a stronger binding force.
a) Vorbereitung der Glasträgera) Preparation of the glass slides
Es wurden Glasträger mit Aldehydgruppen an der Oberfläche (Typ CSS, Genpak, Brighton, GB) verwendet. Diese Träger wurden mit 20 mg/ml HCI-NH2-PEG- COOH (Shearwater, Huntsville, USA) in PBS pH 7,4 beschichtet. 150 μl Lösung wurden pro Träger verwendet; die Träger wurden über Nacht in feuchter Atmosphäre bei Raumtemperatur inkubiert, wobei sie mit einem Deckglas mit 24 x 60 mm2 bedeckt waren. Anschließend wurden die Träger mit Wasser gespült und mit N2 getrocknet.Glass supports with aldehyde groups on the surface (type CSS, Genpak, Brighton, GB) were used. These carriers were coated with 20 mg / ml HCl-NH 2 -PEG-COOH (Shearwater, Huntsville, USA) in PBS pH 7.4. 150 ul solution were used per vehicle; the slides were incubated overnight in a humid atmosphere at room temperature, covered with a 24 x 60 mm 2 coverslip. The supports were then rinsed with water and dried with N 2 .
Die gebildeten Schiffschen Basen wurden dann mit 1 Gew.-% NaBH in Wasser 30 Minuten bei Raumtemperatur reduziert. Anschließend wurde wiederum mit Wasser gespült und mit N2 getrocknet.The Schiff bases formed were then reduced with 1% by weight NaBH in water for 30 minutes at room temperature. It was then rinsed again with water and dried with N 2 .
In einer weiteren Stufe wurde an dem mit PEG beschichteten Träger Oligonucle- otide gebunden, die die Verbindung zwischen Bindepartner und Glasträger herstellen sollten. Hierzu wurde ein als Oligo 61 bezeichneter erster Detekorbin- dungs-Oligo mit einer Aminogruppe am 5'-Ende verwendet. Eine 25 μmolare Verdünnung von Oligo 61 in PBS plus 7,5 mg/ml EDC wurde eingesetzt. 0,6 μl dieser Lösung wurden aufgetupft und in feuchter Atmosphäre 2 Stunden bei 40°C inkubiert. Anschließend wurde mit Wasser gespült und mit N2 getrocknet.In a further step, oligonucleotides were bound to the PEG-coated support, which should establish the connection between the binding partner and the glass support. For this purpose, a first detector binding oligo, designated as oligo 61, with an amino group at the 5 'end was used. A 25 μmol dilution of Oligo 61 in PBS plus 7.5 mg / ml EDC was used. 0.6 μl of this solution were spotted on and incubated in a moist atmosphere at 40 ° C. for 2 hours. It was then rinsed with water and dried with N 2 .
Die Sequenzen der verwendeten Oligos sind im folgenden angegeben: Oligo 61 (erster Detektorkomplex-Oligo): 5'-NH2-AAA AAA AAA ATC TCC GGC TTT ACG GCG TAT-3' Oligo 78 (Unzip, ohne Hapten):The sequences of the oligos used are given below: Oligo 61 (first detector complex oligo): 5'-NH 2 -AAA AAA AAA ATC TCC GGC TTT ACG GCG TAT-3 'Oligo 78 (unzip, without hapten):
5'-Cy3-ATA CGC CGT AAA GCC GGA GAC AGA TAA GAC GCT ACA TGA AAA AAA AAA AA-3'5'-Cy3-ATA CGC CGT AAA GCC GGA GAC AGA TAA GAC GCT ACA TGA AAA AAA AAA AA-3 '
Oligo 79 (Unzip, mit Biotin): 5'-Cy3-ATA CGC CGT AAA GCC GGA GAC AGA TAA GAC GCT ACA TGA AAA AAA AAA AA-biotin-3'Oligo 79 (unzip, with biotin): 5'-Cy3-ATA CGC CGT AAA GCC GGA GAC AGA TAA GAC GCT ACA TGA AAA AAA AAA AA-biotin-3 '
Oligo 82 (Unzip, mit Digoxygenin):Oligo 82 (unzip, with digoxygenin):
5'-Cy3-ATA CGC CGT AAA GCC GGA GAC AGA TAA GAC GCT ACA TGA AAA AAA AAA AA-digoxygenin-3'5'-Cy3-ATA CGC CGT AAA GCC GGA GAC AGA TAA GAC GCT ACA TGA AAA AAA AAA AA-digoxygenin-3 '
b) Vorbereitung und Herstellung der PDMS-Stempelb) Preparation and production of the PDMS stamp
Ein Stempel mit MikroStruktur wurde hergestellt, der aus 1 mm dickem PDMS (Polydimethylsiloxan) bestand, das ein Raster mit Quadraten von 100 x 100 μm2, die durch Vertiefungen mit 25 μm Breite und 1 μm Tiefe getrennt wurden, aufwies.A microstructured stamp was made that consisted of 1 mm thick PDMS (polydimethylsiloxane), which had a grid with squares of 100 × 100 μm 2 , which were separated by depressions 25 μm wide and 1 μm deep.
Zur Herstellung des PDMS-Stempels wurde eine Mischung von Vernetzungsreagenz und Siliconelastomer (Sylgard 184, Dow Corning) (1 :10) nach intensivem Entgasen zwischen einen strukturierten Siliciumwafer und eine ebene PMMA- (Polymethylmethacrylat)-Platte gegossen. Diese Anordnung wurde zur Polymeri- sierung 24 Stunden lang senkrecht bei Raumtemperatur aufbewahrt. Das poly- merisierte PDMS wurde zu Stempeln in eine Größe von 1 cm_ geschnitten.To produce the PDMS stamp, a mixture of crosslinking reagent and silicone elastomer (Sylgard 184, Dow Corning) (1:10) was poured after intensive degassing between a structured silicon wafer and a flat PMMA (polymethyl methacrylate) plate. This assembly was stored vertically at room temperature for 24 hours for polymerization. The polymerized PDMS was cut into stamps in a size of 1 cm.
Das strukturierte PDMS wurde in einem Plasma-Cleaner 60 Sekunden lang in Gegenwart von Eis funktionalisiert. Der Druck wurde dabei auf etwa 2 mbar reduziert.The structured PDMS was functionalized in a plasma cleaner for 60 seconds in the presence of ice. The pressure was reduced to about 2 mbar.
Die mit Plasma behandelten PDMS-Stempel wurden dann silanisiert. Dazu wurden 2% Aldehyd-Ethoxysilan, 88% Ethanol und 10% Wasser vermischt und es wurden 50 μl/cm_ dieser Mischung mit dem PDMS in feuchter Atmosphäre 30 Minuten lang bei Raumtemperatur inkubiert. Die Stempel wurden dann zweimal mit Ethanol, dreimal mit Wasser gewaschen und mit N2 getrocknet.The plasma treated PDMS stamps were then silanized. For this purpose, 2% aldehyde-ethoxysilane, 88% ethanol and 10% water were mixed and 50 μl / cm_ of this mixture were incubated with the PDMS in a moist atmosphere for 30 minutes at room temperature. The stamps were then washed twice with ethanol, three times with water and dried with N 2 .
Die so vorbehandelten silanisierten Stempel wurden dann mit PEG beschichtet. 20 mg/ml HCI-NH2-PEG-COOH (Shearwater, Huntsville, USA) in PBS pH 7,4 wurden verwendet. Dazu wurden jeweils 150 bis 200 μl Lösung pro PDMS- Stempel (1 cm2) in feuchter Atmosphäre bei Raumtemperatur über Nacht inkubiert. Es wurde mit Wasser gespült und mit N2 getrocknet.The pretreated silanized stamps were then coated with PEG. 20 mg / ml HCl-NH 2 -PEG-COOH (Shearwater, Huntsville, USA) in PBS pH 7.4 was used. For this purpose, 150 to 200 μl solution per PDMS was Stamp (1 cm 2 ) incubated in a humid atmosphere at room temperature overnight. It was rinsed with water and dried with N 2 .
Die gebildeten Schiffschen Basen wurden dann mit 1 Gew.-% NaBH4 in Wasser 30 Minuten bei Raumtemperatur reduziert. Danach wurde mit Wasser gespült und mit N2 getrocknet.The Schiff bases formed were then reduced with 1% by weight NaBH 4 in water for 30 minutes at room temperature. It was then rinsed with water and dried with N 2 .
Die funktioneilen Gruppen wurden dann mit EDC/NHS aktiviert. Dazu wurden 10 mg/ml EDC und 10 mg/ml NHS in PBS pH 7,4 hergestellt. Die Stempel wurden mit jeweils 30 μl 30 Minuten lang bei Raumtemperatur inkubiert unter einem Deckglas mit 12 mm Durchmesser. Danach wurde wieder mit Wasser gespült und mit N2 getrocknet.The functional groups were then activated with EDC / NHS. For this purpose 10 mg / ml EDC and 10 mg / ml NHS in PBS pH 7.4 were prepared. The stamps were incubated with 30 μl each for 30 minutes at room temperature under a cover glass with a diameter of 12 mm. It was then rinsed again with water and dried with N 2 .
An die so aktivierten Stempel wurden dann die spezifisch bindefähigen Bindepartner gebunden. Als Bindepartner wurden Antibiotin-Antikörper, Antidigoxyge- nin-Antikörper, Anti-Antitrypsin-Antikörper und Streptavidin verwendet. Es wurden jeweils Lösungen von 5 mg/ml polyklonalem Antibiotin-Antikörper, 5 mg/ml polyklonalem Antidigoxygenin-Antikörper, 50 μg/ml monoklonalem Anti- Antitrypsin-Antikörper bzw. 100 μg/ml Streptavidin in PBS mit 40% Glycerin hergestellt. Jeweils 4 μl wurden auf einen PDMS-Stempel aufgetupft und 1 Stunde bei Raumtemperatur in feuchter Atmosphäre inkubiert. Dann wurde zuerst mit PBS mit 0,05% Tween 20 und 1 % BSA 1 Minute lang und dann mit PBS mit 0,05% Tween 20 2 bis 3 Minuten lang gewaschen.The specifically binding binding partners were then bound to the stamps activated in this way. Antibiotin antibodies, antidigoxygenin antibodies, anti-antitrypsin antibodies and streptavidin were used as binding partners. Solutions of 5 mg / ml polyclonal antibiotin antibody, 5 mg / ml polyclonal antidigoxygenin antibody, 50 μg / ml monoclonal anti-antitrypsin antibody or 100 μg / ml streptavidin in PBS with 40% glycerol were prepared. In each case 4 μl were spotted on a PDMS stamp and incubated for 1 hour at room temperature in a humid atmosphere. Then was washed first with PBS with 0.05% Tween 20 and 1% BSA for 1 minute and then with PBS with 0.05% Tween 20 for 2 to 3 minutes.
Die noch freien funktioneilen Gruppen auf dem PDMS wurden dann mit 2% BSA mindestens 2 Stunden lang bei Raumtemperatur blockiert. In dieser Blockierungslösung konnten die Stempel auch aufbewahrt werden. Vor der Inkubation mit dem Detektorkomplex auf dem Glasträger wurde das PDMS mit PBS 2 bis 3 Minuten lang gewaschen, mit Wasser gespült und mit N2 getrocknet.The still free functional groups on the PDMS were then blocked with 2% BSA for at least 2 hours at room temperature. The stamps could also be stored in this blocking solution. Before incubation with the detector complex on the glass slide, the PDMS was washed with PBS for 2 to 3 minutes, rinsed with water and dried with N 2 .
Um den Transfer der über die Detektorbindung gebundenen Bindepartner auf die Bindepartner, die an das PDMS gebunden waren, durchzuführen, wurde das PDMS auf den Glasträger in 1 x SSC 30 Minuten bei Raumtemperatur aufge- drückt. Danach wurden die zwei Oberflächen vorsichtig getrennt, mit Wasser gespült und mit N2 getrocknet.In order to transfer the binding partners bound via the detector binding to the binding partners which were bound to the PDMS, the PDMS was applied to the glass support in 1 x SSC for 30 minutes at room temperature. suppressed. The two surfaces were then carefully separated, rinsed with water and dried with N 2 .
Die bei diesem Transfer übertragenen Fluorophore wurden mit einem Fluores- zenz-Mikroarray-Scanner GenePix 4000 B (Axon Instruments Inc., USA) gemessen. Beide Oberflächen wurden mit dem 532-nm-Laser gemessen (PDMS: PMT 600 V, 100% Energie, Fokus 100; Glasträger: PMT 550 V, 33% Energie, Fokus 0). Die Hintergrundfluoreszenz des PDMS (vor dem Stempeln außerhalb der Spots) ist etwa 200 und die Hintergrundfluoreszenz des Glasträgers (außerhalb der gebundenen Oligos) ist etwa 100. Die Intensitäten der Spots wurden mit der Software gemessen, die mit dem Instrument zusammen geliefert wird, indem ein Mittelwert in einem kreisförmigen Bereich berechnet wurde. Durch diese Messung wird die gitterartige Struktur in den Flecken vernachlässigt.The fluorophores transferred during this transfer were measured with a GenePix 4000 B fluorescence microarray scanner (Axon Instruments Inc., USA). Both surfaces were measured with the 532 nm laser (PDMS: PMT 600 V, 100% energy, focus 100; glass support: PMT 550 V, 33% energy, focus 0). The background fluorescence of the PDMS (before stamping outside of the spots) is about 200 and the background fluorescence of the glass slide (outside of the bound oligos) is about 100. The intensities of the spots were measured with the software that comes with the instrument by adding a Average in a circular area was calculated. The grid-like structure in the spots is neglected by this measurement.
Als Kontrolle wurde ein Unzip-Oligo aus der Lösung auf die blockierten Antikörperflecken gebunden. Jeweils eine Art von Oligo (mit Biotin, Digoxygenin oder ohne Hapten) wurde in PBS mit 10% Glycerin und 0,05% Tween 20 für einige Versuche (siehe Tabelle 7) verdünnt. Die endgültige Konzentration des Oligos war 2 μM oder 8 μM. 10 μl dieser Lösung wurden auf den vier Antikörperspots 30 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert unter einem Deckglas mit 12 mm Durchmesser. In dem Fall, in dem der Oligo in PBS ohne Tween 20 gelöst wurde, wurde der Glasträger nur mit Wasser gespült und getrocknet. Ansonsten wurde der Glasträger 2 bis 3 Minuten lang mit PBS mit 0,05% Tween 20 gewaschen, mit Wasser gespült und mit N2 getrocknet.As a control, an unzip oligo was bound from the solution onto the blocked antibody spots. One type of oligo (with biotin, digoxygenin or without hapten) was diluted in PBS with 10% glycerin and 0.05% Tween 20 for some experiments (see Table 7). The final concentration of the oligo was 2 μM or 8 μM. 10 μl of this solution were incubated on the four antibody spots for 30 minutes at room temperature under a cover glass with a diameter of 12 mm. In the case where the oligo was dissolved in PBS without Tween 20, the glass slide was only rinsed with water and dried. Otherwise, the glass slide was washed with PBS with 0.05% Tween 20 for 2 to 3 minutes, rinsed with water and dried with N 2 .
ErgebnisseResults
Ein PDMS-Stück mit vier Spots von verschiedenen Bindepartnern (Antikörpern bzw. Streptavidin) wurde auf einen Glasträger aufgedrückt, auf dem Unzip-Oligo mit Biotin an den ersten Detektorbindungs-Oligo hybridisiert war. Danach wurde ein PDMS-Abschnitt mit dem Fluoreszenz-Scanner auf übertragene Oligos gescannt. Der Versuch wurde mehrere Male wiederholt und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Die jeweiligen Glasträger wurden vor und nach dem Stempeln gescannt und die Ergebnisse in Tabelle 2 zusammengefasst. Fig. 2 zeigt ein Beispiel für einen Fluoreszenz-Scan eines PDMS-Abschnitts nach dem Stempeln des Unzip-Oligos mit Biotin. Links oben war Streptavidin angebunden, rechts oben Anti-Digoxygenin, links unten Anti-Antitrypsin, rechts unten Anti- Biotin. Die hellen Flecken sind die mit Unzip-Oligo markierten Antibiotin- Antikörper und Streptavidin. Die dunkleren Bereiche eines unspezifischen Transfers von Anti-Digoxygenin und Anti-Antitrypsin-Antikörpern sind auch zu sehen. A PDMS piece with four spots from different binding partners (antibodies or streptavidin) was pressed onto a glass slide on which Unzip-Oligo was hybridized with biotin to the first detector binding oligo. A PDMS section was then scanned for transferred oligos using the fluorescence scanner. The experiment was repeated several times and the results are summarized in Table 1. The respective glass supports were before and after Stamp scanned and the results summarized in Table 2. 2 shows an example of a fluorescence scan of a PDMS section after stamping the unzip oligo with biotin. Streptavidin was attached on the top left, anti-digoxygenin on the top right, anti-antitrypsin on the bottom left, anti-biotin on the bottom right. The light spots are the antibiotic antibodies and streptavidin marked with Unzip-Oligo. The darker areas of non-specific transfer of anti-digoxygenin and anti-antitrypsin antibodies can also be seen.
Tabelle 1Table 1
Fluoreszenzintensität auf dem PDMS nach Stempeln mit Unzip-Oligo mit BiotinFluorescence intensity on the PDMS after stamping with Unzip-Oligo with Biotin
Tabelle 2Table 2
Fluoreszenzintensität auf dem Glasträger vor und nach dem Stempeln mit Unzip- Oligo mit BiotinFluorescence intensity on the glass slide before and after stamping with unzip oligo with biotin
Ein PDMS-Stück mit vier Spots von verschiedenen Bindepartnern (Antikörpern bzw. Streptavidin) wurde auf einen Glasträger aufgedrückt, auf dem Unzip-Oligo mit Digoxygenin an den ersten Detektorbindungs-Oligo hybridisiert war. Danach wurde ein PDMS-Abschnitt mit dem Fluoreszenz-Scanner auf übertragene Oligos gescannt. Der Versuch wurde mehrere Male wiederholt und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Die jeweiligen Glasträger wurden vor und nach dem Stempeln gescannt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefasst. Ein Beispiel für einen Fluoreszenz-Scan eines PDMS, das mit einem Unzip-Oligo mit Digoxygenin gestempelt wurde, ist in Fig. 3 gezeigt. Links oben war Streptavidin angebunden, rechts oben Anti-Digoxygenin, links unten Anti-Antitrypsin, rechts unten Anti-Biotin Der einzige helle Bereich ist derjenige, wo Anti- Digoxygenin-Antikörper immobilisiert war, alle anderen Spots sind sehr schwach.A PDMS piece with four spots from different binding partners (antibodies or streptavidin) was pressed onto a glass slide on which Unzip oligo was hybridized with digoxygenin to the first detector binding oligo. After that, a PDMS section was transferred to transferred oligos using the fluorescence scanner scanned. The experiment was repeated several times and the results are summarized in Table 3. The respective glass slides were scanned before and after stamping. The results are summarized in Table 4. An example of a fluorescence scan of a PDMS stamped with an unzip oligo with digoxygenin is shown in FIG. 3. Streptavidin was attached at the top left, anti-digoxygenin at top right, anti-antitrypsin at bottom left, anti-biotin at bottom right. The only bright area is the one where anti-digoxygenin antibody was immobilized, all other spots are very weak.
Tabelle 3Table 3
Fluoreszenzintensität auf dem PDMS nach dem Aufstempeln von Unzip-Oligo mitFluorescence intensity on the PDMS after stamping Unzip-Oligo with
Digoxygenindigoxygenin
Tabelle 4Table 4
Fluoreszenzintensität auf dem Glasträger vor und nach dem Aufstempeln mitFluorescence intensity on the glass substrate before and after stamping with
Unzip-Oligo mit DigoxygeninUnzip oligo with digoxygenin
Ein PDMS-Stück mit vier Spots von verschiedenen Bindepartnern (Antikörpern bzw. Streptavidin) wurde auf einen Glasträger aufgedrückt, auf dem Unzip-Oligo ohne Hapten an den ersten Detektorbindungs-Oligo hybridisiert war. Danach wurde ein PDMS-Abschnitt mit dem Fluoreszenz-Scanner auf übertragene Oligos gescannt. Das Ergebnis ist in Tabelle 5 zusammengefasst. Der jeweilige Glasträger wurde vor und nach dem Aufstempeln gescannt und das Ergebnis ist in Tabelle 6 zusammengefasst.A PDMS piece with four spots from different binding partners (antibodies or streptavidin) was pressed onto a glass slide on which Unzip oligo was hybridized to the first detector binding oligo without hapten. A PDMS section was then scanned for transferred oligos using the fluorescence scanner. The result is summarized in Table 5. The respective glass carrier was scanned before and after stamping and the result is summarized in Table 6.
Tabelle 5Table 5
Fluoreszenzintensität auf dem PDMS nach dem Aufstempeln von Unzip-Oligo ohne HaptenFluorescence intensity on the PDMS after stamping Unzip-Oligo without hapten
Tabelle 6 Table 6
Fluoreszenzintensität auf dem Glasträger vor und nach dem Aufstempeln vonFluorescence intensity on the glass substrate before and after stamping
Unzip-Oligo ohne HaptenUnzip oligo without hapten
Als Kontrolle wurden die Oligos mit und ohne Hapten auch aus der Lösung auf Proteinspots gebunden. Die entstehenden Fluoreszenzintensitäten sind in Tabelle 7 zusammengefasst. As a control, the oligos with and without hapten were also bound to protein spots from the solution. The resulting fluorescence intensities are summarized in Table 7.
Tabelle 7Table 7
Fluoreszenzintensität auf den Spots nach Bindung der Oligos aus der Lösung (Oligo 78 = Unzip-Oligo ohne Hapten, Oligo 79 = Unzip-Oligo mit Biotin, Oligo 82 = Unzip-Oligo mit Digoxygenin, PBST = PBS mit 0,05% Tween 20)Fluorescence intensity on the spots after binding of the oligos from the solution (oligo 78 = unzip oligo without hapten, oligo 79 = unzip oligo with biotin, oligo 82 = unzip oligo with digoxygenin, PBST = PBS with 0.05% Tween 20)
Die Ergebnisse, die beim Stempeln erhalten wurden, die in Fig. 4 zusammengefasst sind, zeigen einen höchst spezifischen Transfer des Unzip-Oligos auf den entsprechenden Proteinspot (Fluoreszenzintensitäten zwischen 20 000 und 30 000), während der unspezifische Transfer auf die anderen Proteinspots ziem- lieh niedrig ist (etwa 1600) und unabhängig von dem verwendeten Oligo ist. Das Verhältnis von spezifischem zu unspezifischem Transfer ist größer als 10:1.The results obtained on stamping, which are summarized in FIG. 4, show a highly specific transfer of the unzip oligo to the corresponding protein spot (fluorescence intensities between 20,000 and 30,000), while the nonspecific transfer to the other protein spots quite is low (about 1600) and is independent of the oligo used. The ratio of specific to unspecific transfer is greater than 10: 1.
Fig. 4 zeigt eine Zusammenfassung der beim Stempeln des Unzip-Oligos mit und ohne Hapten auf vier verschiedene Proteinspots erhaltenen Ergebnisse. Die Bindung des Oligos aus der Lösung liefert weniger intensive Spots im Fall einer spezifischen Bindung (etwa 5800), aber auch eine geringere unspezifische Bindung (etwa 300). Dies führt zu einem ähnlichen Verhältnis von spezifischer zu unspezifischer Bindung. Die höheren Intensitäten der Spots, die durch das Aufstempeln erreicht werden, beruhen auf einer höheren lokalen Konzentration. Weder die Gegenwart von Tween 20 im Bindepuffer noch unterschiedliche Waschstufen beeinflussen die Antigen-Bindung sonderlich. FIG. 4 shows a summary of the results obtained when the unzip oligo was stamped with and without hapten on four different protein spots. The binding of the oligo from the solution provides less intense spots in the case of a specific binding (approximately 5800), but also a lower non-specific binding (approximately 300). This leads to a similar ratio of specific to non-specific binding. The higher intensities of the spots, which are achieved by stamping, are based on a higher local concentration. Neither the presence of Tween 20 in the binding buffer nor different washing stages influence the antigen binding in any particular way.
Claims
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU2003208808A AU2003208808A1 (en) | 2002-02-09 | 2003-02-06 | Method for labeling articles |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10205506A DE10205506C1 (en) | 2002-02-09 | 2002-02-09 | Method for determining authenticity of an article, used e.g. to detect counterfeiting, based on transfer of labeled specific binding partner |
| DE10205506.8 | 2002-02-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2003066884A2 true WO2003066884A2 (en) | 2003-08-14 |
| WO2003066884A3 WO2003066884A3 (en) | 2003-12-31 |
Family
ID=7713770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2003/001186 Ceased WO2003066884A2 (en) | 2002-02-09 | 2003-02-06 | Method for labeling articles |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2003208808A1 (en) |
| DE (1) | DE10205506C1 (en) |
| WO (1) | WO2003066884A2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004053161A1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-06-24 | Hapemo Da | Method for identification and/or authentication of articles |
| WO2005021755A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Applera Corporation | Compositions, methods, and kits for fabricating coded molecular tags |
| US7198900B2 (en) | 2003-08-29 | 2007-04-03 | Applera Corporation | Multiplex detection compositions, methods, and kits |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1028064C2 (en) * | 2005-01-18 | 2006-07-19 | Vhp Ugchelen Bv | Authentication method and system for authenticating security documents and security document. |
| US8703068B1 (en) | 2009-03-04 | 2014-04-22 | The Procter & Gamble Company | Counterfeit detection kit |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5445970A (en) * | 1992-03-20 | 1995-08-29 | Abbott Laboratories | Magnetically assisted binding assays using magnetically labeled binding members |
| CA2217209A1 (en) * | 1997-12-01 | 1999-06-01 | Jia Bei Zhu | One-step immuno/chemistry |
| DE19927051C2 (en) * | 1999-06-14 | 2002-11-07 | November Ag Molekulare Medizin | Method and device for identifying a nucleotide sequence |
| DE10000629C5 (en) * | 2000-01-10 | 2010-06-02 | november Aktiengesellschaft, Gesellschaft für Molekulare Medizin | Method of identifying a label applied to a solid |
-
2002
- 2002-02-09 DE DE10205506A patent/DE10205506C1/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-02-06 AU AU2003208808A patent/AU2003208808A1/en not_active Abandoned
- 2003-02-06 WO PCT/EP2003/001186 patent/WO2003066884A2/en not_active Ceased
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004053161A1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-06-24 | Hapemo Da | Method for identification and/or authentication of articles |
| WO2005021755A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Applera Corporation | Compositions, methods, and kits for fabricating coded molecular tags |
| WO2005024021A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-17 | Applera Corporation | Compositions, methods, and kits for assembling probes comprising coded molecular tags |
| US7198900B2 (en) | 2003-08-29 | 2007-04-03 | Applera Corporation | Multiplex detection compositions, methods, and kits |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2003208808A8 (en) | 2003-09-02 |
| WO2003066884A3 (en) | 2003-12-31 |
| DE10205506C1 (en) | 2003-06-18 |
| AU2003208808A1 (en) | 2003-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Peng et al. | Simultaneous and sensitive determination of multiplex chemical residues based on multicolor quantum dot probes | |
| EP1996717B1 (en) | Methods and arrays for target analyte detection and determination of target analyte concentration in solution | |
| DE10164309A1 (en) | Improved structured-functional binding matrices for biomolecules | |
| DE10122836A1 (en) | Security thread for forgery-proof marking of objects comprises a fiber to which a string of nucleic acid molecules is attached, such that they can be verified using a string of complementary molecules | |
| EP1246945B1 (en) | Method for identifying a mark applied on a solid body | |
| DE4446042A1 (en) | identification | |
| DE10205506C1 (en) | Method for determining authenticity of an article, used e.g. to detect counterfeiting, based on transfer of labeled specific binding partner | |
| EP1721160B1 (en) | Method for covalently immobilising biomolecules on polymeric surfaces | |
| EP1188042B1 (en) | Method and probe for identifying a polymer | |
| WO2003025567A2 (en) | Production of support-bonded molecules by means of oligonucleotide tags | |
| EP1070144A2 (en) | Agent and method for detecting chemical substances | |
| DE102004048685A1 (en) | Process to demonstrate the presence of a bipolymer in a sample by trapping a target bipolymer on a substrate | |
| EP1627078A1 (en) | Method for the covalent immobilisation of probe biomolecules on organic surfaces | |
| DE10126798A1 (en) | Highly parallel determination of analytes, useful e.g. for diagnostic detection of proteins, by immobilization then contacting with surface carrying specific probes | |
| EP3111217A1 (en) | Composition comprising a fret pair with a defined geometry | |
| DE10319155B4 (en) | Electrically readable bonds of analyte molecules to immobilized probe molecules | |
| EP1558930B1 (en) | Method for determining an analyte | |
| WO2002014862A2 (en) | Method and device for characterising and/or for detecting a bonding complex | |
| EP2771485A1 (en) | Method for identifying aptamers | |
| DE10205418A1 (en) | Highly parallel determination of analytes, useful e.g. for diagnostic detection of proteins, by immobilization then contacting with surface carrying specific probes | |
| EP1417027B1 (en) | Surface comprising a pattern of cells and method for production thereof | |
| EP1203094B1 (en) | Method for marking solid, liquid and gaseous substances | |
| EP1787118A1 (en) | Method for increasing the dynamic recording range for microarrays | |
| WO2007079863A1 (en) | Polyelectrolyte monolayers and multilayers for optical signal transducers | |
| DE102006003603A1 (en) | Carriers useful for analytical applications have a first function for coupling to a ligand and a second function for binding to an immobilizing surface or for crosslinking the carriers together |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A2 Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW |
|
| AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A2 Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| REG | Reference to national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: 8642 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase | ||
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |
|
| WWW | Wipo information: withdrawn in national office |
Country of ref document: JP |