核酸的复合和自动化的分析方法技术

本发明专利技术涉及到一种用于作为平台技术的复合的核酸操作的材料，该平台技术用来研发用于核酸分析的一体化的全自动化的体系。本发明专利技术的用于复合的核酸分析的载体材料的特征在于，在其表面至少有一共价键合层，该层至少携带有二个不同的官能团，这些官能团以统计学的分布在表面上，在此，至少一个官能团是带负电荷的，至少有另一个官能团是正电荷的或化学反应性的或具有二种性质。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种作为平台技术用于核酸的复合操作的材料，该平台技术用来研发用于核酸分析的一体化的全自动化的体系。本专利技术潜在的应用领域涉及在医学诊断学、法医诊断学和食品诊断学领域以及其它相关的科研领域中的许多分子生物学工作实验。核酸(RNA和DNA)的分析具有越来越重要的意义。它涉及到所有的与分子生物技术相关的科研领域。在医学研究中分子核酸分析的重点是证实在医学上感兴趣的基因的测序，其被视为与病理学的过程有因果关系。由于存在大量要检测的靶序列，由此必须实施越来越多的高流通量能力的应用。在此对可能的高流通量能力的应用基于DNA-芯片(DNA-阵列)的解决办法越来越多的进入实验核酸分析中。这种技术的原理是，许多不同的寡核苷酸(探针)按照相应的位置结合到固体相或从新合成固体相。这样所生成的DNA-芯片与怀疑具有相应的所要分析的核酸的试样一起保温。迄今为止用来检测已标记了的总的RNA的表达方式以及用来测序(和排列顺序偏离)的通过PCR产生的DNA-片段进行标记用作为所要分析的核酸试样。(参见US 5837832，US 6027880)。这就是说每个相应的有疑问的具有特异性的低核苷酸探针的DNA芯片覆盖，并且接着与核酸试样杂交。杂交的结果用荧光检测读出和分析利用，这样就提供了所述的核酸序列的详细的信息。用这种技术可分析大量的序列信息。其缺点是昂贵的费用以及在芯片上存储的低核苷酸探针鉴别相对应的等同序列的准确性质量控制的问题。这个方法的另一个较大的缺点在于，对于测序而言要分析核酸靶，这必须具有所要检测的靶。这种必要性包括，从相关的试样中分离出i.R.核酸，随后将所要检测的靶序列通过PCR扩增。然后存储了所定义的低核苷酸的芯片与扩增的靶序列杂交。从GB 2,274,409 A获知一些膜，其结构上具有带正电荷和负电荷的区域。这就是说，具有在空间上互相分开的正电荷和负电荷区域。在各种经典的过滤方法中这些膜被用作为分离介质。然而这些膜对于在核酸操作和-分析的复合过程是不适合的，因为由于正电荷和负电荷区域在空间上的分离使得核酸的提纯、结合以及检测不能在一个地方进行。所以本专利技术的任务是，制备一种用于复合核酸操作和核酸分析的新型平台技术中的新载体材料。该任务可根据本专利技术如下所述解决，即将迄今为止所用的基于芯片技术的工作原理颠倒过来。本专利技术将根据主权利要求得以实现，从属要求是优选的方案。本专利技术涉及到一种二-或多种功能的表面，在这表面上所有的迄今为止对于核酸分析(例如用来顺序分析)必要的过程都可实现。根据本专利技术的载体材料的特征在于，在表面上至少有一以共价键键合的层，该层至少有二个不同的官能团，这些官能团以统计学的方式分布在表面上，其中至少一种官能团是带负电荷的，至少另一种官能团是带正电荷的或化学反应性的或二种性质都具有。官能团的统计分布在本专利技术中理解为，这些官能团在空间上不是互相独立的，而是均匀地分布在载体表面。这有很大的优点，即所有的方法步骤都可在载体材料的一个地方进行。二-或多功能的固体相的特征是固体相(底物-或载体材料)的化学修饰，固体相至少带二种不同电荷的，都为离子型的官能团或一种带负电荷或正电荷的官能团和一种化学反应性基团，在此后者使得在进行提纯后的目的分子以共价键键合成为可能。化学修饰所使用的过程使得下述情况成为可能，即在相应的表面所具有的官能团(阴离子的、阳离子的、可用来构成共价键键合的)的比例是可调整变动的，所以可以准确的确定的。本专利技术的最重要的特征是一种带负电荷的官能团与另一种带正电荷和/或化学反应性的官能团结合，这使得下述情况成为可能，即目的分子以共价键结合，并且所有的涉及目的分子进行的提取-、修饰-和检测步骤都在相同的载体材料上实现。根据本专利技术的对载体材料的修饰通过下述处理进行。本专利技术的载体材料的功能性可同时或以任意的顺序先后通过下述的方法制备1.生成带负电荷官能团，接着用阳离子官能团进一步修饰(没有热或光化学不稳定的官能团)2.同时生成具有阳离子功能性的带负电荷官能团(没有热或光化学不稳定的官能团)3.生成带负电荷官能团，接着用阳离子官能团进一步修饰，接着第三步为用热或光化学不稳定的官能团功能化，4.同时生成具有阳离子功能性的负电荷官能团，接着用热或光化学不稳定的官能团修饰5.同时使所有(阴离子、阳离子和热/光化学可活化的)官能团功能化6.生成负电荷官能团，接着用热或光化学不稳定的官能团进一步修饰。下面更清楚地解释用来制备根据本专利技术的载体的方法。为了生成强负电的官能团，在第一过程步骤中任意一种载体材料在室温下浸入每1000g醇类，优选为异-丙醇中有0.1g-500g氢氧化钠、氢氧化钾或一种其他的强碱性的材料的溶液中一分钟至二个小时，优选为一个小时。接着，从醇溶液中取出的载体材料优选地用水洗涤，直至洗涤溶液变为中性为止，优选地在100℃下干燥30分钟。在接着的第二个过程步骤中预处理了的载体用一种光敏引发剂涂覆。酮、醇、酯和醚适合作为引发剂的溶剂。在此引发剂的浓度优选为0.01g1-1-0.5gl-1。将预处理了的和用引发剂涂覆了的载体材料浸入到一种单体溶液中，从单体溶液中取出并且在潮湿的状态下曝光。适合作为能聚合的单体是碳酸-、磺酸-和磷酸衍生物，特别是丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯磺酸和-磷酸的衍生物或它们的混合物。醇、酮、酯、醚和特别是水以及它们的混合物可用作为单体的溶剂。单体的浓度优选为1gl-1-200gl-1，特别合适的是单体浓度为50gl-1的溶液。能发射引发剂吸收范围的光线的水银蒸汽灯、高压水银灯、超高压水银灯、卤素灯、钨灯和激光优选用作为曝光光源。曝光时间取决于辐射光源的强度，根据光源的功率可为一瞬间至数小时。曝光以后洗涤载体材料。用来制备单体溶液的溶剂特别适合作为洗涤液体。最后干燥这样制备了的载体。为了生成弱阴性的官能团可很大程度上缩短或取消第一步骤。在接着的第三过程步骤中预修饰了的载体再次用光敏引发剂涂覆。酮、醇、酯和醚可考虑作为引发剂的溶剂。在此引发剂的浓度优选为0.01gl-1-0.5gl-1。预修饰了的和用引发剂涂覆了的载体材料浸入单体溶液中，从单体溶液中取出和在潮湿状态曝光。能聚合的铵-、锍-和磷鎓-衍生物，特别是丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯和-乙烯基化合物的衍生物或它们的混合物适合作为单体。醇、酮、酯、醚和特别是水以及它们的混合物可用作为单体的溶剂。单体的浓度优选为1gl-1-200gl-1，特别合适的是单体浓度为50gl-1的溶液。能发射引发剂吸收范围的光线的水银蒸汽灯、高压水银灯、超高压水银灯、卤素灯、钨灯和激光优选用作为曝光光源。曝光时间取决于辐射光源的强度，根据光源的功率可为一瞬间至数小时。曝光以后洗涤载体材料。用来制备单体溶液的溶剂特别适合作为洗涤液体。最后干燥这样制备了的载体。在另一个实施方案中，在光化学修饰时加入阳离子和阴离子单体的混合物和同时聚合。在此在第一步中预处理了的载体或未预处理过的载体用光敏引发剂涂覆。酮、醇、酯和醚适合作为引发剂的溶剂。引发剂的浓度优选为0.01gl-1-0.5gl-1。预处理过的或未预处理过的和用引发剂涂覆了的载体材料浸入单体混合的-溶液，从溶液中取出和在潮湿状态曝光。能聚合的碳酸-、磺酸-和磷酸-衍生物，特别是丙烯酸、甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于复合核酸分析的载体材料，其特征在于，在其表面上至少定位了一共价键连接的层，该层至少具有二种不同的官能团，这些官能团按统计学的规则分布在其表面上，其中至少一个官能团是带负电荷的，至少另一种官能团是带正电荷的或化学反应性的或具有二种性质。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得本泽科，乌韦谢德勒，海克马图施乌斯基，蒂莫希勒布兰德，
申请(专利权)人：泊利昂专用和分析用聚合物制造有限公司，英维泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]