DE19808226C1 - Anordnung und Verfahren zur Untersuchung von hydrophilen Makromolekülen in wässriger Lösung - Google Patents
Anordnung und Verfahren zur Untersuchung von hydrophilen Makromolekülen in wässriger LösungInfo
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Abstract
Eine Anordnung zur Untersuchung von hydrophilen Makromolekülen (1) in wässriger Lösung mit einer festen Trägeroberfläche (5), auf die eine Lipidschicht (24) aufgebracht ist, wobei die zu untersuchenden Moleküle (1) mittels eines molekularen Kopplungssystems (20) an die Lipidschicht (24) gebunden und damit immobilisiert sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß das molekulare Kopplungssystem (20) mindestens zwei, vorzugsweise drei, miteinander kopplungsfähige molekulare bzw. atomare Komponenten (21, 22, 23) umfaßt, von denen eine erste Komponente (21) an die Lipidschicht (24) und eine zweite Komponente (22) an ein zu untersuchendes hydrophiles Makromolekül (1) gebunden ist. Damit wird es ermöglicht, beliebige hydrophile Makromoleküle zu immobilisieren und zu untersuchen, wobei die Beschichtung der festen Trägeroberfläche auf eine möglichst einfache und reversible Art durchführbar sein soll.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur
Untersuchung von hydrophilen Makromolekülen in wässriger Lö
sung mit einer festen Trägeroberfläche, auf die eine Lipid
schicht aufgebracht ist, wobei die zu untersuchenden Molekü
le mittels eines molekularen Kopplungssystems an die Lipid
schicht gebunden und damit immobilisiert sind.
Einer solche Anordnung und ein entsprechendes Betriebsver
fahren sind bekannt aus Liu et al., Eur. Biophys. (J. 1995)
24: 31-38 oder Chem. Abstr., Vol. 123 (1995), Abstr. Nr.
191767 w.
Hydrophile Proteine werden bereits seit einiger Zeit mit der
FT-IR-ATR-Technik untersucht. Dazu werden sie meist in gelö
ster Form auf einen ATR-Kristall aufgebracht und durch An
trocknung immobilisiert. Von den trockenen Proteinfilmen
werden dann FT-TR-Spektren aufgenommen. Unter Zugabe von
Wasser gehen die eingetrockneten Proteine in Lösung. Um die
Wechselwirkung von hydrophilen Proteinen mit anderen Molekü
len studieren zu können, müssen die Proteine jedoch in nati
ver Form im wässrigen Milieu vorliegen. Für derartige Unter
suchungen mit Hilfe der ATR-Technik sollten die Proteine
folglich "wasserfest" an den ATR-Kristall gebunden vorlie
gen.
Aus Blankenburg et al., Biochemistry (1989) 28: 8214-8221
ist eine Anordnung zur Untersuchung von Streptavidin mittels
UV-Licht im Bereich 230 nm bekannt, wobei die extrem hohe
Affinität des Proteins Streptavidin zu dem zyklischen Harn
stoffderivat Biotin (Vitamin H; Bindungskonstante:
1015 M-1, die seit mehr als 20 Jahren bekannt ist und für
die verschiedensten Anwendungen in der Biotechnologie ge
nutzt wird, zur Anbindung des zu untersuchenden Streptavi
dins an biotinylierte Phospholipide ausgenutzt wird. Die Li
pide wiederum sind bei diesem bekannten Verfahren in einer
Monolage auf einer Wasseroberfläche angeordnet.
Aus Darst et al., Biophys. J. (1991) 59 : 387-396 ist einer
seits eine Anordnung zur Untersuchung von Lipidlagen mit
Hilfe von Elektronenbeugung bekannt, bei der auf einer Tef
lonunterlage kristallines Streptavidin angeordnet ist, das
auf seiner der Teflonunterlage abgewandten Seite an biotiny
lierte Lipide gebunden ist. Weiterhin ist aus dieser Druck
schrift auch eine Anordnung bekannt, bei der das hydrophile
Protein Ferritin über Biotinreste an kristallisiertes Strep
tavidin gebunden ist. In diesem Zusammenhang ist aber wie
derum keine Verwendung von Lipiden in der zu untersuchenden
Anordnung vorgesehen.
In der Firmendurckschrift "PE Applied Biosystems report" der
Firma Perkin Elmer, 1/1997, Seite 21, ist eine Anordnung zur
Untersuchung von Wechselwirkung zwischen Membranen und Pro
teinen in wässrigem Medium beschrieben, bei der mittels ab
geschwächter Totalreflektions-Infrarotspektroskopie (ATR-IR)
die elektrostatische Bindung des Proteins Trypsin Inhibitor
an eine Membran in gepuffertem Wasser bei definiertem pH-
Wert gemessen wurde. Dazu wurde auf die Oberfläche eines
Germanium-ATR-Kristalls eine ca. 5 nm-dicke Lipid-Doppel
schicht (sogenannte festkörperunterstützte Membran = einfa
ches Modell einer biologischen Membran) aufgebracht, auf de
ren vom ATR-Kristall abgewandten Oberfläche das zu untersu
chende Protein aus einer wässrigen Lösung angelagert wurde.
Der eingangs zitierte Artikel von Liu et al., Eur. Biophys.
J. (1995) 24, 31-38 beschreibt schließlich ein System, bei
dem auf einer hydrophoben Siliziumoberfläche eine Lipid-Mo
nolage angeordnet ist, die auf ihrer siliziumabgewandten
Seite biotinyliert ist, wobei die Biotin-Moleküle wiederum
Avidin-Moleküle gebunden haben. Die letzteren werden mittels
Streuung von He-Ne-Laserlicht im Bereich von 633 nm optisch
untersucht. Dieses System eignet sich aber nur für Messungen
an einem ganz bestimmten Protein, nämlich dem Avidin, wel
ches aufgrund seiner hohen Bindungsaffinität zum Biotin auf
der Biotin-Lipid-Schicht immobilisiert werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine
Anordnung und ein Verfahren der eingangs genannten Art vor
zustellen, mit dem es ermöglicht wird, beliebige hydrophile
Makromoleküle zu immobilisieren und zu untersuchen, wobei
die Beschichtung der festen Trägeroberfläche auf eine mög
lichst einfache und reversible Art durchführbar sein soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das
molekulare Kopplungssystem mindestens zwei miteinander kopp
lungsfähige molekulare bzw. atomare Komponenten umfaßt, von
denen eine erste Komponente an die Lipidschicht und eine
zweite Komponente an die zu untersuchenden hydrophilen Ma
kromoleküle gebunden ist, und eine dritte Komponente die er
ste und die zweite Komponente miteinander verbindet.
Das erfindungsgemäße System ist gegenüber den oben beschrie
benen, aus dem Stand der Technik bekannten Systemen aufgrund
der vielfältigen Möglichkeiten der Auswahl von Komponenten
des molekularen Kopplungssystems erheblich variabler hin
sichtlich der Möglichkeiten zur Untersuchung von hydrophilen
Makromolekülen und eröffnet auf überraschend einfache, aber
wirkungsvolle Art und Weise eine nahezu unbegrenzte Anzahl
von Anwendungsmöglichkeiten.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite Komponente che
misch identisch, was die Auswahl der dritten Komponente er
heblich vereinfacht, weil diese dann nur lediglich zwei che
misch gleiche Andockstellen aufweisen muß.
Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung, bei der die er
ste und die zweite Komponente Biotin, die dritte Komponente
Avidin und/oder Streptavidin ist.
Die Bindung zwischen Biotin und Avidin bzw. Streptavidin
ist, wie oben erwähnt, bereits sehr gut untersucht und wohl
bekannt und die extrem hohe Bindungskonstante von ungefähr
1015/Mol macht diese Anordnung zum nahezu idealen Kopplungs
system.
Alternativ kann aber auch die erste und die zweite Komponen
te ein Antigen, die dritte Komponente ein zugehöriger Anti
körper sein. Ein solches System ist besonders kostengünstig
und leicht herstellbar und weist ebenfalls eine hohe Bin
dungskonstante auf.
Besonders bevorzugt ist auch eine Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Anordnung, bei der die Lipidschicht als Doppel
schicht ausgebildet ist, wie unter anderem aus der oben zi
tierten Firmenschrift von Perkin Elmer an sich bekannt ist.
Die Herstellung einer solchen Doppel-Lipidschicht ist ganz
erheblich einfacher und damit preisgünsiger als das Aufbrin
gen einer Lipid-Monolage. Gegebenenfalls ist die Lipid-Dop
pelschicht nach erfolgter Messung auch einfach von der fe
sten Trägeroberfläche entfernbar (feuchtes Baumwolltuch) und
die Trägeroberfläche für weitere Beschichtungen verfügbar.
Bei bevorzugten Anwendungen der Erfindung umfassen die zu
untersuchenden hydrophilen Makromoleküle Proteine, Peptide,
DNA, RNA oder ganze prokariotische oder eukariotische Zel
len. Denkbar ist aber auch die Untersuchung andere Gruppen
von hydrophilen Makromolekülen mit Hilfe der erfindungsgemä
ßen Anordnung.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen An
ordnung ist die feste Trägeroberfläche Teil eines amorphen
Festkörpers, der insbesondere Silberhalogenide, Chalkogeni
de, Glas oder Quarz umfassen kann.
Besonders bevorzugt ist eine dazu alternative Ausführungs
form der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der die feste Trä
geroberfläche Teil eines kristallinen Festkörpers ist.
Bei besonders bevorzugten Weiterbildungen beider oben ge
nannter Ausführungsformen umfaßt die feste Trägeroberfläche
ein ATR (Attenuated Total Reflection)-Element, insbesondere
ATR-Fasern oder ATR-Kristalle, z. B. Zinkselenid, Germanium
oder Diamant.
Eine solche ATR-Anordnung ist beispielsweise auch in der
DE-196 12 877 C1 beschrieben.
In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch ein Ver
fahren zur Untersuchung von hydrophilen Makromolekülen in
wässriger Lösung, das mit einer erfindungsgemäßen Anordnung
der oben beschriebenen Art durchgeführt wird. Durch die Im
mobilisierung der zu untersuchenden Moleküle an der festen
Trägeroberfläche wird eine relativ hohe Konzentration der zu
untersuchenden Moleküle erreicht, was zu einer hohen Ausbeu
te an Nutzsignalen und damit zu hoher Empfindlichkeit und
guter Auflösung des entsprechenden Untersuchungsverfahrens
führt.
Vorzugsweise wird zur Untersuchung der hydrophilen Makromo
leküle elektromagnetische Strahlung eingesetzt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Verfahrensvari
ante wird zur Untersuchung der hydrophilen Makromoleküle ein
optisches Verfahren eingesetzt. Die zu untersuchenden Makro
moleküle lassen sich anhand ihrer optischen Eigenschaften in
der Regel nämlich besonders gut charakterisieren.
Bevorzugt ist hierbei wiederum der Einsatz von IR (= Infra
rot)-Strahlung zur Untersuchung der hydrophilen Makromolekü
le, weil damit die Molekülschwingungen erfaßt werden können,
die hochspezifisch sind und damit der Methode eine besonders
hohe Empfindlichkeit verleihen.
Vorzugsweise wird zur Untersuchung der hydrophilen Makromo
leküle ein ATR (= Attenuated Total Reflection)-Verfahren ein
gesetzt, dessen Wirkungsweise und Vorteile beispielsweise in
der bereits zitierten DE 196 12 877 C1 beschrieben sind. We
gen der hohen Konzentration der zu untersuchenden Makromole
küle aufgrund ihrer Immobilisierung auf der festen Träger
oberfläche mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung läßt
sich eine besonders große Signalausbeute und eine besonders
hohe Empfindlichkeit erreichen.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Verfahrensvariante bei der
eine Durchflußzelle zum Vorbeileiten der wässrigen Lösung an
der festen Trägeroberfläche eines ATR-Elements mit den dar
auf angeordneten immobilisierten hydrophilen Makromolekülen
verwendet wird.
Eine solche Durchflußzelle ist ebenfalls in der
DE 196 12 877 C1, aber auch in der oben zitierten Firmen
schrift von Perkin Elmer beschrieben. Die Vorteile der
Durchflußzelle sind ebenfalls aus der Literatur bekannt.
Besonders bevorzugt wird zur Untersuchung der hydrophilen
Makromoleküle Strahlung im mittleren Infrarotbereich (MIR)
eingesetzt. Gegenüber sichtbarem Licht oder Nah-Infrarot
(= NIR)-Licht hat das MIR-Licht eine erhöhte Eindringtiefe
in die Untersuchungsanordnung und es ergibt sich ein höherer
Absorptionsgrad als beispielsweise im NIR-Bereich, so daß
eine höhere Empfindlichkeit des Verfahrens erreicht wird.
Alternativ kann aber auch zur Untersuchung der hydrophilen
Makromoleküle Ramanstreuung eingesetzt werden. Diese Methode
liefert im wesentlichen Molekülinformationen, die komplemen
tär zu den mit der oben beschriebenen MIR-Methode gewonnenen
Informationen sind.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird
anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer einfachen Anord
nung mit einem zwei-komponentigen molekularen Kopp
lungssystem und einer Lipid-Monolage;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anord
nung mit einem drei-komponentigen molekularen Kopp
lungssystem und einer Lipid-Doppelschicht; und
Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch einen Durch
flußzelle zur Durchführung des erfindungsgemäßen Un
tersuchungsverfahrens.
Zur Untersuchung von hydrophilen Makromolekülen, insbesonde
re Proteinen, sollten die Untersuchungsobjekte zur Konzen
trierung in geeigneter Weise immobilisiert werden, damit
Messungen an den Makromolekülen vorgenommen werden können.
Bei den zu untersuchenden Makromolekülen kann es sich um be
liebige Proteine, Peptide, DNA, RNA oder ganze prokarioti
sche oder eukariotische Zellen handeln. Zum Zwecke der Un
tersuchung wird vorgeschlagen, die hydrophilen Makromoleküle
über ein molekulares Kopplungssystem, das mindestens drei
miteinander kopplungsfähige molekulare bzw. atomare Kompo
nenten umfaßt, an eine Lipidschicht zu binden, die ihrer
seits auf einer festen Trägeroberfläche aufgebracht ist.
Eine einfache Anordnung ist in Fig. 1 dargestellt: Auf einer
festen Trägeroberfläche 5 ist eine Lipidschicht 4 in Form
einer Monolage aufgebracht. Eine erste Komponente 11 eines
zwei-komponentigen molekularen Kopplungssystems 10 ist an
die Lipidschicht 4 kovalent gebunden, während eine zweite
Komponente 12 des Kopplungssystems 10 an die zu untersuchen
den Makromoleküle 1 gebunden ist.
Durch die Kopplung der beiden Komponenten 11, 12 werden die
Makromoleküle 1 auf der Trägeroberfläche 5 immobilisiert.
Mit Hilfe dieses zweikomponentigen Kopplungssystems 10 kön
nen ganz unterschiedliche Makromoleküle 1 an die Lipi
dschicht 4 angekoppelt werden.
Ein demgegenüber verbessertes Ausführungsbeispiel einer er
findungsgemäßen Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt: Auf der
festen Trägeroberfläche 5 ist nunmehr eine wesentlich leich
ter herstellbare Lipid-Doppelschicht 24 aufgebracht, an die
auf ihrer der Trägeroberfläche 5 abgewandten Seite ein drei
komponentiges molekulares Kopplungssystem 20 über dessen er
ste Komponente 21 gebunden ist. An eine zweite Komponente 22
des molekularen Kopplungssystems 20 sind die zu untersuchen
den Makromoleküle 1 kovalent gebunden. Durch eine dritte
Komponente 23, die eine hohe Bindungsaffinität zu den Kompo
nenten 21, 22 aufweist, sind die beiden anderen Komponenten
des molekularen Kopplungssystems 20 miteinander verbunden.
Ein solches dreikomponentiges molekulares Kopplungssystem 20
öffnet eine nahezu unbegrenzte Variabilität im Hinblick auf
die Immobilisierung von zu untersuchenden Makromolekülen 1
an mit Lipidschichten versehenen Trägeroberflächen 5. Insbe
sondere können die erste Komponente 21 und die zweite Kompo
nente 22 chemisch identisch sein. Bei bevorzugten Ausfüh
rungsformen besteht die erste und die zweite Komponente 21,
22 jeweils aus Biotin, während die dritte Komponente 23 aus
Avidin- und/oder Streptavidin-Molekülen gebildet wird.
Viele Makromoleküle können bereits in biotinierter Form be
zogen werden.
Ein anderes System enthält als erste und zweite Komponente
21, 22 jeweils ein Antigen, während die dritte Komponente 23
der entsprechende Antikörper sein kann. Denkbar sind aber
auch noch beliebig viele andere kopplungsfähige Molekülkom
binationen, die das molekulare Kopplungssystem 23 aufbauen
können.
Um die zu untersuchenden hydrophilen Makromoleküle 1 an Kri
stalle (ZnSe, Ge) zu koppeln, die insbesondere in der ATR
(Attenuated Total Reflection)-IR-Spetroskopie eingesetzt
werden können, werden zunächst wäßrige Phospholipidlösungen,
wobei ca. 10% der Lipide biotinyliert sind, auf dem Kri
stall aufgetragen. Während des Trocknungsprozesses bildet
sich ein Lipidfilm auf dem Kristall. Gelöstes Streptavidin
bindet nun jeweils mit einer oder zwei seiner vier hochaffi
nen Bindungsstellen an die exponierten Biotinreste des Li
pidfilms. Anschließend wird das zu untersuchende hydrophile
Makromolekül 1, beispielsweise ein Protein, in gelöster Form
zugegeben. Dieses Protein ist zuvor biotinyliert worden und
wird über die Biotinreste spezifisch von dem Streptavidin
erkannt. Die Kristalloberfläche bleibt bei der Beschich
tungsprozedur unbeschädigt. Der Lipidfilm mit den immobili
sierten Proteinen (Streptavidin und zu untersuchendes Prote
in) kann leicht mit Hilfe eines Tuches entfernt werden, so
daß der Kristall beliebig of beschichtet werden kann. Das
Protein Streptavidin, das aus Streptomyces avidinii gewonnen
wird, kann durch Avidin, das aus dem Hühnereiweiß isoliert
wird, ersetzt werden.
In Fig. 3 ist nun konkret eine Durchflußzelle 30 zum Vorbei
leiten der wäßrigen Lösung 32 an der festen Trägeroberfläche
eines ATR-Kristalls 35 mit den darauf in der oben beschrie
benen Weise angeordneten, immobilisierten hydrophilen Makro
molekülen der erfindungsgemäßen Anordnung 31 dargestellt.
Die wäßrige Lösung 32 mit den zu untersuchenden hydrophilen
Makromolekülen wird über einen Zufluß 33 in die Durchfluß
zelle 30 eingebracht und über einen Abfluß 34 wieder abgezo
gen. Zur optischen Vermessung von Moleküleigenschaften wird
im gezeigten Beispiel MIR-Licht 36 in den ATR-Kristall 35
eingestrahlt, das nach der Methode der abgeschwächten Total
reflexions-Infrarotspektroskopie (ATR-IR) bei seinem Durch
lauf durch den ATR-Kristall Informationen über die zu unter
suchenden Makromoleküle aus der Anordnung 31 aufnimmt. An
schließend wird das MIR-Licht 36 in einem geeigneten Detek
tionssystem 37 nachgewiesen.
Anstelle von MIR-Strahlung kann aber auch beispielsweise
Licht aus dem nahen Infrarotbereich (NIR) zur Untersuchung
eingesetzt werden, oder auch Ramanstreuung an den zu unter
suchenden Molekülen durchgeführt werden, wobei im wesentli
chen komplementäre Molekülinformationen zu den im MIR-Be
reich gewonnenen Informationen erhalten werden. Denkbar ist
auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung bei
anderen physikalischen Untersuchungsmethoden, vorzugsweise
unter Zuhilfenahme elektromagnetischer Strahlung, nicht not
wendigerweise aber mit optischen Verfahren (beispielsweise
Elektronenbeugung).
Claims (17)
1. Anordnung (31) zur Untersuchung von hydrophilen Makromo
lekülen (1) in wässriger Lösung (32) mit einer festen
Trägeroberfläche (5), auf die eine Lipidschicht (24)
aufgebracht ist, wobei die zu untersuchenden Moleküle
(1) mittels eines molekularen Kopplungssystems (20) an
die Lipidschicht (24) gebunden und damit immobilisiert
sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß das molekulare Kopplungssystem (20) mindestens drei
miteinander kopplungsfähige molekulare bzw. atomare Kom
ponenten (21, 22, 23) umfaßt, von denen eine erste Kom
ponente (21) an die Lipidschicht (24) und eine zweite
Komponente (22) an die zu untersuchenden hydrophilen Ma
kromoleküle (1) gebunden ist, und eine dritte Kompo
nente (23) die erste und die zweite Komponente (21 bzw.
22) miteinander verbindet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste und die zweite Komponente (21 bzw. 22) che
misch identisch sind.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste und die zweite Komponente (21 bzw. 22) Biotin,
die dritte Komponente (23) Avidin und/oder Streptavidin
ist.
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste und die zweite Komponente (21 bzw. 22) ein An
tigen, die dritte Komponente (23) ein entsprechender An
tikörper ist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Lipidschicht (24) als Dop
pelschicht ausgebildet ist.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die zu untersuchenden hydro
philen Makromoleküle (1) Proteine, Peptide, DNA, RNA
oder ganze prokariotische oder eukariotische Zellen um
fassen.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die feste Trägeroberfläche (5)
Teil eines amorphen Festkörpers ist, der insbesondere
Silberhalogenide, Chalkogenide, Glas oder Quarz umfaßt.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die feste Trägeroberfläche (5) Teil
eines kristallinen Festkörpers ist.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich
net, daß die feste Trägeroberfläche (5) ein ATR (Atte
nuated Total Reflection)-Element, insbesondere ATR-Fa
sern oder ATR-Kristalle (35), z. B. Zinkselenid, Germani
um oder Diamant, umfaßt.
10. Verfahren zur Untersuchung von hydrophilen Makromolekü
len (1) in wässriger Lösung (32), dadurch gekennzeich
net, daß das Verfahren mit einer Anordnung (31) nach ei
nem der vorhergehenden Ansprüche durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Untersuchung der hydrophilen Makromoleküle (1) elek
tromagnetische Strahlung eingesetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Untersuchung der hydrophilen Makromoleküle (1) ein
optisches Verfahren eingesetzt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Untersuchung der hydrophilen Makromoleküle (1)
IR( = Infrarot)-Strahlung eingesetzt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Untersuchung der hydrophilen Makromoleküle (1) ein
ATR( = Attenuated Total Reflection)-Verfahren eingesetzt
wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Durchflußzelle (30) zum Vorbeileiten der wässrigen
Lösung (32) an der festen Trägeroberfläche (5) eines
ATR-Elements (35) mit den darauf angeordneten immobili
sierten hydrophilen Makromolekülen (1) verwendet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Untersuchung der hydrophilen Ma
kromoleküle (1) MIR ( = mittlere Infrarot)-Strahlung ein
gesetzt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Untersuchung der hydrophilen Makromoleküle (1) Ra
manstreuung eingesetzt wird.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19808226A DE19808226C1 (de) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | Anordnung und Verfahren zur Untersuchung von hydrophilen Makromolekülen in wässriger Lösung |
CH00248/99A CH694108A5 (de) | 1998-02-27 | 1999-02-10 | Mittel und Verwendung der Mittel zur Untersuchung von hydrophilen Makromolekülen in wässriger Lösung. |
US09/250,258 US6124103A (en) | 1998-02-27 | 1999-02-16 | Arrangement and method of examining hydrophilic macromolecules in an aqueous solution |
GB9904589A GB2335922B (en) | 1998-02-27 | 1999-02-26 | Immobilisation and investigation of macromolecules |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19808226A DE19808226C1 (de) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | Anordnung und Verfahren zur Untersuchung von hydrophilen Makromolekülen in wässriger Lösung |
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GB (1) | GB2335922B (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7279561B1 (en) * | 1993-04-23 | 2007-10-09 | Wyeth | Anti-rapamycin monoclonal antibodies |
US7255835B2 (en) * | 2001-09-04 | 2007-08-14 | North Carolina State University | Single pass attenuated total reflection fourier transform infrared microscopy apparatus and method for identifying protein secondary structure, surface charge and binding affinity |
EP1431244A4 (de) * | 2001-11-08 | 2004-08-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Mikrokornfolie und verfahren zur herstellung derselben |
MY163688A (en) * | 2008-03-31 | 2017-10-13 | 3M Innovative Properties Co | Low layer count reflective polarizer with optimized gain |
US9347947B2 (en) * | 2009-03-12 | 2016-05-24 | Siemens Healthcare Diagnostics Inc. | Immunoassays employing non-particulate chemiluminescent reagent |
Family Cites Families (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US34312A (en) * | 1862-02-04 | Improved writing-desk | ||
US4175864A (en) * | 1978-02-21 | 1979-11-27 | The Foxboro Company | Astigmatic illuminating system in an internal reflection spectometer |
EP0032622B1 (de) * | 1979-12-20 | 1985-08-14 | Dennis Chapman | Polymerisationsfähige Phospholipide und deren Polymere, Verfahren zu deren Herstellung, Verfahren zu deren Verwendung für die Bildung von Überzugschichten auf Substraten und zum Bilden von Liposomen und die daraus entstehenden Liposomzusammensetzungen und Substrate mit Überzugschichten |
US4670386A (en) * | 1980-05-23 | 1987-06-02 | Stephen Sugaar | Cancer tests using tumor antigen generated lymphokines and compositions |
US4933114A (en) * | 1980-08-11 | 1990-06-12 | Eastman Kodak Company | Polyacetylenic lipids, radiation-sensitive compositions, photographic elements and processes relating to same |
US4935339A (en) * | 1985-05-07 | 1990-06-19 | Nichols Institute Diagnostics | Delayed solid phase immunologic assay |
US4752572A (en) * | 1985-08-30 | 1988-06-21 | Eastman Kodak Company | Lipid vesicles containing labeled species and their analytical uses |
DE3539215A1 (de) * | 1985-11-05 | 1987-05-07 | Boehringer Mannheim Gmbh | Verfahren zur bestimmung eines immunologisch bindefaehigen analyten |
US4874710A (en) * | 1986-02-20 | 1989-10-17 | Becton Dickinson And Company | Assay and product in which binder and liposomes are supported on a solid support |
DE3609217A1 (de) * | 1986-03-19 | 1987-09-24 | Boehringer Mannheim Gmbh | Verfahren und reagenz zur bestimmung eines reaktionspartners einer immunologischen reaktion |
US5000960A (en) * | 1987-03-13 | 1991-03-19 | Micro-Pak, Inc. | Protein coupling to lipid vesicles |
US4959303A (en) * | 1987-12-21 | 1990-09-25 | Syntex (U.S.A.) Inc. | Assay for antigens by binding immune complexes to solid supports free of protein and non-ionic binders |
DE3834766A1 (de) * | 1988-10-12 | 1990-04-26 | Boehringer Mannheim Gmbh | Verfahren zur bestimmung einer spezifisch bindefaehigen substanz |
US5234812A (en) * | 1988-12-08 | 1993-08-10 | Boehringer Mannheim Corporation | Method for sequential determination of an analyte in a fluid sample using a third receptor |
US5491097A (en) * | 1989-06-15 | 1996-02-13 | Biocircuits Corporation | Analyte detection with multilayered bioelectronic conductivity sensors |
US4975581A (en) * | 1989-06-21 | 1990-12-04 | University Of New Mexico | Method of and apparatus for determining the similarity of a biological analyte from a model constructed from known biological fluids |
US5229611A (en) * | 1989-11-03 | 1993-07-20 | Horiba, Ltd. | Infrared microscopic spectrometer using the attenuated total reflection method |
DE3939973A1 (de) * | 1989-12-02 | 1991-06-06 | Basf Ag | Zweidimensional kristallisierte makromolekuelschichten |
US5093580A (en) * | 1990-03-02 | 1992-03-03 | Spectra-Tech, Inc. | ATR objective and method for sample analyzation using an ATR crystal |
US5097129A (en) * | 1990-12-06 | 1992-03-17 | International Business Machines Corporation | Surface contamination detection using infrared-transparent fibers or attenuated total reflection crystals |
DE4040669A1 (de) * | 1990-12-19 | 1992-06-25 | Behringwerke Ag | Verwendung von peptidpaaren mit extrem hoher spezifischer affinitaet zueinander im bereich der in vitro diagnostik |
US5567591A (en) * | 1991-06-24 | 1996-10-22 | Becton Dickinson And Company | Amplified assay for analyte |
DE4227813A1 (de) * | 1992-08-21 | 1994-02-24 | Kim Yoon Ok | Vorrichtung zur qualitativen und/oder quantitativen Bestimmung einer zu analysierenden Probe |
DE4323487C2 (de) * | 1993-07-14 | 1995-04-20 | Sybille Dr Bayerl | Verfahren zur temperaturabhängigen Fixierung von Biokatalysatoren und Gewebezellen auf festen, biokompatiblen Trägermaterialien |
US5582184A (en) * | 1993-10-13 | 1996-12-10 | Integ Incorporated | Interstitial fluid collection and constituent measurement |
US5553616A (en) * | 1993-11-30 | 1996-09-10 | Florida Institute Of Technology | Determination of concentrations of biological substances using raman spectroscopy and artificial neural network discriminator |
US5527711A (en) * | 1993-12-13 | 1996-06-18 | Hewlett Packard Company | Method and reagents for binding chemical analytes to a substrate surface, and related analytical devices and diagnostic techniques |
US5754722A (en) * | 1995-01-30 | 1998-05-19 | Melling; Peter J. | Fiber-optic spectroscopic probe with interchangeable sampling heads |
DE69530473T2 (de) * | 1995-03-03 | 2003-11-20 | Perkin Elmer Ltd | ATR-Kristallträger (abgeschwächte Totalreflexion) für Infrarotmikrospektroskopie |
US5866430A (en) * | 1996-06-13 | 1999-02-02 | Grow; Ann E. | Raman optrode processes and devices for detection of chemicals and microorganisms |
US5754715A (en) * | 1996-11-12 | 1998-05-19 | Melling; Peter J. | Mid-infrared fiber-optic spectroscopic probe |
US5945674A (en) * | 1997-07-30 | 1999-08-31 | Vysis, Inc. | Method of identifying cellular types in a biological sample supported on an absorptive substrate by infrared spectroscopy |
-
1998
- 1998-02-27 DE DE19808226A patent/DE19808226C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-02-10 CH CH00248/99A patent/CH694108A5/de not_active IP Right Cessation
- 1999-02-16 US US09/250,258 patent/US6124103A/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-26 GB GB9904589A patent/GB2335922B/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Chemical Abstracts, Vol. 123 (1995), Abstr. Nr. 191767w * |
Eur. Biophys. J. (1995) 24, S. 31-38 Firmenschriftder Firma Perkin Elmer: "PE Applied Biosystems report", 1 (1997), S. 21 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB9904589D0 (en) | 1999-04-21 |
GB2335922B (en) | 2003-05-14 |
US6124103A (en) | 2000-09-26 |
CH694108A5 (de) | 2004-07-15 |
GB2335922A (en) | 1999-10-06 |
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