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    • 专利摘要:
    Zur Erzeugung einer Analyseanordnung (3) mit einer Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichen (16), vorzugsweise in Form eines Mikro-Arrays (5) auf Trägern (4), wird als "Spotting"-Verfahren vorgeschlagen, die von einem Träger (1) durch das "Spotting" zu übertragenden Proben (15) gezielt mit dem Laserstrahl einer Laserlichtquelle (9) zu bestrahlen, um durch den dadurch hervorgerufenen Impulsübertrag die Prioben (15) hochpräzise und berührungslos auf den Träger (4) der Analyseanordnung (3) zur Erzeugung der gewünschten Messbereiche (16) zu transferieren, wo sie einer nachfolgenden biologischen, biochemischen oder chemischen Analyse unterzogen werden können. Das erfindungsgemäße "Spotting"-Verfahren eignet sich auch für die berührungslose Übertragung kleinster Mengen einer Analyt-spezifischen Reagenzlösung in oder auf die Messbereiche (16) der Analyseanordnung (3).
    公开号:DE102004021904A1
    申请号:DE200410021904
    申请日:2004-05-04
    公开日:2005-12-01
    发明作者:Peter Dr. Droszlan；Markus Dr. Ehrat；Yilmaz Dr. Niyaz；Michael Dr. Pawlak；Karin Dr. Schütze；Raimund SCHÜTZE
    申请人:PALM Microlaser Technologies GmbH；
    IPC主号:B01J19-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtungzur Erzeugung einer Analyseanordnung mit einer Vielzahl von diskretenund separaten Messbereichen, welche geeignet und ausgestaltet sind,um einen Nachweis einer oder mehrerer Verbindungen als Analytenin einer oder mehreren Proben, nach deren Aufbringung in besagtenMessbereichen oder Kontaktierung mit in besagten Messbereichen zuvorimmobilisierten biologischen, biochemischen oder synthetischen Erkennungselementen,in einem biologischen, biochemischen oder chemischen (sowie gegebenenfallsauch physikalischen) Nachweisverfahren zu ermöglichen. Insbesondere betrifftdie vorliegende Erfindung ein derartiges in Form eines "Spotting"-Verfahrens ausgestaltetes Verfahren,bei dem mit Hilfe einer "Spotting"-Technologie die zu analysierenden Probenauf die einzelnen Messbereiche der Analyseanordnung oder zur Erzeugungder einzelnen Messbereiche auf die Analysenanordnung aufgebrachtwerden, sowie eine entsprechende Vorrichtung, welche auch als "Spotter" bezeichnet werdenkann.
    [0002] ImSinne der vorliegenden Erfindung sollen diskrete, separate Messbereichedurch zwei- oder dreidimensionale Regionen auf einem Träger definiertwerden, die dort immobilisierte Bindungspartner, zum Nachweis einesoder mehrerer Analyten in einer oder mehreren Proben in einem Bindungs-oder Affinitätsassay,einnehmen. Die diskreten, separaten Messbereiche können, abermüssennicht vor der Aufbringung der Bindungspartner auf besagtem Träger ausgewiesensein, beispielsweise in Form einer Unterteilung des Trägers inder Geometrie der Messbereiche entsprechende diskrete, separateBereiche. Bevorzugt werden die diskreten, separaten Messbereichemit dem Schritt der Aufbringung der zu immobilisierenden Bindungspartnerauf dem Trägererzeugt.
    [0003] ZueinanderkomplementäreBindungspartner sind dadurch charakterisiert, dass zwischen ihneneine gewisse Affinitätbesteht. Bindungen zwischen komplementären Bindungspartnern (wie beispielsweiseAnalyten und ihren biologischen, biochemischen oder synthetischenErkennungselementen) könnenreversibel oder irreversibel sein.
    [0004] Unterschiedlichederartige Messbereiche könnenbeispielsweise biologische, biochemische oder synthetische Erkennungselementeeiner einzigen Art oder Form oder mehrerer unterschiedlicher Artenoder Formen als immobilisierte Bindungspartner enthalten, mit denendann in einem nachfolgenden Schritt des Nachweisverfahrens eineoder mehrere auf die entsprechenden Analyten (welche spezifischvon den entsprechenden Erkennungselementen erkannt und gebundenwerden) zu untersuchende Proben in Kontakt gebracht werden. Ein-oder zweidimensionale Anordnungen einer Vielzahl solcher Arraysvon Messbereichen dieser ersten Form werden auch als "Capture"-Arrays bezeichnet. Die in den Messbereichenimmobilisierten biologischen, biochemischen oder synthetischen Erkennungselementeliegen dabei vorzugsweise in einer angereicherten, aufgereinigtenForm, d.h. in einer im Vergleich zu ihrem ursprünglichen Vorkommen in ihrem ErzeugungsmediumerhöhtenKonzentration, vor.
    [0005] Diediskreten, separaten Messbereiche können auch durch Aufbringungder auf ihre Inhaltsstoffe zu untersuchenden Proben selbst, ohneoder nach Durchführungeines oder mehrerer Aufreinigungsschritte wie beispielsweise Fraktionierungdes zugrunde liegenden Probenmaterials, erzeugt sein. In diesemFalle sind in den aufgebrachten Proben enthaltene Analyten als immobilisierteBindungspartner anzusehen. Das Probenmaterial kann beispielsweise ganzeoder aufgeschlossene Zellen, Zellbestandteile, Gewebeausschnitte,andere biologische Materialien oder chemische Materialien umfassen.Im Falle von Lysaten als aufgebrachte Proben werden ein- oder zweidimensionaleAnordnungen derartiger Messbereiche dieser zweiten Form als "Lysat"-Arrays bezeichnet,deren enthaltene Analyten dann typischerweise nach Kontaktierungmit dafürspezifischen biologischen, biochemischen oder synthetischen Erkennungselementenin einem Schritt eines Assays mit so genannter "invertierter Assay-Architektur" bestimmt werden.
    [0006] ZurErzeugung von Arrays der ersten und der zweiten Form sind eine Vielzahlvon Verfahren und Vorrichtungen bekannt.
    [0007] Zuden bekannten Aufbringungsverfahren zählen das so genannte „Ink JetSpotting", bei dem einpiezoelektrischer Effekt ähnlichwie bei der Funktionsweise eines Tintenstrahldruckers ausgenutzt wird,um die Proben auf einen Trägerzur Erzeugung der gewünschtenMessbereiche aufzubringen.
    [0008] Darüber hinaussind mechanische „Spotting"-Verfahren (beispielsweisemittels Feder, Stift oder Kapillare) bekannt, bei denen ein mechanischer Kontaktzwischen einem Flüssigkeitsvorratsgerät (z.B.Stiften oder Kapillaren), welches die auf dem Träger abzuscheidenden Flüssigkeitenmit darin enthaltenen, auf dem Träger zu immobilisierenden Verbindungenbeinhaltet, und der Oberflächedes Trägerserfolgt. Derartige mechanische „Spotting"-Verfahren sind mit mehreren prinzipiellenNachteilen behaftet. Im Falle von festen Trägern mit druck- oder kratzempfindlichenOberflächen,bei denen eine geringe Oberflächenrauhigkeitund Freiheit der Oberflächevon mechanischen Beschädigungenvon entscheidender Bedeutung fürdie Qualitätund Durchführbarkeiteines damit durchzuführendenNachweisverfahrens ist (wie z.B. bei optischen Wellenleitern, Glas-oder Kunststoffplättchenoder Membranen als Trägern),besteht eine hohe Gefahr der Qualitätsminderung. Des Weiteren bestehtdie Gefahr einer kontinuierlichen Veränderung der mit der Trägeroberfläche in Kontaktgebrachten Anordnungen (z.B. Kapillarspitzen oder Stiftspitzen), ähnlich einemAbnutzungsprozess, was zu einer entsprechenden kontinuierlichen Änderungder Geometrie der Messbereiche („Spots") und der darin aufgebrachten Flüssigkeitsmengenführenkann. Diesem Trend kann versuchsweise durch kontinuierliche Anpassungder Aufbringungsbedingungen auf die Oberfläche des Trägers begegnet werden (z.B.durch Anpassung der Andruckkraft), was aber einen erheblichen zusätzlichenAufwand bedeutet.
    [0009] DieseRisiken in Folge eines mechanischen Kontakts können zumindest teilweise vermiedenwerden, wenn die Abgabe eines Flüssigkeitsvolumens auseiner Kapillare durch Brechen des Meniskus einer darin enthaltenenFlüssigkeitbeim Kontakt zwischen der Kapillare und der Trägeroberfläche erfolgt. Ein entsprechendesVerfahren zur Herstellung einer Mikroanordnung von Analyt-spezifischenTestbereichen auf einem festen Träger ist beispielsweise in der EP 0 804 731 B1 beschrieben.Gemäß dieserDruckschrift wird vorgeschlagen, die Kapillare mit der darin enthaltenenFlüssigkeitan einer definierten Stelle auf dem festen Träger mit einer derartigen Kraftaufzudrücken,dass der Meniskus im Kapillarkanal gebrochen und ein ausgewähltes Volumender im Kapillarkanal befindlichen Flüssigkeit (z.B. einer Reagenzlösung) aufden festen Trägeraufgetragen wird. Diese Vorgehensweise erfordert jedoch nachteiligeine äußerst genaueEinstellung des Abstands zwischen dem festen Träger und der Kapillare.
    [0010] Demzuvor beschriebenen Verfahren gegenüber von Vorteil sind tröpfchenweiseAufbringungsverfahren, bei denen Tröpfchen der aufzubringenden Flüssigkeiteinen gewissen freien Weg durch die Luft zurücklegen und kein Kontakt zwischender Trägeroberfläche unddem die Flüssigkeitvor dem Depositionsschritt enthaltendem Behälter (oder dessen Enden) erforderlichist. Ein Beispiel hierfürist in US-Patent Nr. 5,763,170 beschrieben, wobei zur Ausbildungeines Arrays von unterschiedlichen biologischen Molekülen aufeiner Trägeroberfläche vorgeschlagenwird, in einer Gasumgebung einzelne Tröpfchen einer eine Vielzahlvon unterschiedlichen biologischen Molekülen beinhaltenden Flüssigkeit auszubilden,wobei jedes Flüssigkeitströpfchen im Durchschnittmindestens ein biologisches Molekül aufweist, und wobei die Flüssigkeitströpfchen zurErzeugung der gewünschtenMessbereiche in Form eines Arrays auf einem festen Träger untersterilen Bedingungen aufgebracht werden.
    [0011] Einentscheidendes Problem aller zuvor beschriebenen Aufbringungsverfahrenist, dass diese zwar geeignet sind, diskrete Messbereiche relativgeringen Durchmessers (beispielsweise von weniger als 100 μm, minimalgegenwärtigca. 80 μm)unter Aufbringung einzelner, relativ kleiner Flüssigkeitsmengen (beispielsweisein der Größenordnungvon Pikolitern bis Nanolitern Volumen pro Messbereich) zu erzeugen,wobei jedoch alle hierzu benutzten Vorrichtungen relativ komplexeAnordnungen von Führungsleitungenfür dieaufzubringenden Flüssigkeiten erfordernund die erforderlichen Vorratsvolumina der jeweils aufzubringendenFlüssigkeitenrelativ groß sind(typischerweise in der Größenordnungvon Mikrolitern bis Millilitern). Bei den aus dem Stand der Technikbekannten Vorrichtungen und Verfahren können zusätzlich nachteilig eine Vielzahlvon Verlusten an in den zu übertragendenFlüssigkeitsmengenenthaltenen, einem analytischen Nachweis zu unterziehenden Stoffensowie systembedingte Verfälschungender nachfolgenden Analysenresultate auftreten: In den Vorratsgefäßen undFührungsleitungenkann es zum Substanzverlust durch Adsorption an deren Oberflächen kommen.Sofern unterschiedliche, in einer Probe enthaltene Stoffe in einemunterschiedlichen Maßeadsorbiert werden, kann es auch, neben einer Verfälschungder zu bestimmenden enthaltenen absoluten Mengen zu einer Verfälschungder Konzentrationsverhältnisseunterschiedlicher Stoffe kommen. Im Falle der Entnahme der zu übertragendenProben oder Reagenzienmengen aus kleinen Vorratsgefäßen kannes zu Trocknungsverlusten an Lösungsflüssigkeitmit dem nachteiligen Ergebnis einer falschen Bestimmung überhöhter Konzentrationenkommen. Zusätzlichist typischerweise, im Falle von Zellen als zu übertragendem Probenmaterial, eineLyse dieser Zellen erforderlich, was ebenfalls mit einem potenziellenVerlust an Zellmaterial verbunden ist. Diese Nachteile der herkömmlichenAnordnungen und Verfahren führendazu, dass typischer Weise die Übertragungseffizienzauf einen Trägerzur Erzeugung eines Arrays mit diskreten, separaten Messbereichenweniger als 1 % beträgt.
    [0012] Darüber hinaussind die herkömmlichenVorrichtungen und Verfahren mit einer Reihe weiterer systembedingterBeschränkungenund Nachteile behaftet: Ein Transfer von nicht gelöstem oderfestem Material aus einem Probenmaterial ist typischerweise nichtmöglich,sondern es könnennur Flüssigkeitenbzw. darin gelösteStoffe transferiert werden. Außerdemsind fürden Transfer aus dem Vorrat (an Reagenzlösung oder Probenmaterial) relativgroßeVorratsmengen (ausgedrücktin Volumina in der Größenordnungvon Mikrolitern bis Millilitern) notwendig, so dass keine Informationen über dieunterschiedlichen Inhaltsstoffe und deren (Konzentrations-)Verhältnis beispielsweisein einzelnen Zellen gewonnen werden können. Mit den herkömmlichenAufbringungsverfahren erzeugte Arrays von diskreten, separaten Messbereichenkönnendaher typischerweise nur eine übereine relativ großeUrsprungsmenge, beispielsweise übereine Vielzahl von Zellen, gemittelte Information enthalten und keineInformation überdie Zusammensetzung individueller Zellen oder aus wenigen Zellenbestehender Bereiche eines Zellverbands (z. B. Gewebes) liefern.Damit kann die hohe Nachweisempfindlichkeit neuartiger Analyseanordnungen,wie sie beispielsweise durch Mikro-Arrays, insbesondere auf planarenDünnschichtwellenleiternals Trägern,gegeben ist, in keiner adäquatenWeise ausgenutzt werden, sondern es geht ein Großteil der ortsaufgelösten, ursprungsbezogenenInformation des zu untersuchenden Materials, welche mit Hilfe dergenannten Analyseanordnungen prinzipiell gewonnen bzw. weiterverarbeitetwerden könnte,verloren aufgrund der inadäquatgroßennotwendigen Ausgangsmengen fürdie genannten herkömmlichen "Spotting"-Verfahren und "Spotting"-Anordnungen.
    [0013] Außerdem istdie mit den herkömmlichen "Spotting"-Verfahren und "Spotting"-Anordnungen übertragene Probenmenge im Allgemeinennur schwer quantifizierbar, und der durch die Limitierung auf flüssige Probenverbundene Trocknungsprozess, nach deren Übertragung in diskrete Messbereiche aufeinem Träger,kann zu Qualitätsstreuungender erzeugten Messbereiche, beispielsweise zu Schwankungen oderinhomogener Verteilung der aufgebrachten Bindungspartner in denMessbereichen oder zu unterschiedlich großen, schwer kontrollierbarenAbmessungen der Messbereiche, d.h. Schwankungen der "Spot-Morphologie" oder des "Spot-Durchmessers", führen.
    [0014] Für die Aufbringungvon Proben aus einem sehr kleinen Vorratsvolumen, beispielsweisein der Größenordnungeinzelner Zellen oder von nur sehr wenigen Zellen (beispielsweise < 1000 Zellen), sind diezuvor beschriebenen bekannten Aufbringungsverfahren aus den vielengenannten Gründennicht geeignet.
    [0015] Dervorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahrenund eine Vorrichtung zur Erzeugung bzw. Herstellung einer Analyseanordnungmit einer Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichen, welchezur biologischen, biochemischen oder chemischen Analyse von in oderauf den Messbereichen aufzubringenden Proben geeignet sind, vorzuschlagen,womit als Grundlage für einespäterdurchzuführendeAnalyse Proben oder Reagenzlösungennicht nur auf einfache Art und Weise auf einen Träger zurErzeugung einzelner Messbereiche aufgebracht werden können, sondernwomit insbesondere auch äußerst geringeFlüssigkeits- oderProbenmengen (beispielsweise in der Größenordnung einzelner Zellenoder Zellbestandteile) auf oder in den Messbereichen aufgetragenwerden können.
    [0016] DieseAufgabe wird erfindungsgemäß durch einVerfahren zur Erzeugung einer Analyseanordnung mit einer Vielzahlvon diskreten, separaten Messbereichen gemäß Patentanspruch 1 oder 37 bzw.eine Vorrichtung zur Erzeugung einer derartigen Analyseanordnunggemäß Patentanspruch41 oder 42 gelöst.Die abhängigenAnsprüchedefinieren jeweils bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformender vorliegenden Erfindung.
    [0017] Dievorliegende Erfindung ermöglichtes, durch gezielte, gerichtete Einstrahlung von Energie, insbesondereelektromagnetischer Energie, in ein Vorratsvolumen einer Reagenzlösung oderin ein Probenmaterial eine bestimmte Menge besagter Reagenzlösung odereine Probe aus besagtem Probenmaterial herauszulösen und berührungslos auf einen Träger zu übertragen,um dort diskrete Messbereiche mit darin enthaltenen Mengen der übertragenenReagenzlösungbzw. der übertragenenProben zu erzeugen.
    [0018] Bevorzugtwird dabei Licht als eingestrahlte Energie, insbesondere Licht auseiner Laserlichtquelle, verwendet.
    [0019] DieErfindung erlaubt es, sehr hohe Dichten diskreter, separater Messbereicheauf einem Träger zuerzielen, da die Größe einesMessbereichs nicht notwendigerweise durch die Wechselwirkungen einerFlüssigkeitmit der Oberflächedes Trägersbestimmt wird (z. B. aufgrund der Benetzung der Oberfläche durchdie Flüssigkeit).Dies gilt insbesondere fürden erfindungsgemäßen Transfernicht gelöster oderfesten Materials von Proben aus einem Probenmaterial. Insbesonderein diesem Fall könnengemäß der vorliegendenErfindung wesentlich kleinere Mengen als mit den herkömmlichenVerfahren und Vorrichtungen übertragenwerden. Daher ist es mit Hilfe der vorliegenden Erfindung möglich Messbereiche aufeinem Trägermit mehr als 102, 103,104, 105, 106, 107, oder 108 Messbereichen pro Quadratzentimeter zuerzeugen.
    [0020] ZurErzeugung eines Arrays von diskreten Messbereichen der erstgenanntenForm (mit in den Messbereichen zu immobilisierenden biologischen, biochemischenoder synthetischen Erkennungselementen) wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durchein Verfahren zur Erzeugung einer Analyseanordnung mit einer Vielzahlvon diskreten, separaten Messbereichen, welche zum Nachweis einesoder mehrerer Analyten in einem biologischen, biochemischen oderchemischen Nachweisverfahren in mit den Messbereichen in Kontaktzu bringenden Proben ausgestaltet ist, umfassend die Schritte a) Bereitstellen eines Trägers, b) Bereitstellen eines Vorrats einer Reagenzlösung mitdarin enthaltenen, auf dem Trägerzu immobilisierenden Verbindungen als biologischen, biochemischenoder synthetischen Erkennungselementen für die in besagten Proben nachzuweisendenAnalyten, und c) Übertragungmindestens einer bestimmten Menge der Reagenzlösung auf den Träger zurErzeugung mindestens eines der Vielzahl von diskreten, separatenMessbereichen oder auf einen vorher ausgewiesenen Bereich des Trägers für einendiskreten, separaten Messbereich durch Bestrahlen der entsprechendenMenge der Reagenzlösungmit einem Energiestrahl, insbesondere einem Laserstrahl.
    [0021] ZurErzeugung eines Arrays der zweitgenannten Form (mit in den Messbereichenaufzubringenden Proben) wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durchein Verfahren zur Erzeugung einer Analyseanordnung mit einer Vielzahlvon diskreten, separaten Messbereichen, welche ausgestaltet istzum Nachweis eines oder mehrerer Analyten in einem biologischen,biochemischen oder chemischen Nachweisverfahren in Proben, welchein den Messbereichen aufzubringen sind, umfassend die Schritte a) Bereitstellen eines Trägers, b) Bereitstellen eines Probenmaterials und c) Übertragungmindestens einer Probe aus dem Probenmaterial auf den Träger zurErzeugung mindestens eines der Vielzahl von diskreten, separatenMessbereichen oder auf einen vorher ausgewiesenen Bereich des Trägers für einendiskreten, separaten Messbereich durch Bestrahlen der mindestenseinen Probe in dem Probenmaterial mit einem Energiestrahl, insbesondereeinem Laserstrahl.
    [0022] Dabeikann es von Vorteil sein, wenn eine aus dem Probenmaterial zu übertragendeProbe, gegebenenfalls als Teil einer Vorbehandlung des Probenmaterials,angefärbtwird oder wenn beispielsweise durch Phasenkontrast mit Hilfe einesMikroskops, welches einen Bestandteil einer nachfolgend beschriebenenVorrichtung zur Durchführungdes erfindungsgemäßen Verfahrenssein kann, sichtbar gemacht wird, Dadurch kann vorteilhaft das Erkennen und/oderdie Auswahl zu übertragenderProben erleichtert werden.
    [0023] Entsprechendden genannten erfindungsgemäßen Verfahrenzur Erzeugung von Analyseanordnungen der genannten Art sind auchentsprechende Vorrichtungen zur Erzeugung derartiger AnalyseanordnungenGegenstand der vorliegenden Erfindung.
    [0024] Gegenstandder vorliegenden Erfindung, zur Erzeugung von Arrays der erstgenanntenArt ist daher eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Analyseanordnungmit einer Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichen, welchezum Nachweis eines oder mehrerer Analyten in einem biologischen,biochemischen oder chemischen Nachweisverfahren in mit den Messbereichenin Kontakt zu bringenden Proben ausgestaltet ist, umfassend eineerste Anordnung zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsvorrats mit einerReagenzlösungmit darin enthaltenen, auf einem Träger zu immobilisierenden Verbindungenals biologischen, biochemischen oder synthetischen Erkennungselementenfür inzu untersuchenden Proben nachzuweisende Analyten, eine zweiteAnordnung zum Aufnehmen eines Trägers,auf welchem die Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichenzu erzeugen ist, und eine Energiequelle, insbesondere eineLaserlichtquelle, zum gezielten Bestrahlen mindestens einer bestimmtenMenge der Reagenzlösungin dem Flüssigkeitsvorratmit einem Energiestrahl, insbesondere einem Laserstrahl, um dadurchdie mindestens eine bestimmte Menge der Reagenzlösung von dem Flüssigkeitsvorratauf den Trägerzur Erzeugung mindestens eines der Vielzahl von diskreten Messbereichen oderauf einen vorher ausgewiesenen Bereich des Trägers für einen diskreten, separatenMessbereich zu übertragen.
    [0025] Eineerfindungsgemäße Vorrichtungdieser Art ist, in allgemeinerer Form auch geeignet, kleinste Flüssigkeitsmengenaus einem Flüssigkeitsvorrateiner Reagenzlösungjeglicher Art auf einen Trägermit darauf zu erzeugenden diskreten, separaten Messbereiche oderauf bereits auf dem Trägererzeugte diskrete, separate Messbereiche zu übertragen.
    [0026] Gegenstandder vorliegenden Erfindung, zur Erzeugung von Arrays der zweitgenanntenArt, ist entsprechend eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Analyseanordnungmit einer Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichen, welcheausgestaltet ist zum Nachweis eines oder mehrerer Analyten in einembiologischen, biochemischen oder chemischen Nachweisverfahren inProben, welche in den Messbereichen aufzubringen sind, umfassend eineerste Anordnung zum Aufnehmen eines Probenmaterials, eine zweiteAnordnung zum Aufnehmen eines Trägers,auf welchem die Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichenzu erzeugen ist, und eine Energiequelle, insbesondere eineLaserlichtquelle, zum gezielten Bestrahlen mindestens einer Probedes Probenmaterials mit einem Energiestrahl, insbesondere einemLaserstrahl, um dadurch die mindestens eine Probe aus dem Probenmaterialauf den Trägerzur Erzeugung mindestens eines der Vielzahl von diskreten Messbereichenoder auf einen vorher ausgewiesenen Bereich des Trägers für einen diskreten,separaten Messbereich zu übertragen.
    [0027] Esist von Vorteil, wenn die erfindungsgemäßen Arten jeweils zusätzlich eineAnordnung zur Erleichterung der Erkennung und oder Auswahl der bestimmtenMenge einer Reagenzlösungoder der Proben aus einem Probenmaterial, beispielsweise in Formeines Mikroskops, und/oder Vorkehrungen zur Unterdrückung elektrostatischerAufladung der zu übertragendenFlüssigkeitsmengenoder Proben und/oder des Trägersfür dieMessbereiche aufweisen.
    [0028] Dievorliegende Erfindung umfasst zusätzlich weitere bevorzugte undvorteilhafte Ausführungsformender erfindungsgemäßen Verfahrenund Vorrichtungen zur Erzeugung von Analyseanordnungen der genanntenArten.
    [0029] Erfindungsgemäß ist vorgesehen,eine Probe oder eine bestimmte Menge einer Reagenzlösung mittelsEnergie, insbesondere Laserenergie, direkt von einem entsprechendenVorrat, beispielsweise von einem herkömmlichen Glas-Objektträger, einer Mikrotiterplatte,einer Petrischale etc. auf einen Träger zu übertragen, um auf besagtemTrägermehrere diskrete, separate Messbereiche für eine biologische, biochemischeoder chemische Analyse in Form von Arrays von Messbereichen (auchbezeichnet als "Mikro-Arrays") zu erzeugen.
    [0030] DerTrägerder zu erzeugenden Messbereiche kann elastisch oder starr sein.Er kann in Form einer Membran, wie beispielsweise einer Nitrocellulose-Membran, vorliegen.Eine Membran als Träger kannbeispielsweise in einen Rahmen oder eine Halterung gespannt seinoder auf einem zusätzlichen starrenTrägersubstrat,wie beispielsweise einem Glasplättchen,aufgebracht, beispielsweise laminiert, sein. Die den zu erzeugendenMessbereichen zugewandte Oberflächedes Trägerskann flüssigkeitsfrei odermit einer Flüssigkeitbenetzt sein, insbesondere wenn dieses dem Haftungsvermögen derin den zu erzeugenden diskreten, separaten Messbereichen aufzubringendenStoffe förderlichist.
    [0031] Dieden zu erzeugenden Messbereichen zugewandte Oberfläche desTrägerskann glatt oder porössein. Im Falle einer porösenOberflächewird bevorzugt, dass die Porengröße innerhalbeiner begrenzten Verteilung, beispielsweise zwischen 3nm und 10nm,10nm und 30nm, 30nm und 100nm, 100nm und 1μm, 1 μm und 30μm liegt. Engere Begrenzungender Porengröße einesporösenMaterials als Trägersind in dieser beispielhaften Auflistung eingeschlossen.
    [0032] Für eine Vielzahlvon Anwendungen wird bevorzugt, dass die Oberfläche des Trägers im Wesentlichen porenfrei,d. h. glatt ist. Dabei ist der Träger vorzugsweise im Wesentlichenplanar.
    [0033] Für vieleAnwendungen, insbesondere für denNachweis von in oder an die diskreten, separaten Messbereiche gebundenenAnalyten mittels optischer Detektionsmethoden, ist es von Vorteil,wenn das Material des Trägersgesamthaft oder eine oder mehrere, den Messbereichen zugewandteSchichten eines aus mehreren Schichten aufgebauten Trägers beider Wellenlängeeines im Nachweisschritt eines biologischen, biochemischen oderchemischen Nachweisverfahrens eingestrahlten Anregungs- oder Messlichtsim wesentlichen optisch transparent sind. Unter "im Wesentlichen optischer Transparenz" bei einer bestimmteneingestrahlten Wellenlängewird dabei verstanden, dass die Intensität des eingestrahlten Lichtsbeim Durchgang durch das betreffende Material bzw. die betreffendeSchicht um weniger als 50% abgeschwächt wird.
    [0034] Eswird bevorzugt, dass das Material des Trägers ein Material aus der Gruppeumfasst, welche form-, spritz- oder fräsbare Kunststoffe, Metalle,Metalloxide, Silikate, wie z. B. Glas, Quarz oder Keramiken, umfasst.
    [0035] Ineiner besonders bevorzugten Ausführungsformist der Trägerals ein optischer Wellenleiter, besonders bevorzugt als ein planareroptischer Dünnschichtwellenleitermit einer ersten hochbrechenden, wellenleitenden mindestens beieiner Wellenlängeeines einzustrahlenden Anregungs- oder Messlichts im Wesentlichenoptisch transparenten Schicht, auf der, direkt oder vermittelt über eineHaftvermittlungsschicht, die diskreten und separaten Messbereicheanzuordnen sind, auf mindestens einer zweiten Schicht mit niedrigeremBrechungsindex als der erstgenannten Schicht ausgestaltet.
    [0036] Dabeiwird bevorzugt, dass der Brechungsindex der hochbrechenden, wellenleitendenSchicht größer als1,8 ist. Außerdemwird bevorzugt, dass das Material der hochbrechenden, wellenleitenden SchichtStoffe aus der Gruppe beinhaltet, welche TiO2,ZnO, Nb2O5, Ta2O5, HfO2 undZrO2 umfasst.
    [0037] DieTechnologie planarer Wellenleiter ist an sich bekannter Stand derTechnik. Ausführungsformenplanarer Wellenleiter, welche als Träger geeignet sind, sind beispielsweisein den internationalen Patentanmeldungen WO 95/33197, WO 95/33198 undWO 96/35940 beschrieben, so dass diesbezüglich auf diese DruckschriftenBezug genommen werden kann.
    [0038] Dieeinfachste Form der Immobilisierung der in den diskreten, separatenMessbereichen auf dem Trägeraufzubringenden Proben oder biologischen, biochemischen oder synthetischenErkennungselemente besteht in physikalischer Adsorption, beispielsweiseinfolge hydrophober Wechselwirkungen zwischen den Erkennungselementenund dem Träger.Diese Wechselwirkungen könnenjedoch in einem nachfolgenden biologischen, biochemischen oder chemischenNachweisverfahren durch die Zusammensetzung eines mit den Messbereichenin Kontakt gebrachten Mediums (Reagenz) und dessen physikalisch-chemischeEigenschaften, wie beispielsweise Polarität und Ionenstärke, inihrem Ausmaß starkverändertwerden. Insbesondere im Falle sequentieller Zugabe verschiedenerReagenzien in einem mehrstufigen Assay ist das Haftvermögen der Probenoder Erkennungselemente nach rein adsorptiver Immobilisierung aufder Oberflächeoft unzureichend. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Haftvermögen dadurchverbessert, dass zur Immobilisierung biologischer, biochemischeroder synthetischer Erkennungselemente oder Proben auf dem Träger eineHaftvermittlungsschicht aufgebracht ist. Für die Herstellung der Haftvermittlungsschicht eignensich eine Vielzahl von Materialien. Ohne jegliche Einschränkung wirdbevorzugt, dass die Haftvermittlungsschicht Verbindungen aus denGruppen von Silanen, funktionalisierten Silanen, Epoxiden, funktionalisierten,geladenen oder polaren Polymeren, "selbstorganisierten funktionalisiertenMono- oder Mehrfachschichten",Thiolen, Alkylphosphaten und -phosphonaten, multifunktionellen Block-Copolymeren, wiebeispielsweise Poly(L)lysin/Polyethylenglycolen, umfasst.
    [0039] Alsin den Messbereichen aufzubringende biologische, biochemische odersynthetische Erkennungselemente, d.h. insbesondere zur Herstellung sogenannter "Capture"-Arrays, können beispielsweiseKomponenten aus der Gruppe aufgebracht werden, welche Nukleinsäuren (DNA,RNA) oder Nukleinsäure-Analoge(z.B. PNA), Antikörper,Aptamere, membrangebundene und isolierte Rezeptoren, deren Liganden,Antigene fürAntikörper,durch chemische Synthese erzeugte Kavitäten zur Aufnahme molekularerImprints, chemische Bindungsmoleküle, Erkennungssequenzen für „Protein-Tags", wie beispielsweise "His-Tags" umfasst. Es istkann auch vorgesehen sein, dass als biologische, biochemische oder synthetischeErkennungselemente ganze Zellen oder Zellfragmente aufgebracht werden.
    [0040] Diemit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufeinen Trägerin diskrete, separate Messbereiche zu übertragenden Proben bzw. dasentsprechende Probenmaterial könnenbeispielsweise ausgewählt seinaus der Gruppe von gesunden oder krankhaften, behandelten oder unbehandeltenZellen (z.B. menschlichen, tierischen, bakteriellen oder pflanzlichenZellen) oder deren Extrakten oder Bestandteilen, menschlichem, tierischemoder pflanzlichem Gewebe oder dessen Extrakten, sowie Körperflüssigkeiten,wie beispielsweise Blut, Serum. Plasma, Gelenkflüssigkeiten, Tränenflüssigkeit,Urin, Speichel, Gewebeflüssigkeit,Urin, und deren Bestandteilen oder Extrakten. Zu übertragendesZellmaterial kann in aufgeschlossener oder nicht aufgeschlossener("ganzer") Form vorliegen.Die zu übertragendenProben bzw. Probenmaterialien könnenauch andere biologische oder chemische Materialien umfassen.
    [0041] Alsbiologische, biochemische oder chemische Nachweisverfahren für in denzu untersuchenden Proben nachzuweisende Analyten eignen sich insbesonderebiologische, biochemische oder chemische Verfahren, welche einenmassenspektrometrischen oder optischen Nachweis umfassen. Der Nachweiseines oder mehrerer Analyten in oder auf einem diskreten Messbereichkann beispielsweise mithilfe eines Massenspektrometers, insbesondere einesMALDI-TOF-Gerätes("Matrix-AssistedLaser Desorption Ionization Time Of Flight") erfolgen, oder mit Hilfe von Anordnungenzur Messung einer oder mehrerer Lumineszenzen bzw. Fluoreszenzen,insbesondere im evaneszenten Feld eines Wellenleiters, sowie Messungendes effektiven Brechungsindexes (z.B. Gitterkoppler-, Oberflächenplasmonen- oder Interferenz-Messysteme)oder von Änderungen dieserMessgrößen. DerartigeAnordnungen sind bekannter Stand der Technik.
    [0042] DerTransfer der Proben oder der bestimmten Mengen einer Reagenzlösung erfolgterfindungsgemäß insbesondereberührungslosund erfordert vorzugsweise lediglich einen Laserschuss, wobei der Transfer über Phasengrenzenhinweg, d.h. aus dem Vorrat (Probenmaterial oder Reagenzlösung) heraus durchLuft auf den Träger,erfolgt.
    [0043] DieErfindung stellt somit eine hochsensitive Technologie zum Transferauch kleinster Mengen beziehungsweise Proben, wie beispielsweiseeinzelner Zellen oder Zellbestandteile, zur Verfügung, so dass entsprechendauch die Analyse einzelner Zellen oder einzelner Zellbestandteileauf deren Inhaltsstoffe, beispielsweise Nukleinsäuren wie DNA oder RNA, oderProteine, ermöglichtwird.
    [0044] Darüber hinausermöglichtdie Erfindung die Übertragungganzer Muster von Proben in unterschiedliche Messbereiche auf demTräger,wobei eine 1:1-Übertragungin Übereinstimmungmit der ursprünglichenTopographie genauso möglichist wie eine Übertragungunter Anwendung einer Abbildungsmatrix, bei welcher die ursprünglicheTopographie nicht oder nicht vollständig beibehalten wird.
    [0045] Dadie Erfindung sogar den selektiven Transfer einzelner Zellbestandteileermöglicht,könnenstörendeBestandteile, an deren Analyse man nicht interessiert ist, oderVerunreinigungen beim Transfer minimiert werden. Darüber hinauserlaubt die Erfindung auch das Aufschließen einzelner Zellen, Zellverbände oderGewebeverbände.
    [0046] DieErfindung ermöglichtes auch, das Probenmaterial vor dem Transfer einer Vorbehandlung zuunterziehen und nachfolgend eine vorbehandelte Probe auf einen Träger zurErzeugung eines entsprechenden Messbereichs durch Bestrahlung mitdem Laserstrahl zu übertragen.Bei dieser Vorbehandlung kann es sich beispielsweise um ein Assayhandeln, welches mit dem Probenmaterial durchgeführt wird, so dass dann mitden auszuwählendenProben die bei diesem Assay gebildeten Verbindungen durch Bestrahlungmit dem Laserstrahl auf den Trägerzur Erzeugung entsprechender Messbereiche übertragen werden. Beispielsweisekann es sich bei einem solchen Assay um das Anfärben einer Zellkultur handeln.Die Vorbehandlung kann auch die Zugabe von biologischen, biochemischenoder synthetischen Erkennungselementen zu dem Probenmaterial umfassen.Außerdemkann die Vorbehandlung die Zugabe eines lumineszenzfähigen, vorzugsweisefluoreszenzfähigenMaterials zu dem Probenmaterial umfassen. Ein Array von Messbereichenmit derart vorbehandelten Proben kann nach Transfer dieser Probenauf einen Trägeranalysiert werden, mittels Auslesen der Signale aus den diskreten,separaten Messbereichen.
    [0047] Außerdem erlaubtdie Erfindung auch ein "dreidimensionalesSpotten", d. h.den Transfer von Proben von Abschnitten des Probenmaterials, welchevoneinander zwei- oder dreidimensional beabstandet, also in einerEbene (x/y-Richtung) oder untereinander oder übereinander (z-Richtung) angeordnetsind, auf den Trägerin unterschiedliche diskrete und separate Messbereiche durch Bestrahlungmit einem Laserstrahl. Dabei kommt vorzugsweise eine Abbildungsmatrixzum Einsatz, um eine eindeutige Zuordnung zwischen dem Herkunftsortder Proben in dem Probenmaterial und der Anordnung der Messbereicheauf dem Trägerherzustellen und ein Vermischen von Information zu vermeiden. DieseAusführungsformdes erfindungsgemäßen Verfahrensist besonders geeignet fürden Transfer von Zellen oder Zellbestandteilen als Probenmaterial.
    [0048] DieErfindung ermöglichteinerseits ein "Imaging" des Vorkommens vonZellbestandteilen an einer Zelloberfläche, beispielsweise der Verteilungvon Oberflächenproteinenan einer Zelloberfläche,durch gezielte Auswahl der entsprechenden Regionen auf einer Zelleund Übertragungder ausgewähltenBereiche (Teilen von Zellen an der Oberfläche) in diskrete, separateMessbereiche auf dem Träger.Andererseits erlaubt die Erfindung, mit Hilfe der genannten Ausführungsformdes "dreidimensionalenSpottens" eine dreidimensionalaufgelösteAnalyse von Zellbestandteilen, durch Auswahl verschiedener Bereicheinnerhalb einer Zelle oder innerhalb eines Zellverbands (wie beispielsweiseeines Gewebes) und deren Übertragungin diskrete, separate Messbereiche auf dem Träger.
    [0049] DieErfindung wird nachfolgend nähererläutertunter Bezugnahme auf die beigefügtenZeichnungen.
    [0050] 1 zeigtschematisch eine Vorrichtung zur Erzeugung bzw. Herstellung einerAnalyseanordnung mit einer Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichengemäß einembevorzugten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung.
    [0051] 2 zeigteinen beispielhaften Aufbau einer Analyseanordnung, wie sie in 1 zumEinsatz kommen kann, und
    [0052] 3A und 3B zeigenBeispiele fürdas Übertrageneinzelner Proben auf die Analyseanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
    [0053] 1 zeigteine Vorrichtung zur Herstellung bzw. Erzeugung einer Analyseanordnungmit einer Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichen, in oderauf denen jeweils Proben, zum Nachweis eines oder mehrerer darinenthaltener Analyten in einem biologischen, biochemischen oder chemischenNachweisverfahren, aufzubringen sind. Bei dem dargestellten Beispielhandelt es sich um einen Halter 3 mit einer Vielzahl vonTrägern 4,auf denen jeweils ein oder mehrere Mikro-Arrays 5 von denzuvor beschriebenen diskreten, separaten Messbereichen 16 angeordnetsind bzw. anzuordnen sind, wobei in 1 lediglichbeispielhaft vier derartige Trägerdargestellt sind. Dieses soll nachfolgend näher anhand 2 erläutert werden.
    [0054] Wiein 2 in Form einer Aufsicht auf die Analyseanordnunggezeigt, umfasst die Analyseanordnung in dieser beispielhaften Ausführungsformeinen Rahmen bzw. Halter 3, wobei gemäß 2 sechsnebeneinander angeordnete Trägerbzw. Trägeranordnungen 4 vondem Halter 3 gehalten werden. Auf jedem Träger 4 sindsechs individuell adressierbare Mikro-Arrays 5 mit einermatrixartigen Anordnung von diskreten und separaten Messbereichen 16 angeordnet,wobei beispielsweise bis zu 102, 103, 104, 105, 106, 107, oder 108 derartigeMessbereiche 16 pro Mikro-Array vorgesehen sein können, in oderauf denen jeweils einzelne Proben oder zu immobilisierende biologische,biochemische oder synthetische Erkennungselemente für eine nachfolgendebiologische, biochemische oder chemische Analyse aufzubringen sind.Die Anzahl der in einem Array, insbesondere pro Flächeneinheitauf dem Träger,erzeugbaren Messbereiche wird im Wesentlichen bestimmt durch denDurchmesser des fürden Transfer eingesetzten Laserstrahls sowie durch die Positionierauflösung undPositioniergenauigkeit der Verstelleinrichtungen 7 und 8.Bei dem Träger 4 kannes sich bevorzugt um einen festen Träger, besonders bevorzugt umeinen festen Trägermit einer planaren, glatten oder porösen Oberfläche handeln. In einer speziellen,besonders bevorzugten Ausführungsformhandelt es sich um einen planaren Wellenleiter, insbesondere umeinen planaren Dünnschichtwellenleiter miteiner ersten hochbrechenden, mindestens bei einer Wellenlänge eineseinzustrahlenden Anregungs- oder Messlichts im Wesentlichen optischtransparenten Schicht, auf der, direkt oder vermittelt über eine Haftvermittlungsschicht,die diskreten Messbereiche anzuordnen sind, auf mindestens einerzweiten Schicht mit niedrigerem Brechungsindex als der erstgenanntenSchicht. Mit Hilfe der Anregung und Detektion von Lumineszenz vonlumineszenzfähigen Molekülen odermolekularen Komponenten im evaneszenten Feld des in einem Dünnschichtwellenleiter geführten Lichtsfür denSchritt des Analytnachweises kann eine beispielsweise fünfzig- bishundertfach höhereEmpfindlichkeit beim Auslesen der Signale aus den diskreten, separatenMessbereichen eines Mikro-Arrays auf einem planaren Dünnschichtwellenleitererreicht werden als mit herkömmlichenTrägern, wiebeispielsweise Glas- oder Mikroskop-Plättchen, beimAuslesen der Signale mit Hilfe herkömmlicher Laser-Scanner. DieTechnologie planarer Wellenleiter ist bekannter Stand der Technikund beispielsweise in den internationalen Anmeldungen WO 95/33197,WO 95/33198 und WO 96/35940 beschrieben, so dass an dieser Stellenicht weiter darauf eingegangen werden muss.
    [0055] Dabeikönnendie zum Zweck des Analytnachweises eingesetzten lumineszenzfähigen Moleküle odermolekulare Komponenten beispielsweise als Label an die Analytenoder Analyt-Analoge (den Analyten gleichartige Moleküle) in einemkompetitiven Assay oder an einen der Bindungspartner der Analytenin einem mehrstufigen Assay gebunden sein. Im Falle von Nukleinsäure-Hybridisierungsassayskann es sich beispielsweise auch um so genannte Interkalatoren handeln,welche sich in doppelsträngigeNukleinsäure-Stränge einlagernund dort beispielsweise zu einer verstärkten Lumineszenz (im Vergleichzum Abstrahlungsverhalten in homogener Lösung) angeregt werden können.
    [0056] DasAufbringen der zu analysierenden Proben bzw. der bestimmten Mengenvon Reagenzlösungenauf einen Träger 4,zur Erzeugung von Mikro-Arrays 5 von einzelnen diskretenund voneinander beabstandeten Messbereichen 16, wird als "Spotting" bezeichnet. Diein 1 dargestellte Vorrichtung ist derart ausgestaltet,dass das "Spotting" einen Transfer derentsprechenden Proben bzw. Mengen von Reagenzlösungen auf den Träger, zurErzeugung der gewünschtenMessbereiche, mittels Laserenergie ermöglicht, wobei der Transferberührungslosdurch Bestrahlung des jeweiligen Flüssigkeitsvorrats an Reagenzlösung bzw.des Vorrats an Probenmaterial mit einem Laserstrahl erfolgt. Durchdie Bestrahlung der einzelnen Objekte bzw. Proben bzw. bestimmtenBereiche in einer Reagenzlösung(allgemein bezeichnet als Regionen) mit dem Laserstrahl erfolgteine Impulsübertragungvon dem Laserstrahl auf die damit bestrahlten Regionen, wobei diegenaue Ursache fürdiese Impulsübertragungderzeit noch nicht vollständiggeklärtist. Es wird jedoch vermutet, dass die Impulsübertragung und die dadurch hervorgerufeneBeschleunigung des mit dem Laserstrahl bestrahlten Objekts (bzw.Region nach vorangehender Definition) auf eine Plasmabildung imBereich der Oberflächedes jeweiligen Objekts (bzw. Region) zurückgeht. Durch die Bestrahlungder ausgewähltenRegionen, bei denen es sich um einzelne Zellen oder einzelne Zellbestandteileoder auch kleinste Tröpfcheneiner Reagenzlösungetc. handeln kann, erfolgt demzufolge eine Beschleunigung in Richtungder Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls, so dass ein berührungsloserTransfer überPhasengrenzen hinweg zu der Analyseanordnung 3 hin möglich ist.
    [0057] Beidem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sollen die zuanalysierenden Proben von einem auf einem Träger 1 befindlichenProbenmaterial (nachfolgend auch bezeichnet als "Präparat") 2 auf dieeinzelnen Messbereiche der Analyseanordnung 3 transferiertwerden. Bei dem Träger 1 kannes sich beispielsweise um einen herkömmlichen Glas-Objektträger, umeinen Membran-Trägermit einer auf einen Rahmen gespannten Membran, eine Mikrotiterplatte,eine Petrischale oder dergleichen handeln. Die Art und Ausgestaltungdes Trägers 1 istfür das hierinbeschriebene und vorgeschlagene „Spotting"-Verfahren ohne Bedeutung.
    [0058] Darüber hinausist in 1 angedeutet, dass der Träger 1 über eineVerstelleinrichtung 7 mit einem Computersystem 11 gekoppeltist, welches die Funktion einer automatischen Steuerung für den Ablauf des „Spotting"-Verfahrens übernimmt und als Ausgabemittelbeispielsweise einen handelsüblichenMonitor 12 und als Eingabemittel eine graphische Benutzeroberfläche in Verbindungmit einer Tastatur 13 und einer Computermaus 14 umfasst. Über diegraphische Benutzeroberflächekann ein Benutzer beispielsweise einzelne gewünschte Zellen eines Zellverbands(wie z. B. eines Gewebestücks)oder Zellbestandteile einzelner Zellen des Präparats 2 für die einzelnen „Spotting"-Vorgänge auswählen, wobeizu diesem Zweck der Bereich des Trägers 1 mit dem daraufbefindlichen Präparat 2 voneinem Mikroskop mit darin integrierter CCD-Kamera 10 aufgenommen wird,so dass ein dem (nicht gezeigten) Objektiv des Mikroskops entsprechendvergrößertes Bilddes Präparats 2 aufdem Monitor 12 darstellbar ist. Über die Verstelleinrichtung 7 kannder Träger 1 mitdem Präparat 2 sowohlzweidimensional in x- und y-Richtung als auch vertikal in z-Richtung verfahrenwerden, so dass der gesamte Bereich des Präparats 2 über das Objektivdes Mikroskops bewegt und somit der gesamte Bereich des Präparats 2 abgefahrenwerden kann, um beispielsweise die interessierenden Zellen bzw.Zellbestandteile auffinden und selektieren zu können.
    [0059] Diefür dieeinzelnen „Spotting"-Vorgänge ausgewählten Probenbzw. bestimmten Mengen einer Reagenzlösung (gemeinsam nachfolgendbezeichnet als "Objekte") können anschließend von demBenutzer übereine entsprechende Benutzereingabe graphisch auf dem auf dem Monitor 12 dargestelltenvergrößerten Bildmarkiert und somit selektiert werden. Ebenso kann auf diese Weisevon dem Benutzer festgelegt werden, welche zuvor ausgewählten Probenbzw. bestimmten Mengen einer Reagenzlösung auf welches Mikro-Array 5 derAnalyseanordnung 3 und insbesondere zur Erzeugung welchenMessbereichs 16 des gewünschtenMikro-Arrays 5 transferiert werden sollen. Hierzu kannvon dem Benutzer eine Abbildungsmatrix angelegt werden, welche eindeutigdie Zuordnung der ausgewähltenProben bzw. bestimmten Mengen einer Reagenzlösung zu den einzelnen Messbereichen 16 dereinzelnen Mikro-Arrays 5 der Analyseanordnung 3 festlegt,was nachfolgend näheranhand der Darstellungen von 3A und 3B verdeutlichtwerden soll.
    [0060] Beider Darstellung von 3A wird davon ausgegangen, dassvon dem Benutzer vier Objekte des Präparats 2 für den nachfolgenden „Spotting"-Vorgang markiert und selektiert wordensind, wobei anschließenddie selektierten Objekte 15 im Wesentlichen unter Beibehaltungder ursprünglichen Topographiein dem Präparat 2 aufden Träger 4 zur Erzeugungentsprechend angeordneter Messbereiche 16 eines beliebigenMikro-Arrays 5 der Analyseanordnung 3 übertragenwerden sollen.
    [0061] Beidem in 3B dargestellten Beispiel wirdhingegen davon ausgegangen, dass bei dem Transfer der selektiertenObjekte 15 die ursprünglicheTopographie in dem Präparat 2 nichtmehr beibehalten wird, wobei die Objekte 15 auf den Träger 4 zurErzeugung von Messbereichen 16 in einer gemeinsamen Spalteeines Mikro-Arrays 5 übertragen werden.Für dasauf Grundlage der auf die Messbereiche 16 übertragenenProben nachfolgend durchzuführendebiologische, biochemische oder chemische Analyseverfahren ist jedocherforderlich, dass bekannt ist, welche Probe bzw. welches Objekt 15 sichin oder auf welchem Messbereich 16 des Mikro-Arrays 5 befindet.Diese Information kann durch die zuvor beschriebene Abbildungsmatrixfestgehalten werden, wobei in der Abbildungsmatrix in dem in 1 gezeigtenComputersystem eindeutig gespeichert wird, welche Probe bzw. welchesObjekt des Präparats 2 inoder auf welchen Messbereich 16 der einzelnen Mikro-Arrays 5 derAnalyseanordnung 3 übertragenworden ist. Im Prinzip reicht hierzu das Anlegen und Abspeicherneiner einfachen zweidimensionalen Tabelle aus.
    [0062] Einwesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht jedoch darin,dass nicht nur ein zweidimensionales „Spotting" möglichist, sondern dass einzelne Zellen bzw. Zellbestandteile des Präparats 2 auch,wie vorangehend beschrieben, dreidimensional gespottet werden können, sodass übereinander liegendeAreale oder ganze Schichten des Präparats nacheinander mittelsLaserbestrahlung abgetragen und in oder auf die einzelnen Messbereiche 16 der unterschiedlichenMikro-Arrays 5 der Analyseanordnung 3 übertragen,d.h. gespottet, werden können.In diesem Fall muss entsprechend von dem Benutzer zur eindeutigenZuordnung der Messbereiche 16 zu den selektierten Objektenbzw. Proben 15 eine dreidimensionale Abbildungsmatrix verwaltetwerden.
    [0063] Selbstverständlich istes entgegen den Darstellungen von 3A und 3B nichterforderlich, dass die fürdas Präparat 2 ausgewählten Messbereicheallesamt einem gemeinsamen Mikro-Array 5 zugeordnet sind.Vielmehr könnendie fürdas „Spotting"-Verfahren ausgewählten Probenbeliebig in oder auf die Messbereiche 16 aller Mikro-Arrays 5 derAnalyseanordnung 3 verteilt werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, dassunterschiedliche biologische Objekte 15 des Präparats 2 aufein und denselben Messbereich 16 übertragen werden.
    [0064] DieZuordnung der selektierten Proben zu den gewünschten Messbereichen 16 dereinzelnen Mikro-Arrays 5 kann beispielsweise dadurch erfolgen,dass von dem Computersystem auf den Monitor 12 auch eindigitales Bild der einzelnen Mikro-Arrays 5 mit den entsprechendenMessbereichen 16 der Analyseanordnung 3 dargestelltwird, so dass von dem Benutzer die selektierten Proben 15 desPräparats 2 einfachden gewünschtenMessbereichen 16 der einzelnen Mikro-Arrays 5 graphischzugeordnet werden können.Selbstverständlichsind auch andere Möglichkeitender Zuordnung denkbar.
    [0065] Nachdemvon dem Benutzer festgelegt worden ist, welche Objekte bzw. Probenauf den Träger zurErzeugung welcher Messbereiche 16 der einzelnen Mikro-Arrays 5 gespottetwerden sollen, kann von dem Benutzer ein von dem Computersystemautomatisch gesteuerter „Spotting"-Vorgang gestartet werden,wobei von dem Computersystem automatisch die jeweils erforderlicheRelativbewegung zwischen dem Träger 1 mitdem darauf befindlichen Präparat 2 undder Analyseanordnung 3 mit den darauf befindlichen Trägern 4 bzw.Mikro-Arrays 5 hervorgerufen wird.
    [0066] Zudiesem Zweck ist – wiein 1 dargestellt ist – die Analyseanordnung 3 voneiner Halterung 6 gehalten, welche wiederum über eineweitere Verstelleinrichtung 8 computergestützt in x-und y-Richtung sowie vorzugsweise auch in z-Richtung verfahren werdenkann. Selbstverständlichkann unter Umständenauch auf die Halterung 6 verzichtet werden, sofern derRahmen der Analyseanordnung 3 selbst derart ausgestaltetist, dass er unmittelbar mit der Verstelleinrichtung 8 gekoppeltwerden kann.
    [0067] Während des „Spotting"-Vorgangs wird der Träger 1 mitdem darauf befindlichen Präparat 2 über dieVerstelleinrichtung 7 durch das Computersystem derart verstellt,dass das jeweils gewünschteObjekt bzw. die jeweils gewünschteProbe 15 gegenüber demLaserstrahl einer Laserlichtquelle 9, beispielsweise einesUV-Stickstofflasers, ausgerichtet ist. Die Anordnung und Ausrichtungder Laserlichtquelle 9 gegenüber dem Träger 1 und dem Träger 4 istin 1 lediglich beispielhaft zu verstehen. Selbstverständlich istes bei entsprechender Anordnung und Ausrichtung der Laserlichtquelle 9 auchmöglich,einen Transfer von unten nach oben oder in einer horizontalen oderdiagonalen Richtung etc. durchzuführen. Von dem Computersystemwird die Verstelleinrichtung 8 derart angesteuert, dassder auf dem Träger 4 vorgeseheneBereich zur Erzeugung des gewünschtenMessbereichs 16 des gewünschtenMikro-Arrays 5 ebenfalls gegenüber dem Laserstrahl der Laserlichtquelle 9 unddemzufolge gegenüberder zu transferierenden Probe ausgerichtet ist. Anschließend wirdvon dem Computersystem automatisch die Laserlichtquelle 9 aktiviertund ein Laserschuss auf die gewünschteProbe gesetzt, woraufhin aufgrund des erfolgten Impulsübertragsdie damit bestrahlte Probe 15 aus dem Präparat 2 gelöst, aufden Träger 4 übertragenwird und dort den gewünschtenMessbereich 16 erzeugt. Aufgrund der durch die Laserbestrahlunghervorgerufenen Beschleunigung der Probe 15 ist ein hochpräziser Transfermöglich.Darüber hinausist die Auflösungdes „Spotting"-Vorgangs im Prinziplediglich durch den Durchmesser des Laserstrahls beschränkt, wobeider Laserstrahldurchmesser im Bereich von wenigen μm liegenund bei entsprechender Fokussierung des Laserstrahls auf wenige100 nm reduziert werden kann, sowie durch die Positionierauflösung undPositioniergenauigkeit der Verstellelemente 7 und 8,so dass hochpräzisebeispielsweise einzelne Zellen bzw. Zellbestandteile bzw. äußerst kleineZellareale gespottet werden können.
    [0068] Derzuvor beschriebene Vorgang wird für jede zuvor selektierte Probe 15 desPräparats 2 und für jedenentsprechend zugeordneten Messbereich 16 der einzelnenMikro-Arrays 5 der Analyseanordnung 3 wiederholt,so dass schließlichalle selektierten Proben 15 nacheinander auf den Träger 4 der Analyseanordnung 3 vollautomatischund computergestütztdurch entsprechende Ansteuerung der Verstelleinrichtungen 7, 8 undder Laserlichtquelle 9 gespottet werden und dort die gewünschtenMessbereiche 16 erzeugen.
    [0069] Esist möglich,die einzelnen zu spottenden Proben bzw. Zellen vor dem Transferaufzuschließen (beispielsweisein einem Lyse-Puffer). Es ist aber auch möglich, direkt, ohne vorherigenAufschluss, eine oder mehrere Zellen oder Bestandteile davon in einemZellverband (beispielsweise einem Gewebestück) oder in einer Zellkulturoder einzelne Regionen in einzelnen Zellen auszuwählen, mitdem beschriebenen Verfahren aus ihrer Umgebung zu lösen und aufden Träger 4 zu übertragen.
    [0070] DieTräger 4 bzw.die darauf ausgebildeten Messbereiche 16 der Mikro-Arrays 5 sindderart präpariertbzw. ausgestaltet, dass unmittelbar eine biologische, biochemischeoder chemische Analyse der darauf aufgebrachten Proben 15 möglich ist.Dabei kann im Prinzip jedes beliebige Analyseverfahren angewendetwerden. Hierbei kann es sich insbesondere um qualitative und/oderquantitative Analyseverfahren handeln, um die einzelnen Proben bezüglich ihrerBestandteile, wie beispielsweise Nukleinsäuren, wie DNA oder RNA, oderProteine zu untersuchen, wobei es sich bei den Proben beispielsweisesowohl um lebende als auch nicht lebende Zellen/Zellbestandteilehandeln kann. Allgemein könnendie Analyseverfahren derart ausgestaltet sein, dass das Vorhandenseinbzw. die absolute oder relative Menge (im Vergleich unterschiedlicherProben) und/oder die Identität einesoder mehrerer bestimmter Analyten, wie beispielsweise Biopolymeren,insbesondere Polynukleotiden oder Polypeptiden, in der jeweils gespottetenProbe bestimmt werden kann. Derartige bioanalytische Verfahren bzw.Vorrichtungen sind allgemeiner Stand der Technik, so dass an dieserStelle nicht weiter darauf eingegangen werden muss.
    [0071] Vorzugsweisehandelt es sich bei der in 1 dargestelltenVorrichtung um eine Bioanalysevorrichtung, in welcher die in 1 dargestellteAnordnung zum computergestützten,Laser-induzierten Spotten in Form eines einzigen Geräts integriertist.
    [0072] Daszuvor beschriebene Laser-induzierte Spotten kann im Prinzip nichtnur auf das Spotten von biologischen Proben wie Zellen, wie vorangehend ausführlich beschrieben,angewendet werden, sondern es ist beispielsweise insbesondere auchgeeignet, um aus einem Flüssigkeitsvorrat,beispielsweise einem Vorrat einer Reagenzlösung, kleinste Mengen dieserReagenzlösungin oder auf diskrete, separate Messbereiche 16 auf einemTräger 4 oderauf vorher ausgewiesene Bereiche des Trägers 4 für diskrete, separateMessbereiche oder auf zuvor auf dem Träger 4 erzeugte diskreteMessbereiche durch Bestrahlen der entsprechenden Menge der Reagenzlösung miteinem Laserstrahl zu transferieren. Bei besagter Reagenzlösung kannes sich insbesondere um eine Analyt-spezifische Reagenzlösung mitdarin enthaltenen biologischen, biochemischen oder synthetischenErkennungselementen handeln. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht esdaher, aus einem Flüssigkeitsvorratmit einer Analyt-spezifischen Reagenzlösung, d.h.darin enthaltenen biologischen, biochemischen oder synthetischenErkennungselementen, kleinste Mengen dieser Reagenzlösung durchEnergiebestrahlung, insbesondere durch Laserbestrahlung, in oderauf die Messbereiche 16 der Analyseanordnung 3 zutransferieren, um somit Mikro-Arrays mit Analyt-spezifischen Messbereichen (sogenannte "Capture"-Arrays) auf derAnalyseanordnung 3 herzustellen. Hierzu wird anstelle desin 1 dargestellten Probenmaterials 2 derentsprechende Flüssigkeitsvorratmit dem Laserstrahl der Laserlichtquelle 9 bestrahlt, wobeidie jeweils mit dem Laserstrahl bestrahlten Flüssigkeitströpfchen der Reagenzlösung transferiertwerden. Die generelle Funktionsweise und der generelle Ablauf des „Spotting"-Verfahrens bleibtjedoch gleich, so dass auf die vorhergehenden Erläuterungenbezüglichder Übertragungbeispielsweise biologischer Proben verwiesen werden kann. Bei denReagenzlösungen kannes sich insbesondere um Analyt-spezifische Reagenzlösungen derin der Eingangs beschriebenen Druckschrift EP 0 804 731 B1 offenbartenArt handeln.
    权利要求:
    Claims (45)
    [1] Verfahren zur Erzeugung einer Analyseanordnung(3) mit einer Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichen(16), welche ausgestaltet ist zum Nachweis mindestens einesAnalyten in einem biologischen, biochemischen oder chemischen Nachweisverfahrenin Proben, welche in den Messbereichen (16) aufzubringensind, umfassend die Schritte a) Bereitstellen mindestenseines Trägers(4), b) Bereitstellen eines Probenmaterials (2)und c) Übertragungmindestens einer Probe (15) aus dem Probenmaterial (2)auf den Träger(4) zur Erzeugung mindestens eines der Vielzahl von diskreten,separaten Messbereichen (16) oder auf einen zuvor ausgewiesenenBereich des Trägers(4) fürden mindestens einen diskreten, separaten Messbereich (16) durchBestrahlen der mindestens einen Probe (15) in dem Probenmaterial(2) mit einem Energiestrahl.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die mindestens eine Probe (15) durch die Bestrahlungmit dem Energiestrahl berührungslos aufden Träger(4) zur Erzeugung des mindestens einen Messbereichs (16) übertragenwird.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurchgekennzeichnet, dass der Energiestrahl eine Lichtstrahl ist.
    [4] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Energiestrahl ein Laserstrahl ist.
    [5] Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass zum Übertragender mindestens einen Probe (15) auf den Träger (4)zur Erzeugung des mindestens einen Messbereichs (16) einLaserschuss auf die Probe gesetzt wird.
    [6] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass mehrere Proben des Probenmaterials (2)sowie entsprechende Bereiche des Trägers (4) zur Erzeugungvon diskreten Messbereichen (16) ausgewählt werden, und dass anschließend dieausgewähltenProben (15) nacheinander mittels des Energiestrahls aufden Träger(4) zur Erzeugung der entsprechenden Messbereiche (16) übertragenwerden.
    [7] Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass die Auswahl der Proben (15) und der Bereiche auf demTräger(4) fürdie Messbereiche (16) sowie die anschließende Übertragungder ausgewähltenProben (15) auf den Träger(4) zur Erzeugung der entsprechenden Messbereiche (16)computergestützterfolgt.
    [8] Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurchgekennzeichnet, dass die Übertragungder ausgewähltenProben (15) auf den Träger(4) zur Erzeugung der entsprechenden Messbereiche (16) durchHerbeiführenentsprechender Relativbewegungen zwischen dem Probenmaterial (2)und dem Energiestrahl einerseits sowie zwischen dem Probenmaterial(2) und dem Träger(4) andererseits erfolgt.
    [9] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Messbereiche (16) in Form mindestenseines Mikro-Arrays (5) auf dem mindestens einen Träger (4)ausgebildet sind.
    [10] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Messbereiche (16) auf dem mindestenseinen fürdas biologische, biochemische oder chemische Nachweisverfahren ausgestaltetenTräger(4) ausgebildet sind.
    [11] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der mindestens eine Träger (4) starr ist.
    [12] Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet,dass der mindestens eine Träger(4) elastisch ist.
    [13] Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass der mindestens eine Träger(4) in Form einer Membran vorliegt.
    [14] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass eine den Messbereichen (16) zugewandteOberflächedes mindestens einen Trägers(4) glatt oder porösist.
    [15] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der mindestens eine Träger (4) im Wesentlichenplanar ist.
    [16] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Material des mindestens einen Trägers (4)bei der Wellenlängeeines im Nachweisschritt des biologischen, biochemischen oder chemischenNachweisverfahrens eingestrahlten Anregungs- oder Messlichts im Wesentlichenoptisch transparent ist.
    [17] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Material des mindesten einen Trägers (4)ein Material aus der Gruppe umfasst, welche form-, spritz- oder fräsbare Kunststoffe,Metalle, Metalloxide und Silikate umfasst.
    [18] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Träger(4) als ein planarer optischer Dünnschichtwellenleiter mit einerersten mindestens bei einer Wellenlänge eines einzustrahlendenAnregungs- oder Messlichts im Wesentlichen optisch transparenten Schichtauf mindestens einer zweiten Schicht mit einem niedrigeren Brechungsindexals die erste Schicht ausgestaltet ist.
    [19] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass auf dem Träger(4) eine Haftvermittlungsschicht aufgebracht ist: 20. Verfahrennach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlungsschichtmindestens eine Verbindung umfasst, welche ausgewählt istaus einer Gruppe umfassend Silane, funktionalisierte Silane, Epoxide,funktionalisierte geladene oder polare Polymere, selbstorganisiertefunktionalisierte Mono- oder Mehrfachschichten, Thiole, Alkylphosphate,Alkylphosphonate und multifunktionelle Block-Copolymere.
    [20] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Probenmaterial (2), aus welchemdie mindestens eine Probe (15) auf den mindestens einenTräger(4) zur Erzeugung des mindestens einen Messbereichs (16) übertragenwird, auf einem Träger(1) angeordnet ist.
    [21] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die mindestens eine Probe (15) ausgewählt istaus einer Gruppe umfassend ganze, aufgeschlossene, gesunde, krankhafte,behandelte und unbehandelte Zellen sowie deren Extrakte und Bestandteile,menschliches, tierisches und pflanzliches Gewebe sowie dessen Extrakteund Körperflüssigkeitenund Gewebeflüssigkeitensowie deren Bestandteile und Extrakte und andere biologischen oderchemischen Materialien.
    [22] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass als die mindestens eine Probe (15)eine einzelne Zelle oder ein Zellbestandteil oder ein Zellverbandoder Gewebeverband des Probenmaterials (2) auf den Träger (4)zur Erzeugung des entsprechenden Messbereichs (16) durchBestrahlen mit dem Energiestrahl übertragen wird.
    [23] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Probenmaterial vor Durchführung desSchritts c) aufgeschlossen wird.
    [24] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Probenmaterial vor Durchführung desSchritts c) einer Vorbehandlung unterzogen wird, so dass im Schrittc) die mindestens eine vorbehandelte Probe (15) auf denTräger(4) zur Erzeugung eines entsprechenden Messbereichs (16)durch Bestrahlung mit dem Energiestrahl übertragen wird.
    [25] Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dassdie Vorbehandlung ein Assay umfasst, welches mit dem Probenmaterial(2) durchgeführtwird.
    [26] Verfahren nach Anspruch 25 oder Anspruch 26, dadurchgekennzeichnet, dass die Vorbehandlung eine Zugabe von biologischen,biochemischen synthetischen Erkennungselementen zu dem Probenmaterial(2) umfasst.
    [27] Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet,dass die Vorbehandlung die Zugabe eines lumineszenzfähigen Materials zudem Probenmaterial (2) umfasst.
    [28] Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet,dass die Vorbehandlung die Zugabe eines fluoreszenzfähigen Materials zudem Probenmaterial (2) umfasst.
    [29] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass nacheinander mehrere Proben (15) durchBestrahlung mit dem Energiestrahl auf den Träger (4) zur Erzeugung unterschiedlicherMessbereiche (16) übertragenwerden, wobei eine Abbildungsmatrix erstellt wird, in welcher festgehaltenist, welche biologischen Proben (15) auf den Träger (4)zur Erzeugung welcher Messbereiche (16) zu übertragensind.
    [30] Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,dass die Abbildungsmatrix füreine nachfolgende Verwendung gespeichert wird.
    [31] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass mehrere Proben (15) des Probenmaterials(2) durch Bestrahlung mit dem Energiestrahl auf den Träger (4)zur Erzeugung unterschiedlicher Messbereiche (16) übertragenwerden, wobei die Proben (15) von Abschnitten des Probenmaterials(2), welche voneinander zwei- oder dreidimensional beabstandetsind, auf den Träger(4) in unterschiedliche Messbereiche (16) durchBestrahlung mit dem Energiestrahl übertragen werden.
    [32] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die mindestens eine Probe (15), welchedurch Bestrahlung mit dem Energiestrahl auf einen Träger (4)in den entsprechenden Messbereich (16) übertragen worden ist, anschließend einerqualitativen und/oder quantitativen biologischen, biochemischenoder chemischen Analyse unterzogen wird.
    [33] Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet,dass die biologische, biochemische oder chemische Analyse eine AnalysebezüglichNukleinsäurenund/oder Proteinbestandteile in der mindestens einen Probe (15)ist.
    [34] Verfahren nach Anspruch 33 oder Anspruch 34, dadurchgekennzeichnet, dass die biologische, biochemische oder chemischeAnalyse zur Bestimmung der Identität und/oder der absoluten oderrelativen Menge des mindestens einen Analyten in der mindestenseinen Probe (15) durchgeführt wird.
    [35] Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Verfahren computergestützt automatisch durchgeführt wird.
    [36] Verfahren zur Erzeugung einer Analyseanordnung (3)mit einer Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichen (16,)welche zum Nachweis mindestens eines Analyten in einem biologischen,biochemischen oder chemischen Nachweisverfahren in mit den Messbereichen(16) in Kontakt zu bringenden Proben ausgestaltet ist, umfassenddie Schritte a) Bereitstellen mindestens eines Trägers (4), b)Bereitstellen eines Vorrats einer Reagenzlösung, und c) Übertragungmindestens einer bestimmten Menge der Reagenzlösung auf den Träger zurErzeugung mindestens eines der Vielzahl von diskreten, separatenMessbereichen (16) oder auf einen vorher ausgewiesenenBereich des Trägers(4) fürden mindestens einen diskreten, separaten Messbereich (16) oderauf einen zuvor auf dem Träger(4) erzeugten diskreten Messbereich (16) durchBestrahlen der entsprechenden Menge der Reagenzlösung mit einem Energiestrahl.
    [37] Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet,dass im Schritt b) mindestens eine Analyt-spezifische Reagenzlösung mitdarin enthaltenen, auf dem Träger(4) zu immobilisierenden Verbindungen als biologische,biochemische oder synthetische Erkennungselemente für den mindestens einenin den Proben nachzuweisenden Analyten bereitgestellt wird, um durchden Schritt c) einen Analyt-spezifischen Messbereich (16)auf dem Träger(4) auszubilden.
    [38] Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet,dass die biologischen, biochemischen oder synthetischen Erkennungselementeausgewählt sindaus einer Gruppe umfassend Nukleinsäuren, Nukleinsäure-Analoge,Antikörper,Aptamere, membrangebundene und isolierte Rezeptoren, deren Liganden,Antigene fürAntikörper,durch chemische Synthese erzeugte Kavitäten zur Aufnahme molekularerImprints, chemische Bindungsmoleküle und Erkennungssequenzenfür „Protein-Tags".
    [39] Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet,dass das Verfahren gemäß einemder Ansprüche1 bis 36 ausgestaltet ist, wobei anstelle der in den Ansprüchen 1 bis36 definierten Übertragungmindestens einer Probe (15) oder zusätzlich hierzu die mindestenseine bestimmte Menge der Reagenzlösung gemäß den Ansprüchen 1 bis 36 durch die Bestrahlungmit dem Energiestrahl übertragenwird.
    [40] Vorrichtung zur Erzeugung einer Analyseanordnung(3) mit einer Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichen(16), welche ausgestaltet ist zum Nachweis mindestens einesAnalyten in einem biologischen, biochemischen oder chemischen Nachweisverfahrenin Proben (15), welche in den Messbereichen (16)aufzubringen sind, umfassend eine erste Anordnung (1)zum Aufnehmen eines Probenmaterials (2), eine zweiteAnordnung (6) zum Aufnehmen mindestens eines Trägers (4),auf welchem die Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichen(16) zu erzeugen ist, und eine Energiequelle (9)zum gezielten Bestrahlen mindestens einer Probe (15) desProbenmaterials (2) mit einem Energiestrahl, um dadurchdie mindestens eine Probe (15) aus dem Probenmaterial (2)auf den Träger(4) zur Erzeugung mindestens eines der Vielzahl von diskretenMessbereichen (16) oder auf einen vorher ausgewiesenenBereich des Trägers(4) fürden mindestens einen diskreten, separaten Messbereich (16)zu übertragen.
    [41] Vorrichtung zur Erzeugung einer Analyseanordnung(3) mit einer Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichen(16), welche zum Nachweis mindestens eines Analyten ineinem biologischen, biochemischen oder chemischen Nachweisverfahrenin mit den Messbereichen (16) in Kontakt zu bringenden Proben(15) ausgestaltet ist, umfassend eine erste Anordnung(1) zum Aufnehmen eines Flüssigkeitsvorrats mit einerReagenzlösung, einezweite Anordnung (6) zum Aufnehmen mindestens eines Trägers (4)mit der Vielzahl von diskreten, separaten Messbereichen (16),und eine Energiequelle (9) zum gezielten Bestrahlenmindestens einer bestimmten Menge der Reagenzlösung in dem Flüssigkeitsvorratmit einem Energiestrahl, um dadurch die mindestens eine bestimmte Mengeder Reagenzlösungvon dem Flüssigkeitsvorratauf mindestens eine der Vielzahl von diskreten, separaten Messbereiche(16) des Trägers(4) oder auf einen vorher ausgewiesenen Bereich des Trägers (4)für denmindestens einen diskreten, separaten Messbereich (16)zu übertragen.
    [42] Vorrichtung nach Anspruch 41 oder Anspruch 42, dadurchgekennzeichnet, dass Steuermittel (11) zur automatischenSteuerung der Bestrahlung mit dem Energiestrahl der Energiequelle(9) vorgesehen sind.
    [43] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet,dass Verstellmittel (7, 8) zum Herbeiführen einerRelativbewegung zwischen der ersten Anordnung (1) und derEnergiequelle (9) einerseits und der ersten Anordnung (1)und der zweiten Anordnung (6) andererseits vorgesehen sind.
    [44] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet,dass die Energiequelle (1) eine Laserlichtquelle zur Erzeugungeines Laserstrahls als Energiestrahl ist.
    [45] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 45, dadurch gekennzeichnet,dass die Vorrichtung zur Durchführungdes Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 40 ausgestaltet ist.
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