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Title:
METHOD FOR ACTIVATING A COMPOSITION COMPRISING VINYLBENZYL THIOCYANATE AND/OR VINYLBENZYL SELENOCYANATE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/082946
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a method for activating a composition comprising monomer units (TCM and/or SCM) which contain thiocyanate and/or selenocyanate, particularly vinylbenzyl thiocyanate and/or vinylbenzyl selenocyanate, according to which said composition is irradiated with UV light having an energy dose between 400 and 600 mJ/cm2, preferably between 450 and 550 mJ/cm2 such that an activated composition comprising monomer units which contain isothiocyanate and/or isoselenocyanate, particularly vinylbenzyl isothiocyanate and/or vinylbenzyl isoselenocyanate, is formed.

Inventors:
KERN WOLFGANG (AT)
PREININGER CLAUDIA (AT)
Application Number:
PCT/AT2003/000090
Publication Date:
October 09, 2003
Filing Date:
March 28, 2003
Export Citation:
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Assignee:
ARC SEIBERSDORF RES GMBH (AT)
KERN WOLFGANG (AT)
PREININGER CLAUDIA (AT)
International Classes:
B01J19/00; C07C331/24; C08G18/72; C08G18/81; C40B40/06; C40B40/10; C40B60/14; (IPC1-7): C08G18/72; C07C331/22; C07C391/00; C08G18/81; C12Q1/68; G03F7/038
Foreign References:
AT400842B1996-03-25
US5760152A1998-06-02
Attorney, Agent or Firm:
SONN & PARTNER (Wien, AT)
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zur Aktivierung durch photoinduzierte Isome risierung einer Zusammensetzung umfassend Thiocyanat und/oder Selenocyanat aufweisende Monomereinheiten TCM bzw. SCM, ins besondere Vinylbenzylthiocyanat und/oder Vinylbenzylselenocya nat, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung mit UV Licht mit einer Energiedosis zwischen 400 und 600 mJ/cm2, vorzugsweise zwischen 450 und 550 mJ/cm2, bestrahlt wird, so dass eine aktivierte Zusammensetzung umfassend Isothiocyanat und/oder Isoselenocyanat aufweisende Monomereinheiten, insbeson dere Vinylbenzylisothiocyanat und/oder Vinylbenzylisoselenocya nat, gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Bestrahlung eine Oberfläche eines festen Trägers mit der Zu sammensetzung beschichtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Moleküle, insbesondere Biomoleküle vor bzw. nach der Be strahlung auf die Zusammensetzung aufgetragen werden, so dass diese nach Bestrahlung an die aktivierte Zusammensetzung binden.
4. Verfahren zur Immobilisierung von Biomolekülen auf einer Oberfläche eines festen Trägers, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst : ZurVerfügungStellen der Oberfläche, 'Beschichten der Oberfläche mit einer Zusammensetzung umfassend Thiocyanat und/oder Selenocyanat aufweisende Monomereinheiten (TCM bzw. SCM), insbesondere Vinylbenzylthiocyanat und/oder Vi nylbenzylselenocyanat, 'zumindest bereichsweises Bestrahlen der Zusammensetzung mit W Licht zur Aktivierung durch photoinduzierte Isomerisierung der Zusammensetzung, so dass Biomoleküle, die vor bzw. nach der Be strahlung auf die Zusammensetzung aufgetragen wurden, an die aktivierte Zusammensetzung umfassend Isothiocyanat und/oder Isoselenocyanat aufweisende Monomereinheiten, insbesondere Vi nylbenzylisothiocyanat und/oder Vinylbenzylisoselenocyanat, binden und gegebenenfalls Waschen der Oberfläche.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung mit WLicht mit einer Energiedosis zwischen 270 und 650 mJ/cm2, vorzugsweise zwischen 400 und 600 mJ/cm2, be strahlt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Zusammensetzung umfassend 4Vinylbenzylthio cyanat und/oder 4Vinylbenzylselenocyanat bestrahlt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Zusammensetzung umfassend ein Homopolymer bestrahlt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Zusammensetzung umfassend ein Copolymer be strahlt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass als Biomoleküle aminomodifizierte Oligonukleotide auf die Zusammensetzung aufgetragen werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die Moleküle in Spots auf die Zusammensetzung aufgetragen werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass die Zusammensetzung in diskreten Bereichen, vorzugsweise Spots, bestrahlt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, dass die Oberfläche eines festen Trägers mit der Zu sammensetzung beschichtet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, dass die Zusammensetzung während bzw. nach der Be strahlung einer Atmosphäre enthaltend Stickstoffhältige Moleküle ausgesetzt wird.
14. Fester Träger, der auf seiner Oberfläche mit einer Zusammen setzung umfassend polymerisierte Thiocyanat und/oder Selenocya nat aufweisende Monomereinheiten (TCM bzw. SCM), insbesondere polymerisiertes Vinylbenzylthiocyanat und/oder Vinylbenzylsele nocyanat, beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu sammensetzung zumindest bereichsweise mit WLicht mit einer Energiedosis zwischen 400 und 600 mJ/cm2, vorzugsweise zwischen 450 und 550 mJ/cm2, bestrahlt wurde, so dass die Zusammensetzung zumindest bereichsweise durch photoinduzierte Isomerisierung ak tiviert ist.
15. Fester Träger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Moleküle, insbesondere Biomoleküle an die aktivierte Zusammen setzung gebunden sind.
16. Fester Träger, der auf seiner Oberfläche mit einer zumindest bereichsweise aktivierten Zusammensetzung umfassend Thiocyanat und/oder Selenocyanat aufweisende Monomereinheiten (TCM bzw. SCM), insbesondere Vinylbenzylthiocyanat und/oder Vinylbenzyl selenocyanat, beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 13 herstellbar ist und dass Biomoleküle an die aktivierte Zusammen setzung gebunden sind.
17. Fester Träger nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 13 hergestellt ist und dass die Zusammensetzung mit UVLicht mit einer Energiedosis zwischen 270 und 650 mJ/cm2, vorzugsweise zwischen 400 und 600 mJ/cm2, aktiviert wurde.
18. Fester Träger nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomoleküle aminomodifizierte Oligo nukleotide sind.
19. Fester Träger nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Moleküle in Spots an die aktivierte Zu sammensetzung gebunden sind.
20. Fester Träger nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die aktivierte Zusammensetzung in diskreten Bereichen, vorzugsweise Spots, auf der Oberfläche vorgesehen ist.
21. Fester Träger nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass er ausgewählt ist aus einer Gruppe be stehend aus einer Mikrotiterplatte, einer Membran, einer Glasp latte, einem Plastikträger, einer Küvette, einem Metall, einer optischen Faser, einem Wafer, einem Biochip und Beads.
22. Fester Träger nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei voneinander verschiedene Biomoleküle an die Zusammensetzung gebunden sind.
23. Fester Träger nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung ein Homopolymer um fasst.
24. Fester Träger nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung ein Copolymer umfasst.
25. Fester Träger nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung aminomodifiziert ist.
26. Verwendung eines festen Trägers nach einem der Ansprüche 14 bis 25 in einem Analyse, Detektions, Produktionsoder medi zinischem Verfahren.
Description:
Verfahren zur Aktivierung einer Zusammensetzung umfassend Vinylbenzylthiocyanat und/oder Vinylbenzylselenocyanat Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ak- tivierung durch photoinduzierte Isomerisierung einer Zusammen- setzung umfassend Thiocyanat und/oder Selenocyanat aufweisende Monomereinheiten (TCM bzw. SCM), insbesondere Vinylbenzylthio- cyanat und/oder Vinylbenzylselenocyanat, ein Verfahren zur Immo- bilisierung von Biomolekülen auf einer Oberfläche sowie einen festen Träger, der auf seiner Oberfläche mit einer Zusammenset- zung umfassend polymerisierte Thiocyanat und/oder Selenocyanat aufweisende Monomereinheiten (TCM bzw. SCM), insbesondere poly- merisiertes Vinylbenzylthiocyanat und/oder Vinylbenzylselenocya- nat, beschichtet ist.

In verschiedenen Analyse-, Detektions-und Produktionsver- fahren werden Träger zur Immobilisierung von spezifischen Mole- külen eingesetzt, wobei die Oberflächen der Träger vorzugsweise modifiziert und so an das jeweilige Verfahren angepasst werden.

Auf diese Weise kann ein und derselbe Träger für eine Reihe ver- schiedener Verfahren verwendet werden, wobei eine sehr rasche Herstellung von hochspezifischen und individuell angepassten Trägern gewährleistet ist. Dabei kann einerseits die Oberfläche des Trägers an sich modifiziert werden oder auch mit einer ge- eigneten Zusammensetzung beschichtet werden.

Die WO 94/00600 betrifft feste Träger für Nukleinsäure-Hy- bridisierungsassays, wobei die Oberfläche mit einer Substanz um- fassend ein Polymer, etwa PEI, beschichtet ist.

Im Artikel von Adessi et al. (Nucleic Acid Research, 2000, vol. 28, no. 20, e87) sind Glasträger beschrieben, die eine ami- noderivatisierte Oberfläche aufweisen, auf der eine Schicht einer weiteren Zusammensetzung, beispielsweise umfassend S-MBS (m-maleinimidobenzoyl-n-hydroxysulfo-succinimidester) umfasst.

Die US 5 962 136 betrifft einen festen Träger, der auf sei- ner Oberfläche mit einer Schicht umfassend ein Polymer versehen ist, wobei das Polymer beispielsweise aus Polyacrylaten, Polyes- ter, Polyurethan, Silikon, Zellulose, Epoxyolefin sowie Fluor- Polymeren aufgebaut ist. Diese Polymerschicht dient zur Immobi- lisierung von Proteinen oder Peptiden.

Der Nachteil der obigen Träger besteht darin, dass die ge- samte Oberfläche modifiziert wird, so dass Moleküle an der ge- samten Trägeroberfläche binden bzw. die Moleküle in Spots aufge- tragen werden müssen, um die Moleküle lediglich in lokalisierten Bereichen zu immobilisieren. Eine Modifizierung der Trägerober- fläche in lokalisierten Bereichen bzw. Spots ist nur mit erheb- lichem Aufwand möglich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die Moleküle bin- den kann, wobei diese Zusammensetzung insbesondere als Beschich- tung für einen Träger verwendet wird. Dabei soll gewährleistet werden, dass die Zusammensetzung bereichsweise aktivierbar ist, so dass die Zusammensetzung lediglich an bestimmten Stellen die Moleküle bindet. Auf diese Weise soll ein Träger zur Verfügung gestellt werden, der auf sehr rasche und sehr einfache Weise verändert werden kann, um lediglich bereichsweise, etwa in Spots, Moleküle zu binden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch das ein- gangs beschriebene Verfahren gelöst, wobei die Zusammensetzung zumindest bereichsweise mit W-Licht mit einer Energiedosis zwi- schen 400 und 600 mJ/cm2, vorzugsweise mit W-Licht zwischen 450 und 550 mJ/cm2, bestrahlt wird, so dass eine aktivierte Zusammen- setzung umfassend Isothiocyanat und/oder Isoselenocyanat aufwei- sende Monomereinheiten, insbesondere Vinylbenzylisothiocyanat und/oder Vinylbenzylisoselenocyanat gebildet wird. Es wurde überraschenderweise gefunden, dass Thiocyanat und/oder Seleno- cyanat aufweisende Monomereinheiten (TCM bzw. SCM), insbesondere Vinylbenzylthiocyanat (VBT) und Vinylbenzylselenocyanat (VBS), durch Bestrahlen mit W-Licht mit dieser oben angegebenen be- stimmen Energiedosis optimal aktiviert werden, d. h., dass Iso- thiocyanat und/oder Isoselenocyanat aufweisende Monomereinhei- ten, insbesondere Vinylbenzylisothiocyanat bzw. Vinylbenzyliso- selenocyanat, gebildet werden, so dass an diese aktivierten Verbindungen Moleküle spezifisch und stabil gebunden werden können. Mit der Energiedosis zwischen 400 und 600 mJ/cm2 (z. B. W Stratalinker 2400, Stratagene, k=254 nm) wird erreicht, dass einerseits eine ausreichende Menge an Isomeren gebildet wird, so dass eine hohe Bindungskapazität erzielt wird, und andererseits TCM bzw. SCM nicht zerstört bzw. so verändert werden, dass keine oder nur wenige Moleküle gebunden werden können. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass diese optimale Aktivie- rung mit W-Licht mit einer Energiedosis zwischen 400 und 600 mJ/cm2, vorzugsweise zwischen 450 und 550 mJ/cm2 möglich ist.

Darunter sind Energiedosen zu verstehen, die über 400 und unter 600 mJ/cm2 liegen. Dabei wird unter UV-Licht eine elektromagne- tische Strahlung, die zwischen dem sichtbaren Licht und der Röntgenstrahlung liegt, verstanden, d. h. eine Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 400 nm und 10 nm. Dabei wird insbe- sondere UVC (280 bis 200 nm) eingesetzt. Werden die Polymere mit z. B. Chrysen oder Anthracen sensibilisiert, so können auch Wel- lenlängen in höheren Bereichen, etwa UVA (400 bis 320 nm) oder UVB (320 bis 280 nm), eingesetzt werden.

TCM bzw. SCM sind im Rahmen der vorliegenden Anmeldung poly- merisierte oder polymerisierbare Monomere, an die eine Thiocya- nato-bzw. Selenocyanatogruppe so gebunden ist, dass unter Ein- wirkung von UV-Licht eine Isomerisierung zu Isothiocyanat bzw.

Isoselenocyanat auftritt. Als Monomereinheiten können im Rahmen der vorliegenden Anmeldung insbesondere Derivate von Styrol, Vi- nylnaphthalin, Ester der Acrylsäure, Ester der Methacrylsäure und Vinylacetat verwendet werden. Im Allgemeinen kann die Zu- sammensetzung entweder die Monomereinheiten oder die Polymere umfassen. Im Fall der Polymere sind darunter Homo-aber auch Co- polymere zu verstehen. Umfasst die Zusammensetzung die noch nicht polymerisierten Monomere, so kann diese beispielsweise zu- sätzlich einen (Photo-) Initiator umfassen, z. B. gelöst in einem Trägerpolymer oder Trägergel, wobei durch die UV-Bestrahlung eine Photopolymerisation der Monomere zu einem Homo-oder Co- polymer erfolgt.

Sind im Rahmen der vorliegenden Anmeldung nur die Polymere gemeint, so wird dies explizit durch Poly-oder P-TCM bzw. Poly- oder P-SCM definiert.

VBT und VBS sind an sich bekannt, insbesondere in polymeri- sierter Form, die beispielsweise zur Erzeugung von Ätzmasken bei der Produktion von integrierten Schaltkreisen eingesetzt werden können : In der AT 400 842 B wird beispielsweise die Verwendung der Polymere von VBT und VBS zur Herstellung von Negativresist- bildern beschrieben, wobei diese Monomere durch UV-Bestrahlung zwischen 230 und 260 nm mit einer Energiedosis von Do, die bei etwa 40 bis 60 mJ/cm2 liegt, vernetzt werden. Do ist die Gel- dosis, d. h. die Lichtenergie, die benötigt wird, um für ein Polymer bestimmter Molmasse die Gelbildung einzuleiten. Parallel zur Vernetzung läuft die Isomerisierung der SCN-Gruppen ab, wo- bei aus Benzylthio-und Benzylselenocyanateinheiten Benzyliso- thio-und Benzylisoselenocyanateinheiten entstehen.

Der Artikel von Kern et al. (Eur. Polym. J., vol. 31, no. 5, 437-443,1995) betrifft fotoreaktive Polymere von 4-Vinylbenzyl- thiocyanat (4-VBT) zur Herstellung von Negativresistbildern zur Verwendung in der Submikrolithographie. Hierbei wird in einem ersten Schritt ein VBT enthaltendes Polymer durch Bestrahlung vernetzt, wobei W-Strahlung unterschiedlicher Energiedosen ein- gesetzt wird, u. a. 0 ; 4,7 ; 18 ; 29 ; 37 ; 39 ; 87 ; 147 ; 262 und 1200 mJ/cm2. Dabei wurde neben der Vernetzung auch eine Bildung der Isomerformen beobachtet.

Die Publikation von Kavc et al. ("Phase gratings in photo- reactive polymers : A way to optically pumped organic lasers", Electroactive Materials, Special Edition of Chemical Monthly, vol. 132, no. 4,2001) betrifft Polymerisate von 4-VBT zur Her- stellung von Zusammensetzungen zur Verwendung in Licht-emittie- renden Dioden (LED), Licht-emittierenden elektrochemischen Zel len, Fotodetektoren, Feldeffekttransistoren, Solarzellen und Laser. Durch W-Bestrahlung werden die VBT-Einheiten zu Vinyl- benzylisothiocyanat-Einheiten isomerisiert, wobei nach einer Bestrahlungsdosis von 400 mJ/cm2 (bei 254 nm) ca. 30% der ursprünglich vorhandenen Thiocyanatgruppen zu Isothiocyanat- gruppen isomerisiert werden.

Der Artikel von Kern et al. (Macromol. Chem. Phys., 197, 329-341 (1996)) betrifft eine Studie hinsichtlich der Vernetzung von Copolymeren aus 4-VBS, 4-VBT und 4-Venylbenzylbromid durch UV-Bestrahlung.

Der Artikel von Kern et al. (Polymer, vol. 37, no. 11,2055- 2059,1996) betrifft die Bestrahlung von Copolymeren aus Styrol mit 4-VBS, wobei die Vernetzung in Abhängigkeit der Strahlung getestet wurde. Hierbei wurden Strahlungen mit einer Energiedo- sis zwischen 4 und 400 mJ/cm2 eingesetzt.

In dem Artikel von Kern et al. (Macromol. Chem. Phys. 202, Seiten 3459-3467 (2001) ) wird auf die Erzielung von Brechinde- xunterschieden in Polymeren von 4-Vinylbenzylthiocyanat als Folge einer W-Bestrahlung Bezug genommen. Es wird in diesem Artikel auch berichtet, dass bestrahlte Bereiche des Polymers mit gasförmigen Aminen (z. B. Ammoniak oder Hydrazin) umgesetzt werden können, um weitere Änderungen des Brechungsindex oder eine Zunahme der Schichtdicke des Polymerfilms zu erreichen.

Langer et al., Macromol. Chem. Phys., 202, 2001, S. 3459- 3467, betrifft die Bestrahlung von Polymerbeschichtungen mit UV- Licht und anschließender Messung der Änderung des Brechungsin- dexes. Weiters wurde auch die Änderung des Brechungsindexes nach Behandlung der bestrahlten Schicht mit Amin-hältigen Molekülen beschrieben. Unter anderem wird als Zusammensetzung für die Be- schichtung ein Polymer umfassend Poly (4-vinylbenzylthiocyanat) sowie Poly (styrol-co-4-vinylbenzylthiocyanat) eingesetzt. Die Bestrahlung erfolgt zwar mit W-Licht, jedoch wird eine Energie- dosis von 1000 mJ/cm2 bzw. 750 mJ/cm2 eingesetzt. Weiters wird auch die Energiedosis zwischen 0 und 2 J/cm2 im Hinblick auf die Änderung des Brechungsindexes untersucht, jedoch wird in der Schrift die Bestrahlung mit einer Energiedosis im ausgewählten Bereich zwischen 400 und 600 mJ/cm2 nicht offenbart. Aus dieser Publikation ist nicht ersichtlich, dass eine Aktivierung der Zu- sammensetzung in diesem kleinen, spezifischen Bereich optimal erfolgt : Die einzelnen ausgewählten Werte für die Energisdosis liegen weit außerhalb des erfindungsgemäßen Bereichs (bei 1000 und 750 mJ/cm2) und der untersuchte Bereich in diesem Dokument ist ausgesprochen groß (zwischen 0 und 8000 mJ/cm2), so dass im Vergleich dazu der Bereich 400 bis 600 mJ/cm2 als sehr klein anzusehen ist.

In Dokument Preininger, ASCOS 2000, Optical Sensors and Biosensors, Slovenia 9/2001, Überblicksvortrag zur Biochiptech- nologie, wird die Herstellung von Chips zur Immobilisierung von Oligonukleotiden beschrieben, wobei die Chips mit einer Schicht einer Polymerzusammensetzung versehen sind, auf der Crosslinker aufgetragen werden, um die Oligonukleotide zu immobilisieren.

Als bifunktionelle Crosslinker kommen z. B. Glutarylaldehyd und ß- Cyclodextrin in Frage. Weiters wird auch die Veränderung des Chips durch UV-reaktives Gas beschrieben, wodurch unterschiedli- che funktionelle Gruppen in die Zusammensetzung eingebracht werden können, etwa-NH2-,-SO3H-oder-CN-funktionelle Gruppen.

Die EP 1 063 301 A2 betrifft eine Zusammensetzung zur Immo- bilisierung von Nukleinsäuremolekülen, wobei die Zusammensetzung Isocyanatgruppen umfasst.

Beaucage, Current Medicinal Chemistry 8,2001, S. 1213-1244 und"Strategies for Attaching Oligonucleotides to solid Sur- faces", Technical Bulletins, August 2001, betreffen die Verwen- dung einer Zusammensetzung umfassend Isothiocyanat zur Immobili- sierung von Biomolekülen. In beiden Schriften wird jedoch das Isothiocyanat als Crosslinker auf den Träger bereits in der Iso- form aufgetragen. In beiden Dokumenten wird in Bezug auf die Herstellung der mit Crosslinker versehenen Träger auf die Publi- kation von Guo et al. (Nucleic Acid Res. 1994, Vol. 22 (24), S.

5456-5465), verwiesen. Die Träger werden durch das Auftragen einer Lösung umfassend 1,4-Phenylendiisothiocyanat (PDC) herge- stellt. Die PDC-Schicht kann hierbei in verschiedenen Mustern auf den Träger aufgetragen werden, etwa mit Hilfe einer gemus- terten Vorlage. Weiters werden die einzelnen Schritte der Bear- beitung des Glasträgers aufgezählt : a) Reaktion der Glasoberflä- che mit Aminopropyltrimethoxysilan, um eine aminoderivatisierte Oberfläche herzustellen ; b) Kuppeln der Aminogruppen mit einem Überschuss von PDC, um die Aminogruppen zu aminoreaktiven Pheny- lisothiocyanat-Gruppen zu überführen ; und c) Immobilisieren der aminomodifizierten Oligonukleotide.

Der wesentliche Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und den in der Publikation von Guo et al. beschriebe- nen Verfahren liegt in der Tatsache, dass erfindungsgemäß eine Thiocyanat/Selenocyanat umfassende Zusammensetzung auf den Trä- ger aufgebracht wird und erst durch Bestrahlung mit einer be- stimmten Energiedosis Isothiocyanat/Isoselenocyanat erhalten wird und dadurch eine aktivierte Oberfläche zur Verfügung ge- stellt wird. Im Gegensatz dazu wird die Trägerbeschichtung gemäß den obigen Dokumenten nicht bestrahlt, sondern die Isothiocyanat hältige Zusammensetzung wird bereits in dieser Form auf den Trä- ger aufgebracht. Das erfindungsgemäße Verfahren weist dadurch die folgenden Unterschiede bzw. Vorteile auf : 1. Während der Bestrahlung wird erfindungsgemäß das Polymer zu- sätzlich vernetzt und dabei stabilisiert, was gemäß dem Stand der Technik aufgrund des direkten Auftragens der Crosslinker auf dem Träger ohne Bestrahlung nicht auftritt. Diese zusätzliche Vernetzung und Stabilisierung des Polymers kann auch am Produkt, d. h. am erfindungsgemäßen Träger selbst nachgewiesen werden.

2. Durch die Bestrahlung ändert sich der Brechungsindex des Polymers, wie auch aus Langer et al. ersichtlich ist : Hier wird ein Versuch beschrieben, bei dem der Brechungsindex von Polyvi- nylbenzylthiocyanat und Poly (styrol-co-4-vinylbenzylthiocyanat) als Funktion der Energiedosis gemessen wird, wobei eine Energie- dosis im Bereich zwischen 0 und 2000 mJ/cm2 eingesetzt wird. Es zeigt sich, dass der Brechungsindex von 0 ab stark ansteigt und nach einer Energiedosis von 2000 mJ/cm2 ein Plateau erreicht.

Damit ist klar ersichtlich, dass die Bestrahlung einer Zu- sammensetzung umfassend Thiocyanat einen Einfluß auf den Bre- chungsindex dieser Zusammensetzung hat, wobei der Brechungsindex stark von der Energiedosis abhängt. Je höher die Energiedosis, umso stärker die Änderung des Brechungsindexes (zumindest bis zu einem gewissen Grenzwert). Dadurch ist selbst ohne Vergleichs- versuch mit dem Herstellungsverfahren gemäß Guo et al. klar er- sichtlich, dass das erfindungsgemäße Verfahren zu einem anderen beschichteten Träger führt als das Verfahren gemäß Guo et al., wo keinerlei Bestrahlung durchgeführt wird und damit auch eine bestimmte Energiedosis zum Erhalten einer gewissen Änderung des Brechungsindexes nicht eingestellt wird.

3. Erst durch die Bestrahlung können klar begrenzte Spots auf einfache Weise hergestellt werden : Über den beschichteten Träger wird etwa ein Gitter oder eine photolithographische Maske aufgelegt, auf das bzw. die die W-Strahlen einwirken, oder es wird durch Projektionslithographie ein Abbild einer Maske auf die Oberfläche des beschichteten Trägers projiziert. Die dadurch erhaltenen Spots weisen eine exakte und klar definierte Begren- zung auf, die durch das Auftragen von Crosslinkern (Isothiocya- nat-hältige Zusammensetzung) gemäß Guo et al. in der Form gar nicht möglich ist, selbst wenn ein Gitter oder eine anders ge- musterte Vorlage über den Träger gelegt wird. Der Träger gemäß Guo et al. weist zwar möglicherweise Spots auf, jedoch sind diese verschwommen und zwischen Crosslinker-hältigen und Cross- linker-freien Bereichen liegt eine Grauzone, in der die Schicht zwar Crosslinker aufweist, jedoch nicht Crosslinker-gesättigt ist. Die dadurch erhaltenen verschwommenen Spots führen zu einem weniger exakten Ergebnis als die klar begrenzten, erst durch die Bestrahlung erhaltenen Spots gemäß dem erfindungsgemäßen Verfah- ren.

4. Da die Bestrahlung der erfindungsgemäßen Träger auch erst kurz vor Verwendung des Trägers durchgeführt werden kann, ist eine wesentlich längere (über Jahre hinweg) stabile Lagerung erst möglich, da ohne Bestrahlung der Träger inert ist. Selbst bei einer erhöhten Temperatur kommt es dadurch zu keinen Reak- tionen an der Oberfläche des Trägers, im Gegensatz zu den Trä- gern, die gemäß Guo et al. erhalten werden.

5. Abgesehen von der einfacheren Herstellung gemäß dem er- findungsgemäßen Verfahren im Vergleich zum Verfahren gemäß Guo et al., ist beim erfindungsgemäßen Verfahren ein bestimmtes SCN/NCS-Verhältnis einstellbar, d. h. dass durch die Bestrah- lungsdauer bzw.-intensität der Grad der Isomerisierung exakt und einfach eingestellt werden kann, so dass es möglich ist, nicht alle Thiocyanat/Selenocyanat-Gruppen zu isomerisieren und eine gewisse Konzentration an nicht umgesetzten Thiocyanat/Sele- nocyanat-Gruppen zu erhalten, welche für eventuelle zusätzliche Reaktionen (etwa zur Herstellung von Mercaptogruppen) weiter verwendet werden könnten.

Keines dieser oben beschriebenen Verfahren verwendet die spezifische Energiedosis >400 und <600 mJ/cm2, um eine Zusammen- setzung umfassend TCM und/oder SCM, insbesondere auf einer Ober- fläche, zu aktivieren. Die Bestrahlung der Zusammensetzungen gemäß den oben genannten Dokumenten wird mit einer Reihe von Energiedosen durchgeführt, die von 0 bis 1200 mJ/cm2 reichen, wobei die Vernetzung der Polymere der TCM bzw. SCM gegebenen- falls mit anderen Monomeren beschrieben wird. Eine spezifische Aktivierung mit Hilfe von UV-Licht mit einer ausgewählten Ener- giedosis in diesem kleinen, definierten Bereich von 401 bis 599 mJ/cm2 war bislang nicht bekannt und wurde trotz zahlreicher Studien nicht untersucht oder erwähnt. Gerade diese spezifische Energiedosis ist jedoch optimal zur Aktivierung einer Zusammen- setzung umfassend TCM bzw. SCM, wonach die Zusammensetzung eine ausgesprochen hohe Bindungskapazität aufweist. Beispielsweise wird eine Energiedosis von 450 mJ/cm2 verwendet.

Durch die Aktivierung der Zusammensetzung wird gewährleis- tet, dass jegliche Moleküle, beispielsweise Crosslinker oder Biomoleküle, effizient und stabil gebunden werden können. Dabei werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung unter dem Begriff "Moleküle"solche Moleküle verstanden, die direkt oder indirekt kovalent an die photochemisch erzeugten Isothiocyanat-oder Iso- selenocyanatgruppen in der aktivierten Zusammensetzung binden.

Bevorzugt erfolgt die kovalente Bindung durch eine Additions- reaktion einer im Molekül vorhandenen Aminogruppe, wodurch eine Anbindung über Thioharnstoff-bzw. Selenoharnstoffeinheiten er- folgt.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung betrifft die"Zusammen- setzung"eine Zusammensetzung jeglichen Aggregatzustandes, d. h. eine Zusammensetzung in z. B. flüssiger, gelartiger, fester, usw.

Form, wobei der Aggregatzustand je nach Verwendungszweck ausge- wählt wird.

VBT bzw. VBS eignen sich dabei besonders gut für das erfin- dungsgemäße Verfahren, da eine optimale Aktivierung erzielt wird, obwohl selbstverständlich auch andere TCM oder SCM einge- setzt werden können, wie etwa Naphtalin oder Thetralon-umfas- sende TCM bzw. SCM.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff "VBT"und"VBS"allgemein das jeweilige Monomer oder auch Poly- mer, d. h. Homo-bzw. Copolymer, verstanden, wobei das Polymer zumindest aus dem jeweiligen Monomer unter Verwendung von Initi- atoren oder durch energiereiche Strahlung hergestellt wird. Ent- sprechende homologe Copolymere können natürlich auch durch poly- meranaloge Umsetzungen (=Modifizierungen) von bestehenden Poly- meren hergestellt werden. Ist nur die polymere Form von VBT bzw.

VBS gemeint, wird dies in der vorliegenden Anmeldung explizit durch z. B."P-VBT"oder"P-VBS"bzw."Poly-"definiert.

Selbstverständlich kann die Zusammensetzung gemäß der vor- liegenden Anmeldung weitere Monomere oder Polymere umfassen so- wie jegliche Zusatzstoffe, die vom jeweiligen Verwendungszweck abhängen. Umfasse die Zusammensetzung einen Fotoinitiator, er- folgt durch die UV-Bestrahlung eine Fotopolymerisation der Mono- mere zu einem Homo-bzw. Copolymer und gleichzeitig oder während eines weiteren UV-Bestrahlungsschrittes die gewünschte Isomeri- sierung der SCN-zu NCS-Gruppen bzw. der SeCN-zu NCSe-Gruppen.

Die Bestrahlung kann mit jeglicher geeigneten Energiequelle er- folgen, beispielsweise können Excimerlaser oder Quecksilberlam- pen eingesetzt werden. Die Dauer der Bestrahlung hängt dabei von der Zusammensetzung ab, insbesondere deren Aufbau und Menge bzw.

Schichtdicke, aber auch von der Wellenlänge des UV-Lichts, der Entfernung zwischen Lichtquelle und Zusammensetzung und dem ge- wünschten Aktivierungsgrad.

Vorzugsweise wird vor der Bestrahlung eine Oberfläche eines festen Trägers mit der Zusammensetzung beschichtet. Dabei kann die Oberfläche je nach Verwendungszweck der Zusammensetzung bei- spielsweise die Oberfläche eines festen Trägers, einer Chromato- graphiesäule, eines Filters, eines Implantats etc. sein. Dadurch ist gewährleistet, dass die Zusammensetzung leicht handhabbar und durch die flächenförmige Anordnung in ausgewählten definier- ten Bereichen aktivierbar ist. Vorzugsweise ist dabei die Zusam- mensetzung in dickflüssiger bzw. noch bevorzugter in gelförmi- ger, d. h. vernetzter Form auf der Oberfläche vorgesehen. Die Zu- sammensetzung kann beispielsweise in flüssiger Form auf die Oberfläche aufgetragen werden, wonach mit Hilfe eines Initiators eine Vernetzung ausgelöst werden kann, so dass die Zusammenset- zung einen gelförmigen oder festen Zustand annimmt. Es ist je- doch auch möglich, eine bereits polymerisierte Zusammensetzung auf die Oberfläche aufzutragen, beispielsweise in Form eines Filmes.

Besonders günstig ist es im Rahmen der vorliegenden Anmel- dung, wenn die Zusammensetzung auf einer reaktiven Oberfläche, z. B. einer aminomodifizierten Oberfläche, aufgetragen wird. Da- durch wird eine höhere Haftung der Zusammensetzung an der Ober- fläche erreicht, da die Zusammensetzung nicht nur an ihrer Ober seite, sondern auch an ihrer Unterseite durch UV-Bestrahlung ak- tiviert wird, soferne sichergestellt ist, dass auch die Unter- seite von der UV-Strahlung erreicht wird. Aus diesem Grund wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung unter"Träger"bzw."Ober- fläche"auch, aber nicht ausschließlich, eine modifizierte Ober- fläche bzw. ein Träger mit einer solchen Oberfläche verstanden.

Besonders bevorzugt werden Moleküle, insbesondere Biomole- küle vor bzw. nach der Bestrahlung auf die Zusammensetzung auf- getragen, so dass diese nach Bestrahlung an die aktivierte Zu- sammensetzung binden. Andere Moleküle im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind etwa Crosslinker oder Spacermoleküle. Werden die Moleküle vor der Bestrahlung aufgetragen, erfolgt die Bindung an die Zusammensetzung praktisch gleichzeitig mit der Bestrahlung.

Die Zusammensetzung kann aber auch zuerst bestrahlt werden und erst anschließend, etwa nach einer Lagerzeit, mit den Molekülen behandelt werden. Da Moleküle an die aktivierte Zusammensetzung binden, wird auf diese Weise ein Verfahren zur Immobilisierung von Molekülen an eine bestimmte Oberfläche zur Verfügung ge- stellt, wobei das Verfahren sehr einfach und kostengünstig ist, um spezifische Moleküle zu detektieren, analysieren, oder in sonstigen biochemischen und mikrobiologischen Verfahren zu verwenden.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden unter Biomolekü- le insbesondere Nukleinsäuremoleküle, Proteine und Peptide, An- tikörper und Ähnliches verstanden, wobei diese Biomoleküle vor- zugsweise eine Aminogruppe aufweisen. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, Biomoleküle ohne Aminogruppen in einem Ver- fahren gemäß der vorliegenden Anmeldung zu immobilisieren, wobei die Zusammensetzung vor, während oder nach der Aktivierung durch Addierung von beispielsweise Aminen modifiziert wird.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Anmeldung betrifft dem- nach auch ein Verfahren zur Immobilisierung von Biomolekülen auf einer Oberfläche eines festen Trägers, das dadurch gekennzeich- net ist, dass es die Schritte umfasst : Zur-Verfügung-Stellen der Oberfläche, 'Beschichten der Oberfläche mit einer Zusammensetzung umfassend Thiocyanat und/oder Selenocyanat aufweisende Monomereinheiten (TCM bzw. SCM), insbesondere Vinylbenzylthiocyanat und/oder Vi- nylbenzylselenocyanat, 'zumindest bereichsweises Bestrahlen der Zusammensetzung mit W- Licht zur Aktivierung durch photoindizierte Isomerisierung der Zusammensetzung, so dass Biomoleküle, die vor bzw. nach der Be- strahlung auf die Zusammensetzung aufgetragen wurden, an die aktivierte Zusammensetzung, nun umfassend Isothiocyanat und/oder Isoselenocyanat aufweisende Monomereinheiten, ins- besondere Vinylbenzylisothiocyanat und/oder Vinylbenzyliso- selenocyanat, binden und gegebenenfalls Waschen der Oberfläche.

Wie oben bereits angeführt, wurden Polymere von VBT und VBS bereits in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt, beispiels- weise zur Herstellung von Negativresistbildern, für Dioden, etc.

Die Verwendung dieser Substanzen zur Immobilisierung von Biomo- lekülen auf einer Oberfläche wurde jedoch bisher weder beschrie- ben noch durchgeführt. Überraschenderweise eignen sich die Mono- mere bzw. Polymere der TCM bzw. SCM ausgezeichnet zur stabilen und spezifischen Immobilisierung von Biomolekülen, sobald sie durch Einwirkung von W-Licht aktiviert worden sind.

Vorzugsweise wird die Oberfläche nach Bestrahlen der Zusam- mensetzung und Binden der Biomoleküle gewaschen, um nicht-gebun- dene und unspezifische Substanzen zu entfernen. Dies kann bei spielsweise mit jedem an sich bekannten Waschpuffer durchgeführt werden. Die oben beschriebenen Definitionen und bevorzugten Aus- führungsformen gelten auch für diesen Aspekt.

Vorzugsweise wird die Zusammensetzung mit W-Licht mit einer Energiedosis zwischen 270 und 650 mJ/cm2, vorzugsweise zwischen 400 und 600 mJ/cm2, bestrahlt. Besonders günstig ist eine Be- strahlung mit W-Licht mit einer Energiedosis zwischen 450 und 550 mJ/cm2. UV-Licht mit einer Energiedosis zwischen 270 und 650 mJ/cm2 eignet sich ausgesprochen gut zur Aktivierung der Zu- sammensetzung gemäß der vorliegenden Anmeldung. Aufgrund dieser optimalen Aktivierung binden Biomoleküle spezifisch, auf stabile Weise und rasch an die Zusammensetzung. Beispielsweise wird eine Energiedosis von 400 bis 600, insbesondere 450 mJ/cm2, verwendet.

Ein vorteilhaftes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusammensetzung umfassend 4-Vinylbenzylthiocyanat (4-VBT) und/oder 4-Vinylbenzylselenocyanat (4-VBS) bestrahlt wird. 4-VBT und 4-VBS haben sich überraschenderweise als besonders günstig für eine effiziente und stabile Bindung mit hoher Bindungskapa- zität von Molekülen, insbesondere Biomolekülen, herausgestellt.

Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird eine Zusammensetzung umfassend ein Homopolymer bestrahlt. Diese Zusammensetzung um- fasst somit entweder Poly-TCM bzw. Poly-SCM, insbesondere Poly- 4-VBT bzw. Poly-4-VBS. Selbstverständlich kann die Zusammenset- zung jedoch auch weitere Stoffe umfassen, wie Pufferlösungen, Salze, Stabilisatoren, etc.

Ein weiteres bevorzugtes Verfahren ist dadurch gekennzeich- net, dass eine Zusammensetzung umfassend ein Copolymer bestrahlt wird. Diese Zusammensetzung kann beispielsweise als Comonomere andere Monomere, etwa Derivate von Styrol, Vinylnaphthalin, Es- ter der Acrylsäure, Ester der Methacrylsäure, Vinylacetat und ähnliche Stoffe, umfassen. In diesem Fall weist das molare Ver- hältnis der Monomer-Einheiten (TCM oder SCM) zu den Comonomer- Einheiten bevorzugte Werte von 5 : 95 bis 40 : 60 auf.

Vorzugsweise werden als Biomoleküle aminomodifizierte Oligo- nukleotide auf die Zusammensetzung aufgetragen. Damit müssen keine weiteren Modifizierungen der Zusammensetzung an sich durchgeführt werden, da die Aminogruppen der Oligonukleotide an die mit UV-Licht aktivierten Bereiche der Zusammensetzung bin- den. Die Oligonukleotide können je nach Verwendung unterschied- liche Längen aufweisen, wobei die Oligonukleotid-Moleküle sowohl DNA-als auch RNA-Moleküle sein können. Die Moleküle können wei- tere Modifizierungen aufweisen und eignen sich in immobilisier- ter Form besonders für Hybridisierungen und Amplifizierungs- reaktionen, z. B. PCRs, als (Bio) Sensor, für Bindungsstudien, für high-through put-Techniken, zur Detektion oder Quantifizierung einer Probe.

Besonders bevorzugt werden die Moleküle in Spots auf die Zuammensetzung aufgetragen. Dabei wird unter"Spots"ein defi- nierter, vorzugsweise im Wesentlichen kreisförmiger, Bereich verstanden mit einem Durchmesser von beispielsweise einigen um bis mehreren 100 um, beispielsweise 100 bis 200 um. Das Volumen eines solchen Spots kann beispielsweise im Picoliter-bis pl-Be- reich liegen. Dabei ist es möglich, die Moleküle lediglich im Bereich der Spots in Verbindung mit der Zusammensetzung zu bringen.

Vorzugsweise wird jedoch die Zusammensetzung in diskreten Bereichen, vorzugsweise Spots, bestrahlt. Dadurch sind die akti- vierten Bereiche der Zusammensetzung bereits definiert und es ist nicht notwendig, die Moleküle lediglich in den Spots auf die Zusammensetzung aufzutragen, sondern die Moleküle können auf den gesamten Bereich der Zusammensetzung aufgetragen werden, da sie bevorzugt in den bestrahlten, aktivierten Bereichen der Zusam- mensetzung immobilisiert werden. Nach der Bindungsreaktion kön- nen die ungebundenen Moleküle von der Zusammensetzung gewaschen werden. Dadurch wird ein sehr einfaches und rasches Verfahren zur Immobilisierung von Molekülen zur Verfügung gestellt.

Unabhängig davon, ob die Moleküle lediglich in diskreten Bereichen aufgetragen werden, oder ob die Zusammensetzung in diskreten Bereichen bestrahlt wird, können zwei oder mehr ver- schiedene Moleküle auf einen Träger aufgebracht werden, wobei grundsätzlich in jedem diskreten Bereich identische Moleküle vorgesehen werden, jedoch auch verschiedene Moleküle in einem diskreten Bereich gebunden werden können. Auf diese Weise ist es möglich, mit einem einzigen Träger eine Reihe verschiedener Mo- leküle zu testen.

Besonders bevorzugt wird die Oberfläche eines festen Trägers mit der Zusammensetzung beschichtet. Der feste Träger ist dabei beispielsweise eine Mikrotiterplatte, eine Glasplatte, ein ein- ziger Well, eine Küvette, eine optische Faser, ein Wafer, Beads oder Ähnliches. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass Moleküle auf einem festen Träger immobilisiert werden, wobei der feste Träger selbst zur Immobilisierung nicht modifiziert werden muss, sondern auf seiner Oberfläche mit einer Zusammensetzung be- schichtet wird, was die Wahl des festen Trägers vereinfacht.

Die Oberflächen können jedoch auch Oberflächen von Implan- taten sein, wobei das Wachstum von Zellen an der Oberfläche des Trägers aufgrund der erfindungsgemäßen Zusammensetzung gewähr- leistet ist. Beispielsweise können als Biomoleküle Heparin oder ähnliche Stoffe über die Zusammensetzung auf das Implantat ge- bunden werden, um eine Blutgerinnung zu verhindern. Andere Ober- flächen können insbesondere auch jene von Kathetern, Dialyse- zubehör, künstliche Venen, etc. sein.

Ein weiteres vorteilhaftes Verfahren wird dadurch zur Verfü- gung gestellt, dass die Zusammensetzung während bzw. nach der Bestrahlung einer Atmosphäre enthaltend Stickstoff-hältige Mole- küle ausgesetzt wird. Solche sind insbesondere Amine, Ammoniak oder Hydrazin. Durch diese Aminomodifizierung der Substanz wird die Hydrophilie der Zusammensetzung erhöht. Durch diese Modifi- kation wird jedoch nicht nur die Hydrophilie erhöht, sondern die eingebauten Stickstoff-hältigen Gruppen fungieren auch als Anker bei der Bindung von beispielsweise DNA-Molekülen an die Zusam- mensetzung. Auf diese Weise können auch nicht-modifizierte DNA- Moleküle an die Zusammensetzung gebunden werden. Als Atmosphäre umfassend Stickstoff-hältige Moleküle können beispielsweise Hy- drazin, Ammoniak oder aliphatische Amine umfassende Medien ver- wendet werden. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in Conference Proceedings, Oct. 8-10,2001, Basel Schweiz, Rat Tech Europe,"Photochemical modification of polymer surfaces", Seiten 699-701, beschrieben, dessen Inhalt von der vorliegenden Anmel- dung mit umfasst ist.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen festen Träger, der auf seiner Oberfläche mit einer Zusam- mensetzung umfassend polymerisierte Thiocyanat und/oder Seleno- cyanat aufweisende Monomereinheiten (TCM bzw. SCM), insbesondere polymerisiertes Vinylbenzylthiocyanat und/oder Vinylbenzylsele- nocyanat, beschichtet ist, wobei die Zusammensetzung zumindest bereichsweise mit W-Licht mit einer Energiedosis zwischen 400 und 600 mJ/cm2, vorzugsweise zwischen 450 und 550 mJ/cm2, be- strahlt wurde, so dass die Zusammensetzung zumindest bereichs- weise durch photoinduzierte Isomerisierung aktiviert ist. Ein solcher fester Träger weist den Vorteil auf, dass er eine Zu- sammensetzung umfasst, die zumindest bereichsweise hochaktiviert ist, d. h., dass ein Prozentanteil von zumindest 5% der ursprüng- lich vorhandenen Thiocyanatgruppen in Isothiocyanatgruppen (bzw.

Selenocyanatgruppen in Isoselenocyanatgruppen) übergeführt worden ist, so dass eine gute Bindung von Molekülen an die Be- schichtung des Trägers gewährleistet ist. Ein solcher fester Träger ist im Stand der Technik nicht beschrieben worden, da zwar Träger umfassend VBT und VBS bereits bekannt sind, die auch mit W-Licht zur Vernetzung bestrahlt worden sind, jedoch wurde eine spezifische Aktivierung mit UV-Licht mit einer Energiedosis im ausgewählten Bereich >400 und <600 mJ/cm2 weder beschrieben noch nahegelegt, so dass solche Träger, die zumindest bereichs- weise eine hohe Bindungskapazität aufweisen, überraschend sind.

Zwischen dem erfindungsgemäßen Träger und den bekannten Trägern, d. h. Träger, die eine mit einer anderen Energiedosis bestrahlte Zusammensetzung aufweisen, kann daher aufgrund des prozentualen Ausmasses der Fotoisomerisierung unterschieden werden. Die charakteristische Infrarot-Bande der NCS-Gruppe bei ca. 2080 cm~ ist um den Faktor 6 bis 8 intensiver als die Infrarot-Bande der SCN-Gruppe bei 2150 cm~1, so dass das Fortschreiten der beschrie- benen Fotoisomerisierung durch Infrarot-Spektroskopie bequem verfolgt werden kann. Für diesen Aspekt gelten die oben bereits beschriebenen Definitionen und Ausführungsformen.

Besonders bevorzugt sind Moleküle, insbesondere Biomoleküle, an die aktivierte Zusammensetzung gebunden. Wie oben bereits be- schrieben werden unter Molekülen beispielsweise Crosslinker, Spacer, Nukleinsäuresequenzen, Proteine oder Peptide verstanden.

Beispielsweise kann der Träger zur Bindung von Oligonukleotiden, spezifischen Proteinen bzw. Antikörpern für Analyse-, Detek- tions-und Produktionsverfahren verwendet werden. Der Träger kann aber auch in medizinischen Verfahren, insbesondere als Im- plantat, Katheter und Ähnliches eingesetzt werden, indem be- stimmte biologische Vorgänge verhindert oder initiiert werden, bzw. das Wachstum von Geweben an der Zusammensetzung bzw. im festen Träger gefördert wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfin- dung einen festen Träger, der auf seiner Oberfläche mit einer zumindest bereichsweise aktivierten Zusammensetzung umfassend Thiocyanat und/oder Selenocyanat aufweisende Monomereinheiten (TCM bzw. SCM), insbesondere Vinylbenzylthiocyanat und/oder Vi- nylbenzylselenocyanat, beschichtet ist, wobei der Träger nach einem erfindungsgemäßen Verfahren wie oben beschrieben herstell- bar ist und Biomoleküle an die aktivierte Zusammensetzung gebun- den sind. Da die Verwendung von TCM bzw. SCM für die Bindung von Biomolekülen, insbesondere Nukleinsäure-Molekülen, Proteinen und Peptiden bislang noch nicht beschrieben worden ist, ist die Tat- sache, dass sich eine aktivierte Zusammensetzung umfassend TCM bzw. SCM ausgesprochen gut für die Bindung von Biomolekülen eignet, überraschend. Auch für diesen Aspekt gelten die oben be- schriebenen Definitionen und bevorzugten Ausführungsformen.

Ein besonders günstiger fester Träger weist eine Zusammen- setzung auf, die mit W-Licht mit einer Energiedosis von 270 bis 650 mJ/cm2, vorzugsweise zwischen 400 und 600 mJ/cm2, aktiviert wurde. Wie oben bereits beschrieben, binden Biomoleküle ausge- sprochen gut an eine derart aktivierte Zusammensetzung, wodurch ein fester Träger zur Verfügung gestellt wird, der für die ver- schiedensten Anwendungen optimal geeignet ist. Besonders bevor- zugt weist der Träger eine Zusammensetzung auf, die mit UV-Licht mit einer Energiedosis von 450-550 mJ/cm2 aktiviert wurde.

Vorzugsweise sind die Biomoleküle aminomodifizierte Oligonu- kleotide. Auf diese Weise muss die Zusammensetzung nicht weiter, etwa mit Aminen, modifiziert werden, so dass die Biomoleküle di- rekt an die aktivierte Zusammensetzung binden können.

Besonders bevorzugt sind die Moleküle in Spots an die ak- tivierte Zusammensetzung gebunden. Auf diese Weise wird ein Trä- ger zur Verfügung gestellt, der auch zwei oder mehr unterschied- liche Moleküle gebunden aufweist, wobei jedoch pro Spot im All- gemeinen identische Moleküle immobilisiert sind.

Ein besonders vorteilhafter Träger weist eine aktivierte Zu- sammensetzung auf, die in diskreten Bereichen, vorzugsweise Spots, auf der Oberfläche vorgesehen ist. Wie bereits oben be- schrieben, ist somit nicht die gesamte Zusammensetzung akti- viert, sondern eben nur diskrete Bereiche der Zusammensetzung, wobei die Moleküle auf den gesamten Träger aufgetragen werden können und nach einem Waschen der ungebundenen Moleküle ledig- lich die diskreten Bereiche gebundene Moleküle aufweisen. Somit ist ein fester Träger zur Verfügung gestellt, der besonders leicht zu handhaben ist und in einfachen Verfahren eingesetzt werden kann.

Besonders bevorzugt ist der feste Träger ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einer Mikrotiterplatte, einer Mem- bran, einer Glasplatte, einem Plastikträger, einer Küvette, einem Metall, einer optischen Faser, einem Wafer, einem Biochip und Beads. Dies sind klassische Träger und in der Literatur ein- gehend beschrieben, wobei der Fachmann den jeweiligen Träger, der sich am besten für die vorgesehene Verwendung eignet, aus- wählen wird. Dabei sind auch insbesondere Oberflächen mit Amino- gruppen geeignet, wobei sich die Haftung der Beschichtung als Folge der UV-Reaktion verbessert.

Vorzugsweise sind zumindest zwei voneinander verschiedene Moleküle an die Zusammensetzung gebunden. Somit können mehrere Moleküle auf einem festen Träger untersucht bzw. eingesetzt werden. Dieser feste Träger eignet sich insbesondere für Analy- se-oder Detektionstests.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Zusam- mensetzung ein Homopolymer bzw. ein Copolymer. Dabei kann das Copolymer, wie oben beschrieben, beispielsweise VBT zusammen mit einem anderen Comonomer umfassen, etwa Styrol, Vinylnaphthalin, Vinylacetat und verschiedene Ester, wobei die Zusammensetzung in Ansehung der jeweiligen Anwendung spezifisch ausgewählt werden kann.

Besonders bevorzugt ist die Zusammensetzung aminomodifi- ziert. Dies bedeutet, dass die Zusammensetzung zusätzlich Stick- stoff-hältige Gruppen, insbesondere Aminogruppen, umfasst. Eine solche Zusammensetzung wird auf einfache Weise dadurch herge- stellt, dass sie während bzw. nach der Bestrahlung einer Atmo- sphäre umfassend Stickstoff-hältige Moleküle-wie bereits oben beschrieben-ausgesetzt wird. Auf diese Weise wird ein fester Träger mit einer aminomodifizierten Zusammensetzung zur Verfü- gung gestellt, so dass die Zusammensetzung eine höhere Hydro- philie im Vergleich zur nicht-modifizierten Zusammensetzung auf- weist, bzw. Moleküle insbesondere Nukleinsäure-Moleküle, die keine Amine aufweisen, können ebenfalls ohne einen weiteren Mo- difikationsschritt an die Zusammensetzung gebunden werden.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung eines erfindungsgemäßen Trägers in einem Analyse-, Detektions-, Produktions-oder medizinischen Verfahren. Solche Verfahren sind beispielsweise Hybridisierungsreaktionen, PCR, die Herstellung bzw. das Einsetzen eines Implantats oder Kathe- ters in einem Körper, etc. Aufgrund der oben beschriebenen Vor- teile erzielt der erfindungsgemäße Träger optimale Ergebnisse und eignet sich besonders gut für diese Verfahren.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der nachfolgenden Beispiele und Figuren näher erläutert, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, wobei Fig. 1 die Immobilisierungskapazität von unterschiedlich be- strahlten Zusammensetzungen, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Trägers und Fig. 3 und 4 einen Scan zeigen.

Beispiele : Beispiel 1 Herstellung von Trägern, die mit einer Zusammensetzung umfassend Poly (4-Vinylbenzylthiocyanat-co-Styrol) beschichtet sind 2 Gew.-% Poly (4-Vinylbenzylthiocyanat-co-Styrol) in Methyl- ethylketon (M) oder Chloroform (C) wurde mit einem Filmzieh- rahmen (Erichsen) in einer Schichtdicke von 15 um auf Glas- Slides aufgetragen.

Die Probe umfassend H2N-C6-Alf lb, eine aminomodifizierte 17-mer Sequenz der 16S rRNA wurde mit einer Konzentration von 20 pM/ul und einem Spotvolumen von 350 pl und einem Spot von - 120 um auf das beschichtete Slide aufgebracht.

Die Slides wurden bei 60 (Slides 1-60 bis 5-60), 270 (Slides 1-270 bis 7-270) oder 450 (Slides 1-450 bis 6-450) mJ über Wasserdampf im UV Stratalinker bei 254 nm bestrahlt.

Die Blockierung erfolgte 10 min bei 50°C in Ethanolamin-Lö- sung. Nach zwei Waschgängen in aqua dest. wurde 30 min in 50°C warmen 4x SSC gewaschen, 2x mit aqua dest. gespült und mit Druckluft trockengeblasen.

Beispiel 2 Hybridisierung von oligonukleotiden 5 ng/ul Probe umfassend Cy5 markierte amplifizierte Bakteri- en-DNA wurde in Hybridisierungspuffer (20 mM Tris ; pH 7,4 ; 0,9 M NaCl ; 0, 01% SDS ; 20% Formamid) gelöst, bei 95°C 5 min denatu- riert und sofort auf Eis gestellt. Pro Slide (Herstellung siehe Beispiel 1) wurden 15 ul der Probe aufgebracht und mit je einem Deckplättchen (15 x 15 mm) abgedeckt. Die Slides wurden auf feuchtem Papier, in einer mit Parafilm verschlossenen Petri- schale, 3 h bei 50°C hybridisiert.

Nach je zwei Waschgängen in 4x SSC und aqua dest. wurden die Slides mit Druckluft trockengeblasen.

Beispiel 3 Immobilisierungskapazität Die Fluoreszenzintensität von Cy5 markierten, aminomodifi- zierten Oligonukleotiden wurde nach der UV-Aktivierung, nach dem Blockieren und nach dem Hybridisieren (Spotvolumen 0,35 nl) ge- messen. Die Immobilisierungskapazität Kl wurde als Prozent des Signals nach dem Blockieren, K2 als Prozent des Signals nach dem Hybridisieren bestimmt (% IK, s. Fig. 1).

K1=100 x I (nach Blockieren)/I (nach UV) K2=100 x I (nach Hybridisieren) /I (nach UV) Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass sowohl Kl als auch K2 nach der Bestrahlung mit einer Energiedosis von 450 mJ/cm2 die höchsten Werte verglichen mit den anderen Bestrahlungsenergien erzielen.

Beispiel 4 Haftung des Polymers auf der Glasoberfläche Um die Haftung des Polymers auf der Glasoberfläche zu erhö- hen, wurden 2 Gew.-% Poly (4-Vinylbenzylthiocyanat-co-Styrol) in Chloroform auf aminosilanisierten Slides aufgezogen. Aminomodi- fizierte 16 S rRNA-Sequenzen wurden auf die so beschichteten Slides gespottet und bei 450 m, T/cm2 kovalent an die VBT-Oberflä- che gebunden. Durch die W-Bestrahlung erfolgte gleichzeitig die Bindung des VBT-Polymers mit der aminosilanisierten Oberfläche, wodurch eine bessere Haftung erzielt wird (siehe Fig. 2, wobei "A"eine Aminoalkylsilan-Schicht,"G"den Glasträger und"K"die kovalente Bindung sowohl an das aminosilanisierte Slide wie auch an die aminomodifizierten Oligonukleotide"O"bedeuten). Fig. 3 zeigt einen Fluoreszenzscan eines Arrays auf einem P-VBT/amino- silanisierten Slide-der Fluoreszenzhintergrund (BG) ist mit S10% sehr gering.

Beispiel 5 Spotdurchmesser und-dichte Es wurden die Durchmesser und Dichten von Spots verschie- dener aktiver Gruppen gemessen und miteinander verglichen : Aufgrund der lipophilen Polymerbeschichtung ist der Spot- durchmesser im Vergleich zu anderen Chipoberflächen sehr klein, wodurch sehr große Spotdichten, die äußerst vorteilhaft für high-throughput-Anwendungen sind, erzielt werden können.

In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse gezeigt, wobei in Fig. 4 die dazugehörigen Spots abgebildet sind.

Tabelle Produkt Oberfläche/aktive Mittlerer Durch-Spotdichte Gruppe messer in pm (Spotolcle) Seibersdorf research Erfindungsgemäße (1) Zusammensetzung 103 4271 Schleicher & Schuell Nitrocellulose (2) 170 2066 Sigma (3) Aminoalkylsilan 140 2770 Sigma (4) Aminoalkylsilan 160 2267 Cel. Assoc. Aldehyde (Telechem) (5) 220 1371 Motorola (6) Epoxy 163 2163