[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2004024948A1 - Verwendung einer analysensubstanz zur detektion eines explosivstoffes - Google Patents

Verwendung einer analysensubstanz zur detektion eines explosivstoffes Download PDF

Info

Publication number
WO2004024948A1
WO2004024948A1 PCT/DE2003/002836 DE0302836W WO2004024948A1 WO 2004024948 A1 WO2004024948 A1 WO 2004024948A1 DE 0302836 W DE0302836 W DE 0302836W WO 2004024948 A1 WO2004024948 A1 WO 2004024948A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nucleic acid
explosive
molecular
fiber
use according
Prior art date
Application number
PCT/DE2003/002836
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martina Rimmele
Dagmar Orgel
Volker Erdmann
Original Assignee
Rina Netzwerk Rna-Technologien Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rina Netzwerk Rna-Technologien Gmbh filed Critical Rina Netzwerk Rna-Technologien Gmbh
Priority to AU2003266182A priority Critical patent/AU2003266182A1/en
Priority to EP03794798A priority patent/EP1537241A1/de
Priority to JP2004534981A priority patent/JP2005538366A/ja
Publication of WO2004024948A1 publication Critical patent/WO2004024948A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6816—Hybridisation assays characterised by the detection means
    • C12Q1/6825—Nucleic acid detection involving sensors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6811—Selection methods for production or design of target specific oligonucleotides or binding molecules

Definitions

  • the invention relates to the use of an analysis substance for the detection of an explosive, the analysis substance specifically binding at least to a molecular substructure of the explosive and a binding event between the molecular substructure and the analysis substance being detected, and analysis substances for such uses or methods.
  • Such analysis substances can be used, for example, in environmental analysis, especially air, drinking water and / or soil analysis, but also in other areas of biochemical analysis and medical diagnostics for the detection of explosives or their main chemical components. It can also be used as part of security measures, for example to check for the presence of explosives in transport goods, such as flight luggage and the like.
  • Explosives, fuels and gunshots, igniters, kindling or pyrotechnic products are used.
  • Analytical substances are substances that are used in an analytical process to determine the type and amount of a substance, the amount of bound analytical substance being determined directly or indirectly semi-quantitatively or quantitatively and from this the amount or concentration of explosive is determined and displayed.
  • the term semi-quantitative determination also includes information regarding the exceeding or falling below a defined limit amount of bound analyte and consequently a limit amount or limit concentration explosive correlated therewith (present / absent in the case of a limit amount which is determined by the detection sensitivity).
  • a binding event can be any form of (physico) chemical binding / interaction, e.g. ionic bond, covalent bond, Van der Waals forces or hydrogen bonds.
  • a molecular substructure can be a functional group, a combination of several functional groups, in particular neighboring groups, or also a carbon skeleton, with or without functional groups. It is significant here that it is a section of a molecule or a compound and not the entire molecule. The same applies in the case of inorganic explosive molecules.
  • a binding event can be detected by means of optical, chemical, biological but also other physical or physical-technical methods. Background of the Invention and Prior Art.
  • explosives can pose a considerable risk due to their explosive properties.
  • security areas such as airports, etc.
  • explosives must be detected, for example in order to prevent unwanted actions by people using the explosives.
  • explosives are mostly also human and / or ecotoxic and it is therefore desirable to be able to detect even the smallest amounts in soil or water samples, including in aerosols, preferably including the detection of the specific type of explosives found. The latter is of particular importance, for example, as part of conversion measures at decommissioned military facilities. After all, in forensics it is often necessary to detect traces of explosives and to identify the type of explosive.
  • a biosensor using an immobilized, fluorescence-labeled aptamer for the detection of thrombin is described in a technological field that is not related to the field (Potyrailo, RA et al, Adapting Selected Nucleic Acid Ligands (Aptamers) to Biosensors, Analytical Chemistry, 70, 3419-3425, 1998 ).
  • Another biosensor for detecting thrombin is disclosed in Lee, M. et al, A Fiber-Optic Microarray Biosensor Using Aptamers as Receptors, Analytical Biochemistry, 282, 142-146, 2000. This reference describes the use of an aptamer immobilized on micro-glass spheres for the detection of thrombin.
  • the invention is based on the technical problem of specifying a method for the detection of explosives, by means of which explosives with improved sensitivity and specificity can be detected and which enables the determination of explosives in the field, and analytical substances therefor.
  • the invention teaches the use of a nucleic acid for the detection of a synthetic explosive, the nucleic acid specifically binding to a molecular substructure or the molecular structure of the explosive and wherein a binding event between the molecular substructure or the overall molecular structure and the Nucleic acid is detected.
  • a nucleic acid in the sense of the invention can contain an RNA, DNA or a PNA as nucleotide sequence, which can also have derivatized non-natural nucleotides.
  • a nucleic acid can also contain molecules, for example
  • the nucleic acid can in particular be an aptamer.
  • An aptamer is a nucleic acid which, analogous to an antibody / antigen affinity ("key / lock") or according to the binding model of the 0 induced fit, has a binding affinity to certain target structures at the molecular level.
  • the oligonucleotide can also be a mirror bucket.
  • a mirror bucket is a mirror image, high affinity nucleotide sequence which is made up of L-ribose or L-2 'deoxyribose units.
  • the invention achieves an extremely low detection limit for the detection of explosives and thus increases the sensitivity of the test system for the detection of explosives.
  • An enrichment step upstream of the measurement to concentrate the explosives is not necessary due to the high detection sensitivity and is not necessary.
  • An advantage over antibody technology is that aptamers can be fully identified and produced in vitro (for example by means of theoretical 3-dimensional structural calculations) and therefore no test animals are required for immunization purposes. Nevertheless, a specificity is achieved which is at least equal to that of antibody technology, far superior to classic analytics.
  • the invention further teaches the sequences given in the exemplary embodiments for use in a method according to the invention.
  • nucleic acids can be found according to their selectivity or affinity for a target molecule.
  • nucleotide sequences found can fold around a molecular substructure, in particular in the case of small target molecules, but also, as it were, around an overall molecular structure, while other nucleotide sequences do not or do not have this ability only to a limited extent and are rejected as part of a screening.
  • the molecular substructure of the explosive can carry disposable oxygen bonded directly to a nitrogen atom and can be selected from the group consisting of "Ni
  • the explosive can be selected from the group consisting of" nitrobenzene derivatives, TNT, 2,4-DNT, 2,6-DNT, 2-NT, picric acid, hexogen, octogen, Hexyl, tetryl, ethylene glycol dinitrate, diethylene glycol dinitrate, nitroglycerin, nitropenta
  • the nucleic acid can be selected from the group "Sequences of Figures 8 and 9 or any fragments of these sequences, provided that these fragments are at least 6, 10 or
  • nucleic acid 20 15 have consecutive nucleotides from such a sequence ". Preference is given to labeled (underlines in FIG. 8) nucleic acids containing consensus sequences.
  • the nucleic acid can be directly on a solid surface, alternatively indirectly via a spacer compound on the
  • a spacer compound is a connecting molecule between a solid surface and a nucleic acid or an aptamer.
  • the spacer compound can be a linker nucleic acid, for example a short synthetic DNA double strand,
  • affinity pairs such as, for example Biotin / streptavidin, possible, where one molecule of the affinity pair is connected to the nucleic acid and the complement molecule is immobilized.
  • the solid surface can be set up as part of an optical fiber or fiber. It goes without saying that several different nucleic acid species can also be immobilized on the surface or fiber. In this case, different types of explosives, each of which specifically bind to the respective nucleic acid species, can be detected simultaneously.
  • the binding event can be detected by measuring a signal of a (directly or indirectly) labeled and competitively displaced by a molecule of the explosive from the binding with the nucleic acid.
  • fluorescence labeling of the detector molecule is possible.
  • a fluorescent label is a label with a fluorochrome.
  • a fluorochrome can be, for example, fluororescine, acridine orange or other common fluorochromes, such as Cy5, Cy3, etc.
  • the signal can be formed by decreasing the signal intensity of bound detector molecules or by increasing the signal intensity of released (displaced) detector molecules. In the case of cooperative effects, such as, for example, stacking, an increase in the signal intensity of bound detector molecules can also take place, or, for example, by FRET methods.
  • the invention further teaches a device for detecting an explosive, the device being equipped with a nucleic acid specific for a molecular substructure of the explosive.
  • the nucleic acid can be immobilized directly or alternatively via a spacer connection on a solid surface, preferably an optical fiber. It is preferred that the device has means for detecting a binding event between the molecular partial structure and the nucleic acid, for example a fluorescence detector.
  • a light source for fluorescence excitation of the detector molecules can be set up in the device, the optical fiber or fiber should be connected to a fluorescence detector. Furthermore, means for supplying a sample to the nucleic acid can be integrated.
  • an air sample can be taken from the surroundings of objects to be checked and analyzed. Before the detection, the air sample can first be introduced into a liquid phase, in which a detection, as described, is then carried out.
  • detection in the gas phase is also possible, for example nucleic acids and / or detector molecules used according to the invention can be contacted as an aerosol with the gas sample.
  • the nucleic acid can be loaded with a fluorescence-labeled detector molecule, the bond strength between the nucleic acid and the detector molecule being lower than the bond strength between the nucleic acid and the molecular substructure.
  • Part of the optical fiber may be in a sample gas or liquid space in which a Gas or liquid sample can be introduced.
  • the wavelength of the incident light is preferably in a range of shorter wavelengths than the wavelength of the emitted light from the marker. These can be wavelengths in the fluorescence range.
  • the light can be introduced via the optical fiber or fiber, but also via its jacket surface or via one or both end faces. The same applies to the decoupling of the emitted light (fluorescence signal).
  • the optical fiber or fiber can be rotatably mounted. In general, it goes without saying that emitted light is not detected directly, but indirectly via emissions of molecules, which in turn are excited by the emitted light. Optical amplification can also be set up in this way.
  • the detection of the displacement of the marker can also be done in another way, e.g. can be done by means of an electrochemical sensor. It can also be directly proportional to the amount of analyte
  • Concentration of the unbound marker can be quantified with an electro-enzymatic amplifier system, for example. As a result, increased sensitivity of the test system can be achieved.
  • a mobile measuring device based on fiber optics can be operated with a portable power source, such as a battery.
  • the measuring device can be equipped with an electronic component, for example a computer, and have a conveying device, for example a peristaltic pump, for conveying a gas or liquid sample.
  • a conveying device for example a peristaltic pump, for conveying a gas or liquid sample.
  • the invention is based on only one
  • Fig. 1 Addition of an explosive shown as an example to an aptamer immobilized via a spacer connection
  • Fiber or fiber immobilized aptamer loaded with a fluorescence-labeled detector molecule - before contact with an explosive-containing sample, in the dark without light.
  • Fiber or fiber immobilized aptamer loaded with a fluorescence-labeled detector molecule - before contact with an explosive-containing sample, exposure to light.
  • the optical fiber or fiber guides the light emitted by the fluorochrome within the optical fiber or fiber.
  • the explosive has displaced some detector molecules and is bound to the aptamer.
  • Fiber or fiber immobilized aptamer loaded with a fluorescence-labeled detector molecule - after contact with an explosive-containing sample, exposure to light.
  • the explosive has displaced some detector molecules and is bound to the aptamer.
  • the optical fiber or fiber guides the light emitted by the fluorochrome within the optical fiber or fiber. The emission is lower than in FIG. 2 since fewer fluorochromes were excited.
  • FIG. 1 shows a nucleic acid 1 for the detection of a synthetic explosive 2, the nucleic acid 1 specifically binding to a molecular substructure 3 of the explosive 2.
  • Explosive 2 is TNT.
  • Suitable nucleic acids 1 are shown in FIGS. 8 to 9.
  • FIG. 2 shows the detection mechanism for explosives.
  • the nucleic acid 1 is via a spacer connection 6, on a solid surface 7, for example the surface of an optical fiber 8 immobilized.
  • FIG. 2 shows the loading of the nucleic acid 1 with a fluorescence-labeled 4 detector molecule 5 and
  • FIG. 3 the detection of a binding event by measuring a signal of a fluorescence-labeled 4 detector molecule 5.
  • the displacement of the detector molecule 5 from the binding with the nucleic acid 1 by a molecule of the explosive 2 is shown in Figure 4.
  • FIG. 5 shows that the signal is formed by decreasing the signal intensity of bound detector molecules 5.
  • FIG. 6, in conjunction with FIGS. 1 and 5, shows a device for detecting an explosive 2 with a nucleic acid 1 specific for a molecular substructure 3 of the explosive 2.
  • the nucleic acid is immobilized on a solid surface 7.
  • the nucleic acid 1 is immobilized on an optical fiber 8 or fiber via a spacer connection 6 and is loaded with a fluorescence-labeled 4 detector molecule 5.
  • a light source 11 is set up for fluorescence excitation of the detector molecules 5, the optical fiber 8 or fiber being connected to a fluorescence detector 9 and part of the optical fiber 8 or fiber in a sample gas or liquid space 12, in which a gas or liquid sample 13 can be introduced, is arranged.
  • a mobile measuring device based on fiber optics can be operated with a portable power source 14, for example a car battery.
  • the measuring device can be equipped with an electronic component, for example a computer 15, and have a conveying device 16, for example a peristaltic pump, for conveying the gas or liquid sample.
  • a collecting container 17 can be set up to collect the sample.
  • the explosive molecules in reverse of the above procedure, it is also possible for the explosive molecules to be immobilized on the solid phase (for example optical fiber arranged in a flow cell with a connected detector for the light emitted by a fluorophore on excitation by means of, for example, a light-emitting diode) and a signal being generated by means of the labeled nucleic acid ,
  • the solid phase for example optical fiber arranged in a flow cell with a connected detector for the light emitted by a fluorophore on excitation by means of, for example, a light-emitting diode
  • FIGS. 8a to 8h Suitable nucleic acid or aptamer sequences according to the invention are given in FIGS. 8a to 8h and in FIG. 9.
  • Marked areas underlined partial sequences
  • consensus areas each individually or linked via any number of nucleotides
  • Figure 9 shows variations of the aptamer consensus sequences; they are the exchange options for Nucleotides provided. The above sequences are also shown in the sequence listing.
  • sequences or partial sequences according to the invention can each be used as individual molecules or individually within a larger molecule. However, they can also be combined with one another as desired in the context of a single molecule.
  • Different explosives or a specific explosive with increased specificity can be detected by means of different sequences according to the invention in a (nucleic acid) molecule.
  • the sequences that are joined together are specific for molecular substructures or overall structures of different explosive molecules.
  • the joined sequences are specific for different molecular substructures of a single explosive molecule ("bispecific" or "multispecific").
  • sequences or partial sequences according to the invention can be joined to one another so that a single nucleic acid molecule can bind several (same) explosive molecules.
  • spacer sequences can be calculated, in particular in the case of bispecific or multispecific nucleic acids, for example by means of molecular modeling, the three-dimensional binding information necessary for this to the different sequences being obtained, for example, by 3D correlation NMR (e.g. 1H / 1H or 1H / 14C).

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verwendung einer Nukleinsäure (1) zur Detektion eines Explosivstoffes (2), wobei die Nukleinsäure (1) spezifisch an eine molekulare Teilstruktur (3) oder molekulare Gesamtstruktur des Explosivstoffes (2) bindet und wobei ein Bindungsereignis zwischen der molekularen Teilstruktur (3) oder der molekularen Gesamtstruktur und der Nukleinsäure (1) detektiert wird,Nukleinsäuren (1) für solche Verwendungen und eine Vorrichtung zur Ausübung der Verwendung.

Description

Verwendung einer Analysensubstanz zur Detektion eines
Explosivstoffes
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Verwendung einer Analysensubstanz zur Detektion eines Explosivstoffes, wobei die Analysensubstanz spezifisch zumindest an eine molekulare Teilstruktur des Explosivstoffes bindet und wobei ein Bindungsereignis zwischen der molekularen Teilstruktur und der Analysesubstanz detektiert wird, sowie Analysensubstanzen für solche Verwendungen bzw. Verfahren.
Solche Analysensubstanzen können beispielsweise in der Umweltanalytik, speziell der Luft-, Trinkwasser- und/oder Bodenanalytik, aber auch in anderen Bereichen der biochemischen Analytik sowie der medizinischen Diagnostik zum Nachweis von Explosionsstoffen bzw. deren chemischen Hauptkomponenten eingesetzt werden. Auch ist der Einsatz im Rahmen von sicherheitstechnischen Maßnahmen möglich, beispielsweise zur Prüfung auf Anwesenheit von Sprengstoffen in Transportgütern, wie Fluggepäck und dergleichen.
Explosivstoffe im Sinne der DIN 20163 (Sept.1985) sind solche explosionsfähigen Stoffe, die technisch als
Sprengstoffe, Treib- und Schießstoffe, Zündmittel, An- zündstoffe oder pyrotechnische Erzeugnisse verwendet werden. Als Sprengstoffe werden lediglich beispielhaft organische Nitro-Verbindungen wie TNT (Trinitrotoluol) , Nitramine (Hexogen=RDX=Hexahydro-l, 3, 5, -trinitro-
1, 3, 5-striazin) , Nitrosamine und Pikrinsäure genannt. Aber auch anorganische Substanzen, wie beispielsweise Bleiazid fallen hierunter. Analysesubstanzen sind Substanzen, die in einem Analyseverfahren zur Bestimmung von Art und Menge eines Stoffes eingesetzt werden, wobei die Menge gebundener Analysensubstanz direkt oder indirekt halbquantitativ oder quantitativ bestimmt und hieraus die Menge bzw. Konzentration an Explosivstoff ermittelt und angezeigt wird. Der Begriff der halbquantitativen Bestimmung umfaßt auch eine Information bezüglich des Über- oder Ünterschreitens einer definierten Grenzmenge gebundener Analysensubstanz und folglich einer hiermit korrelierten Grenzmenge bzw. Grenzkonzentration Explosivstoff (anwesend/abwesend im Falle einer Grenzmenge, welche durch die Detektionsempfin- dlichkeit bestimmt ist) .
Ein Bindungsereignis kann jede Form einer (physiko-) chemischen Bindung/Wechselwirkung sein, z.B. ionische Bindung, kovalente Bindung, Van der Waals Kräfte oder Wasserstoffbrückenbindungen.
Eine molekulare Teilstruktur kann eine funktionelle Gruppe, eine Kombination mehrerer funktioneller Gruppen, insbesondere benachbarter Gruppen, oder auch ein Kohlenstoffgerüst, mit oder ohne funktionellen Gruppen sein. Bezeichnend hierbei ist, dass es sich um einen Ausschnittsbereich eines Moleküls oder einer Verbindung und nicht um das gesamte Molekül handelt. Entsprechendes gilt im Falle anorganischer Sprengstoffmoleküle.
Die Detektion eines Bindungsereignisses kann mittels optischer, chemischer, biologischer aber auch sonstiger physikalischer bzw. physikalisch-technischer Methoden erfolgen. Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik.
Explosivstoffe können einerseits aufgrund der Explosiveigenschaften ein beachtliches Risiko darstellen. Beispielsweise in Sicherheitsbereichen, wie Flughäfen etc., müssen Explosivstoffe detektiert werden, beispielsweise um unerwünschte Handlungen unter Verwendung der Explosivstoffe durch Personen zu verhindern. Andererseits sind Explosivstoffe meist zudem human- und/oder ökotoxisch und es ist daher Wünschenwert, auch geringste Mengen in Boden oder Wasserproben, auch in Aerosolen, nachweisen zu können, vorzugsweise einschließlich der Detektion des spezi- fischen, vorgefundenen Explosivstofftyps . Letztes ist von besonderer Bedeutung beispielsweise im Rahmen von Konversionsmaßnahmen an stillgelegten militärischen Einrichtungen. Schließlich ist es in der Forensik oft nötig, Explosivstoffspuren nachzuweisen und den Explosivstofftyp zu identifizieren.
Aus der Praxis sind verschiedenste klassische (nass-) chemische Analysenmethoden bekannt. Diese sind in der Anwendung aufwendig, benötigen ein Labor (on site Messungen sind in aller Regel nicht möglich) und liefern keine schnellen Ergebnisse. Zudem befriedigen die erreichbaren Nachweisgrenzen nicht. Proben müssen vorher ggf. aufwändig aufkonzentriert werden, um die hohe Nachweisgrenze dieser Testsysteme unterschreiten zu können. Eine solche Aufk- onzentrierung von Proben ist zusätzlich zeitaufwendig und kostenintensiv. Zudem weisen die insofern bekannten Testsysteme Kreuzempfindlichkeiten zu weiteren, in den Proben enthaltenen Stoffen auf. Ein faseroptischer Biosensor zur Detektion von TNT basierend auf einem Immunoassay unter Verwendung einer fluoreszierenden Detektorverbindung, nämlich Antikörper, ist aus der Literaturstelle Craig, H. et al, Field Demonstration of On-Site Analytical Methods for TNT and RDX in Ground Water, Proceedings of the HSRC/WERC Joint Conference on the Environment, May 1996, bekannt. Damit ausführbare Verfahren erfassen Explosivstoffe quantitativ allenfalls unzureichend; problematisch ist auch die Kreuzreaktivität von Antikörpern mit anderen Stoffen.
Des weiteren ist es aus der Praxis bekannt, zum Nachweis von Explosivstoffen Gas- oder Flüssigkeitschromatographie anzuwenden. Hierfür notwendige Meßgeräte sind nicht on- site einsetzbar.
In einem fachfremden technologischen Gebiet ist ein Biosensor unter Verwendung eines immobilisierten, fluo- reszenzmarkierten Aptamers zur Detektion von Thrombin beschrieben (Potyrailo, RA et al, Adapting Selected Nucleic Acid Ligands (Aptamers) to Biosensors, Analytical Chemistry, 70, 3419-3425, 1998) . Ein weiterer Biosensor zur Detektion von Thrombin ist in der Literaturstelle Lee, M. et al, A Fiber-Optic Microarray Biosensor Using Aptamers as Receptors, Analytical Biochemistry, 282, 142-146, 2000 offenbart. Diese Literaturstelle beschreibt die Verwendung eines auf Mikroglaskugeln immobilisierten Aptamers zur Detektion von Thrombin.
Technisches Problem der Erfindung Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur Detektion von Explosivstoffen, mittels welchem Explosivstoffe mit verbesserter Empfindlichkeit und Spezifität nachgewiesen werden können und welches die 5 Bestimmung von Explosivstoffen im Feldeinsatz ermöglicht, sowie Analysensubstanzen hierfür anzugeben.
Grundzüge der Erfindung
10
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung die Verwendung einer Nukleinsaure zur Detektion eines synthetischen Explosivstoffes, wobei die Nukleinsaure spezifisch an eine molekulare Teilstruktur oder die molekulare - r- Gesamtstruktur des Explosivstoffes bindet und wobei ein Bindungsereignis zwischen der molekularen Teilstruktur oder der molekularen Gesamtstruktur und der Nukleinsaure detektiert wird.
n Eine Nukleinsaure im Sinne der Erfindung kann als Nukleotidsequenz eine RNA, DNA oder eine PNA enthalten, welche auch derivatisierte nicht-natürliche Nukleotide aufweisen kann. Neben der Nukleotidsequenz kann eine Nukleinsaure aber auch Moleküle enthalten, beispielsweise
„ endständig der Nukleotidsequenz gebunden, welche keine Nukleotide enthalten. Die Nukleinsaure kann insbesondere ein Aptamer sein. Ein Aptamer ist eine Nukleinsaure, welches analog einer Antikörper/Antigenaffinität ("Schlüssel/Schloss") oder gemäß dem Bindungsmodell des 0 induced fit eine Bindungsaffinität zu bestimmten Zielstrukturen auf molekularer Ebene aufweist. Das Oligonuk- leotid kann auch ein Spiegeimer sein. Ein Spiegeimer ist eine spiegelbildliche, hochaffine Nukleotidsequenz, welche aus L-Ribose bzw. L-2 '-Desoxyribose Einheiten aufgebaut ist.
Mit der Erfindung wird gegenüber den klassischen Analysen- methoden erreicht, dass eine extrem niedrige Nachweisgrenze für die Detektion von Explosivstoffen erhalten und damit die Empfindlichkeit des Testsystems zur Detektion von Explosivstoffen erhöht wird. Ein der Messung vorgeschalteter Anreicherungsschritt zur Aufkonzentrierung der Explosivstoffe ist aufgrund der hohen Nachweisempfindlichkeit nicht notwendig und entfällt. Vorteilhaft gegenüber der Antikörpertechnologie ist (neben der besseren Empfindlichkeit und der on-site Anwendbarkeit) , daß Aptamere vollständig in vitro identifizierbar (beispielsweise mittels theoretischer 3-dimensionaler Strukturberechnungen) und herstellbar sind und folglich keine Versuchstiere für Immunisierungszwecke benötigt werden. Dennoch wird eine Spezifität erreicht, welche jenen der Antikörpertechnologie zumindest ebenbürtig, gegenüber der klassischen Analytik weit überlegen ist.
Die Erfindung lehrt weiterhin die in den Ausführungsbeispielen angegebenen Sequenzen für den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß Nukleinsäuren nach Maßgabe ihrer Selektivität bzw. Affinität zu einem Zielmolekül auffinden lassen. Dabei können sich gefundene Nukleotidsequenzen um eine molekulare Teilstruktur, insbe- sondere im Falle kleiner Zielmoleküle aber auch um eine molekulare Gesamtstruktur gleichsam herumfalten, während andere Nukleotidsequenzen diese Fähigkeit nicht oder in nur vermindertem Maße aufweisen und im Rahmen eines Screenings verworfen werden.
c Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Die molekulare Teilstruktur des Explosivstoffes kann unmittelbar an ein Stickstoffatom gebundenen disponiblen Sauerstoff tragen und aus der Gruppe bestehend aus "Ni-
-, n trite, Nitrate, Nitro- und Nitrosoverbindungen" ausgewählt sein. Der Explosivstoff kann aus der Gruppe bestehend aus "Nitrobenzolderivate, TNT, 2,4-DNT, 2,6-DNT, 2-NT, Pikrinsäure, Hexogen, Octogen, Hexyl, Tetryl, Ethylenglykoldini- trat, Diethylenglykoldinitrat, Nitroglycerin, Nitropenta
- ,. sowie Derivate solcher Verbindungen" ausgewählt sein.
Die Nukleinsaure kann ausgewählt sein aus der Gruppe "Sequenzen der Figuren 8 und 9 oder beliebige Fragmente dieser Sequenzen, sofern diese Fragmente zumindest 6, 10 oder
20 15 fortlaufende Nukleotide aus einer solchen Sequenz aufweisen". Bevorzugt sind markierte (Unterstreichungen in Fig 8) Konsensussequenzen enthaltende Nukleinsäuren. Die Nuklein- säure kann direkt an einer Festkörperoberfläche, alternativ indirekt über eine Spacerverbindung an der
25 Festkörperoberfläche, immobilisiert sein. Eine Spacerverbindung ist ein Verbindungsmolekül zwischen einer Festkörperoberfläche und einer Nukleinsaure bzw. einem Aptamer. Die Spacerverbindung kann eine Linker-Nukleinsäure, beispielsweise ein kurzer synthetischer DNA-Doppelstrang,
30 sein; es sind aber auch beliebige andere langgestreckte organische Moleküle, typischerweise Oligomere oder Polymere, geeignet. Des weiteren ist auch Bindung über übliche Affinitätspaare, wie beispielsweise Biotin/Streptavidin, möglich, wobei ein Molekül des Affinitätspaares mit der Nukleinsaure verbunden ist und das Komplementmolekül immobilisiert ist. Die Festkörperoberfläche kann im Rahmen einer optischen Fiber oder Faser eingerichtet sein. Es versteht sich, dass auch mehrere verschiedene Nukleinsäurenspezies auf der Oberfläche oder Faser immobilisiert sein können. In diesem Fall können verschiedene Explosivstofftypen, welche jeweils an die respektiven Nukleinsäurespezies spezifisch binden, gleichzeitig detektiert werden.
Das Bindungsereignis kann durch Messung eines Signals eines (direkt oder indirekt) markierten und von einem Molekül des Explosivstoffes aus der Bindung mit der Nuk- leinsäure kompetetiv verdrängten Detektormoleküls detektiert werden. Insbesondere kommt eine Fluoreszenzmarkierung des Detektormoleküls in Frage. Eine Fluoreszenzmarkierung ist eine Markierung mit einem Fluorochrom. Ein Fluorochrom kann beispielsweise Fluo- rescin, Acridinorange oder andere gebräuchliche Fluoro- chrome, wie Cy5, Cy3, usw., sein. Das Signal kann durch Abnahme der Signalintensität gebundener Detektormoleküle oder durch Zunahme der Signalintensität freigesetzter (verdrängter) Detektormoleküle gebildet werden. Im Falle von kooperativen Effekten, wie beispielsweise Stacking, kann auch eine Zunahme der Signalintensität gebundener Detektormoleküle erfolgen, oder beispielsweise durch FRET- Methoden. Im Falle des simultanen Einsatzes verschiedener Nukleinsäurespezies kann es sich empfehlen, für die jeweiligen Nukleinsäurespezies verschieden markierte Detektormoleküle vorzusehen, damit zwischen Signalen von verschiedenen Nukleinsäurespezies diskriminiert werden kann. Die Erfindung lehrt desweiteren eine Vorrichtung zur Detektion eines Explosivstoffes, wobei die Vorrichtung mit einer für eine molekulare Teilstruktur des Explosivstoffes spezifischen Nukleinsaure ausgestattet ist. Die Nukleinsaure kann direkt oder alternativ über eine Spacerverbindung an einer Festkörperoberfläche vorzugsweise einer optischen Faser oder Fiber immobilisiert sein. Bevorzugt ist, dass die Vorrichtung Mittel zur Detektion eines Bindungsereignisses zwischen der molekularen Teilstruktur und der Nukleinsaure beispielsweise einen Fluoreszenzdetektor aufweist. In der Vorrichtung kann eine Lichtquelle zur Fluoreszenzanregung der Detektormoleküle eingerichtet sein, wobei die optische Faser oder Fiber an einen Fluo- reszenzdetektor angeschlossen sein sollte. Desweiteren können Mittel zur Zuführung einer Probe zu der Nukleinsaure integriert sein. Im Falle der Detektion von Sprengstoffen im sicherheitstechnischen Bereich kann beispielsweise eine Luftprobe aus der Umgebung zu über- prüfender Gegenstände entnommen und analysiert werden. Dabei kann die Luftprobe vor der Detektion zunächst in eine flüssige Phase eingebracht werden in welcher dann eine Detektion, wie beschrieben erfolgt. Es ist aber auch eine Detektion in der Gasphase möglich, wobei beispiel- sweise erfindungsgemäß eingesetzte Nukleinsäuren und/oder Detektormoleküle als Aerosol mit der Gasprobe kontaktiert werden können. Die Nukleinsaure kann mit einem fluoreszenzmarkierten Detektormolekül beladen sein, wobei die Bindungsstärke zwischen der Nukleinsaure und dem Detektormolekül niedriger als die Bindungsstärke zwischen der Nukleinsaure und der molekularen Teilstruktur sein sollte. Ein Teil der optischen Faser oder Fiber kann in einem Probengas- oder Flüssigkeitsraum, in welchen eine Gas- oder Flüssigkeitsprobe einbringbar ist, angeordnet sein. Die Wellenlänge des eingestrahlten Lichtes liegt vorzugsweise in einem Bereich kleinerer Wellenlängen als die Wellenlänge des emittierten Lichtes des Markers. Hierbei kann es sich um Wellenlängen des Fluoreszenzbereiches handeln. Der Lichteintrag kann über die optische Fiber oder Faser, über deren Manteloberfläche aber auch über eine oder beide Stirnflächen, erfolgen. Gleiches gilt für die Auskoppelung des emittierten Lichtes (Fluo- reszenzsignal) . Die optische Fiber oder Faser kann drehbar gelagert sein. Generell ist es selbstverständlich, daß emittiertes Licht nicht direkt detektiert wird, sondern indirekt über Emissionen von Molekülen, die ihrerseits durch das emittierte Licht angeregt werden. In dieser Weise ist auch eine optische Verstärkung einrichtbar.
Es versteht sich, dass die Detektion der Verdrängung des Markers auch in anderer Weise, z.B. mittels eines elektrochemischen Sensors erfolgen kann. Auch kann die in direk- ter Proportionalität zur Analytmenge stehende
Konzentration des nichtgebundenen Markers mit einem beispielsweise elektro-enzymatischem Verstärkersystem quantifiziert werden. Hierdurch können erhöhte Empfindlichkeiten des Testsystems erreicht werden.
Ein mobiles Meßgerät auf Basis der Faseroptik kann mit einer tragbaren Stromquelle, z.B. einer Batterie, betrieben werden. Zur Aufzeichnung und Auswertung der Meßsignale kann das Meßgerät mit einem elektronischen Bauteil beispielsweise einem Rechner ausgestattet sein und zur Förderung einer Gas- oder Flüssigkeitsprobe eine Fördereinrichtung, beispielsweise eine Schlauchpumpe, aufweisen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1: Anlagerung eines exemplarisch dargestellten Explosivstoffes an ein über eine Spacerverbindung immobilisiertes Aptamer
Fig. 2: ein über eine Spacerverbindung an eine optische
Faser oder Fiber immobilisiertes Aptamer, beladen mit einem fluoreszenzmarkiertem Detektormolekül - vor Kontakt mit einer Explosivstoff haltigen Probe, im Dunkeln ohne Lichteinstrahlung.
Fig. 3: ein über eine Spacerverbindung an eine optische
Faser oder Fiber immobilisiertes Aptamer, beladen mit einem fluoreszenzmarkiertem Detektormolekül - vor Kontakt mit einer Explosivstoff haltigen Probe, Lichteinstrahlung. Die optische Fiber oder Faser leitet das vom Fluorochrom emittierte Licht innerhalb der optischen Faser oder Fiber.
Fig. 4: ein über eine Spacerverbindung an eine optische Faser oder Fiber immobilisiertes Aptamer, beladen mit einem fluoreszenzmarkiertem Detektormolekül - nach Kontakt mit einer Explosivstoff haltigen Probe, im Dunkeln ohne Lichteinstrahlung. Der Explosivstoff hat einige Detektormoleküle verdrängt und ist am Aptamer gebunden.
Fig. 5: ein über eine Spacerverbindung an eine optische
Faser oder Fiber immobilisiertes Aptamer, beladen mit einem fluoreszenzmarkiertem Detektormolekül - nach Kontakt mit einer Explosivstoff haltigen Probe, Lichteinstrahlung. Der Explosivstoff hat einige Detektormoleküle verdrängt und ist am Aptamer gebunden. Die optische Fiber oder Faser leitet das vom Fluorochrom emittierte Licht innerhalb der optischen Faser oder Fiber. Die Emission ist geringer als in Fig. 2, da weniger Fluoro- chrome angeregt wurden.
Fig. 6: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 7: Vergleichsversuche zur Bindungsstärke mit einem Aptamer gegenüber einem Antikörper in einem Immunverfahren
Fig. 8a bis 8h: erfindungsgemäße Aptamersequenzen
Fig. 9: erfindungsgemäße Konsensus-Sequenzen
In Figur 1 erkennt man eine Nukleinsaure 1 zur Detektion eines synthetischen Explosivstoffes 2, wobei die Nuklein- säure 1 spezifisch an eine molekulare Teilstruktur 3 des Explosivstoffes 2 bindet. Es handelt sich bei dem Explosivstoff 2 um TNT. Geeignete Nukleinsäuren 1 sind in den Figuren 8 bis 9 dargestellt.
Die Figuren 2 bis 5 zeigen den Detektionsmechanismus für Explosivstoffe. Die Nukleinsaure 1 ist über eine Spacerverbindung 6, an einer Festkörperoberfläche 7, beispielsweise der Oberfläche einer optischen Fiber oder Faser 8, immobilisiert. Figur 2 stellt die Beladung der Nukleinsaure 1 mit einem fluoreszenzmarkierten 4 Detektormolekül 5 und Figur 3 die Detektion eines Bindungsereignisses durch Messung eines Signals eines fluoreszenzmarkierten 4 Detektormoleküls 5 dar. Die Verdrängung des Detektormoleküls 5 aus der Bindung mit der Nukleinsaure 1 durch ein Molekül des Explosivstoffes 2 ist in Figur 4 dargestellt. In Figur 5 ist dargestellt, dass das Signal durch Abnahme der Signalintensität gebundener Detektor- moleküle 5 gebildet wird.
In Figur 6 in Zusammenschau mit Figur 1 und 5 erkennt man eine Vorrichtung zur Detektion eines Explosivstoffes 2 mit einer für eine molekulare Teilstruktur 3 des Explosivstof- fes 2 spezifischen Nukleinsaure 1. Die Nukleinsaure ist an einer Festkörperoberfläche 7 immobilisiert. Die Nukleinsaure 1 ist über eine Spacerverbindung 6 an einer optischen Faser 8 oder Fiber immobilisiert und mit einem fluoreszenzmarkierten 4 Detektormolekül 5 beladen. Es ist eine Lichtquelle 11 zur Fluoreszenzanregung der Detektormoleküle 5 eingerichtet, wobei die optische Faser 8 oder Fiber an einen Fluoreszenzdetektor 9 angeschlossen ist und ein Teil der optischen Faser 8 oder Fiber in einem Probengas- oder Flüssigkeitsraum 12, in welchen eine Gas- oder Flüssigkeitsprobe 13 einbringbar ist, angeordnet ist. Ein mobiles Meßgerät auf Basis der Faseroptik kann mit einer tragbaren Stromquelle 14, z.B. einer Autobatterie, betrieben werden. Zur Aufzeichnung und Auswertung der Meßwerte kann das Meßgerät mit einem elektronischen Bauteil beispielsweise einem Rechner 15 ausgestattet sein und zur Förderung der Gas- oder Flüssigkeitsprobe eine Fördereinrichtung 16 beispielsweise eine Schlauchpumpe aufweisen. Zum Auffangen der Probe kann ein Auf fangbehälter 17 eingerichtet sein .
In der Figur 7 sind Vergleichsversuche zur Bindungsstärke dargestellt . Es sind gezeigt Bindungsuntersuchungen TNT/ erfindungsgemäße Nukleinsaure gegenüber TNT/Antikörper . Die Dissoziationskonstante der Aptamerreaktion liegt bei ca . kD = 10"8, j ene der Antikörperreaktion bei lediglich ca , kD = ιo-
Es ist gleichsam in Umkehrung der vorstehenden Verfahrensweise auch möglich, daß Sprengstoffmoleküle an der Festphase (z.B. in einer Durchflusszelle angeordnete Lichtleitfaser mit angeschlossenem Detektor für das von einem Fluorophoren auf Anregung mittels beispielsweise einer Leuchtdiode emittierten Lichtes) immobilisiert und mittels der markierten Nukleinsaure ein Signal erzeugt wird. Diese Umkehrung kann nicht nur einer eigentlichen Messung dienen (die an der Festphase gebundene Nuklein- säuremenge nimmt gleichgewichtsbedingt ab, wenn in der
Flüssig- oder Gasphase Sprengstoffmoleküle anwesend sind) , sondern es können auch Eichkurven erstellt werden oder Nukleinsäuren auf die erfindungsgemäße Eignung geprüft werden.
Erfindungsgemäße geeignete Nukleinsaure- bzw. Aptamerse- quenzen sind in Figur 8a bis 8h sowie in Figur 9 angegeben. Dabei sind markierte Bereiche (unterstrichene Teilsequenzen) bzw. Konsensusbereiche (jeweils einzeln für sich oder verbunden über eine beliebige Anzahl Nukleotide) jeweils von selbstständiger Bedeutung. Figur 9 zeigt Variationen der Aptamer-Konsensus-Sequenzen; es sind die in den Spalten angegebenen Austauschmöglichkeiten für Nukleotide vorgesehen. Die vorstehenden Sequenzen sind auch in den Sequenzprotokollen wiedergegeben.
Generell können erfindunggemäße Sequenzen bzw. Teilsequen- zen jeweils als einzelne Moleüle oder einzeln innerhalb eines größeren Moleküls eingesetzt werden. Sie können aber auch beliebig miteinander im Rahmen eines einzelnen Moleküls kombiniert werden. Mittels verschiedener erfindungsgemäßer Sequenzen in einem (Nukleinsaure-) Molekül können verschiedene Explosivstoffe oder ein spezifischer Explosivstoff mit erhöhter Spezifität detektiert werden. Im ersten Fall sind die aneinandergefügten Sequenzen für molekulare Teilstrukturen oder Gesamtstrukturen verschiedener Explosivstoff-Moleküle spezifisch. Im letzteren Fall sind die aneinandergefügten Sequenzen für verschidene molekulare Teilstrukturen eines einzigen Explosivstoff- Moleküls spezifisch ("bispezifisch" bzw. "multispezifisch") . Es ist aber auch möglich, dass gleiche erfindungsgemäße Sequenzen bzw. Teilsequenzen aneinandergefügt werden, so daß ein einziges Nukleinsäure- olekül mehrere (gleiche) Explosivstoff-Moleküle binden kann. In jedem Falle kann es sich empfehlen, geeignete Spacersequenzen zwischen erfindungsgemäße Sequenzne bzw. Teilsequenzen zwischenzuschalten. Solche Spacersequenzen lassen sich insbesondere im Falle bispezifischer oder multispezifischer Nukleinsäuren beispielsweise im Wege des Molecular Modelling berechnen, wobei die hierfür notwendigen dreidimensionalen Bindungsinformationen zu den verschiedenen Sequenzen sich beispielsweise durch 3D Korrelations NMR (z.B. 1H/1H oder 1H/14C) erhalten lassen.

Claims

Patentansprüche :
1. Verwendung einer Nukleinsaure (1) zur Detektion eines Explosivstoffes (2), wobei die Nukleinsaure (1) spezi- fisch an eine molekulare Teilstruktur (3) oder an die molekulare Gesamtstruktur des Explosivstoffes (2) bindet und wobei ein Bindungsereignis zwischen der molekularen Teilstruktur (3) oder der molekularen Gesamtstruktur und der Nukleinsaure (1) detektiert wird.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die molekulare Teilstruktur (3) unmittelbar an ein Stickstoffatom oder an mehrere Stickstoffatome gebundenen disponiblen Sauerstoff trägt.
3. Verwendung nach Anspruch 2, wobei die molekulare Teil- Struktur (3) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus "Nitrite, Nitrate, Nitro- und Nitrosoverbindungen" ,
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Explosivstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus "Nitrobenzolderivate, TNT, 2,4-DNT, 2,6-DNT, 2-NT, Pikrinsäure, Hexogen, Octogen, Hexyl, Tetryl, Eth- ylenglykoldinitrat, Diethylenglykoldinitrat, Nitroglyc- erin, Nitropenta sowie Derivate solcher Verbindungen".
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Nukleinsaure (1) ausgewählt ist aus der Gruppe "Sequenzen der Figuren 8 und 9 oder beliebige Fragmente dieser Sequenzen mit einer Länge von zumindest 6, insbesondere zumindest 10, Nukleotiden" .
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Bindungsereignis durch Messung eines Signals eines markierten, insbesondere fluoreszenzmarkierten (4), und von einem Molekül des Explosivstoffes (2) aus der Bindung mit der Nukleinsaure (1) kompetetiv verdrängten Detektormoleküls (5) detektiert wird.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Nukleinsaure (1) , optional über eine Spacerverbindung (6), an einer Festkörperoberfläche (7), insbesondere die Oberfläche einer optischen Fiber oder Faser (8), immobilisiert ist.
8. Verwendung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Signal durch Abnahme oder Zunahme der Signalintensität gebundener Detektormoleküle (5) gebildet ist.
9. Verwendung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Signal durch Zunahme der Signalintensität freigesetzter Detektormoleküle (5) gebildet ist.
10. Nukleinsaure (1) zur Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gemäß einer der Sequenzen der Figuren 8 oder 9 oder beliebige Fragmente dieser Sequenzen mit einer Länge von zumindest 6, insbesondere zumindest 10, Nukleotiden.
5 11. Vorrichtung zur Detektion eines Explosivstoffes (2) mit einer für eine molekulare Teilstruktur (3) des Explosivstoffes (2) spezifischen Nukleinsaure (1) , vorzugsweise an einer Festkörperoberfläche (7) immobilisiert, mit Mitteln zur Detektion eines 10 Bindungsereignisses (9) zwischen der molekularen Teilstruktur (3) und der Nukleinsaure (1) und mit Mitteln zur Zuführung einer Probe (10) zu der Nukleinsaure (1) .
15 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Nukleinsaure (1) über eine Spacerverbindung (6) an einer optischen Faser (8) oder Fiber immobilisiert ist, wobei die Nukleinsaure (1) mit einem fluoreszenzmarkierten (4) Detektormolekül (5) beladen ist, wobei die
20 Bindungsstärke Nukleinsaure (1) /Detektormolekül (5) niedriger als die Bindungsstärke Nukleinsaure (1) /molekulare Teilstruktur (3) ist, wobei eine Lichtquelle (11) zur Fluoreszenzanregung der Detektormoleküle (5) eingerichtet ist, wobei die optische
25 Faser (8) oder Fiber an einen Fluoreszenzdetektor (9) angeschlossen ist und wobei zumindest ein Teil der optischen Faser (8) oder Fiber in einem Probengasoder Flüssigkeitsraum (12) , in welchen eine Gas- oder Flüssigkeitsprobe (13) einbringbar ist, angeordnet
30 ist.
PCT/DE2003/002836 2002-09-10 2003-08-20 Verwendung einer analysensubstanz zur detektion eines explosivstoffes WO2004024948A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003266182A AU2003266182A1 (en) 2002-09-10 2003-08-20 Use of an analysing substance for detecting an explosive
EP03794798A EP1537241A1 (de) 2002-09-10 2003-08-20 Verwendung einer analysensubstanz zur detektion eines explosivstoffes
JP2004534981A JP2005538366A (ja) 2002-09-10 2003-08-20 爆発物検出への分析物質の使用

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10244057.3 2002-09-10
DE2002144057 DE10244057A1 (de) 2002-09-10 2002-09-10 Verwendung einer Analysesubstanz zur Detektion eines Explosivstoffes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004024948A1 true WO2004024948A1 (de) 2004-03-25

Family

ID=31724837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2003/002836 WO2004024948A1 (de) 2002-09-10 2003-08-20 Verwendung einer analysensubstanz zur detektion eines explosivstoffes

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1537241A1 (de)
JP (1) JP2005538366A (de)
AU (1) AU2003266182A1 (de)
DE (1) DE10244057A1 (de)
WO (1) WO2004024948A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102618546A (zh) * 2012-04-16 2012-08-01 中国科学院化学研究所 识别含对硝基苯磺酰胺基的化合物的核酸适体及其应用

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120003749A1 (en) * 2008-05-21 2012-01-05 Nec Soft, Ltd. Nucleic acid molecule capable of binding to 2,4,6-trinitrophenyl skeleton, method for detecting compound having 2,4,6-trinitrophenyl skeleton using the nucleic acid molecule, and use of the nucleic acid molecule
KR101993438B1 (ko) * 2017-08-24 2019-06-27 지티엘코리아(주) 폭발물 탐지 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995006118A1 (en) * 1993-08-20 1995-03-02 Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Expression control sequences of the p-selectin gene
WO2000011446A2 (en) * 1998-08-21 2000-03-02 University Of Virginia Patent Foundation Signal generating oligonucleotide-based biosensor
DE19916417A1 (de) * 1999-04-01 2000-10-19 Schering Ag Amyloidspezifisches Aptamer
WO2000070329A1 (en) * 1999-05-14 2000-11-23 Brandeis University Nucleic acid-based detection
WO2001086263A2 (en) * 2000-05-04 2001-11-15 The Johns Hopkins University Apparatus and methods for detecting explosives and other substances

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5972638A (en) * 1997-01-31 1999-10-26 Lockheed Martin Energy Research Corp. Method for detection of buried explosives using a biosensor
DE10049074A1 (de) * 2000-10-02 2002-04-18 Andreas Kage Verfahren zur Selektion hochaffin an ein Target bindender Nukleinsäuren

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995006118A1 (en) * 1993-08-20 1995-03-02 Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Expression control sequences of the p-selectin gene
WO2000011446A2 (en) * 1998-08-21 2000-03-02 University Of Virginia Patent Foundation Signal generating oligonucleotide-based biosensor
DE19916417A1 (de) * 1999-04-01 2000-10-19 Schering Ag Amyloidspezifisches Aptamer
WO2000070329A1 (en) * 1999-05-14 2000-11-23 Brandeis University Nucleic acid-based detection
WO2001086263A2 (en) * 2000-05-04 2001-11-15 The Johns Hopkins University Apparatus and methods for detecting explosives and other substances

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAKALTCHEVA I B ET AL: "A fiber optic biosensor for multianalyte detection: importance of preventing fluorophore aggregation", SENSORS AND ACTUATORS B, ELSEVIER SEQUOIA S.A., LAUSANNE, CH, vol. 51, no. 1-3, 31 August 1998 (1998-08-31), pages 46 - 51, XP004153988, ISSN: 0925-4005 *
JAYASENA S: "Aptamers: An emerging class of molecules that rival antibodies in diagnostics", CLINICAL CHEMISTRY, vol. 45, no. 9, 1999, pages 1628 - 50, XP002271174 *
KLEINJUNG F ET AL: "HIGH-AFFINITY RNA AS A RECOGNITION ELEMENT IN A BIOSENSOR", ANALYTICAL CHEMISTRY, AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. COLUMBUS, US, vol. 70, no. 2, 15 January 1998 (1998-01-15), pages 328 - 331, XP000733213, ISSN: 0003-2700 *
LEE M ET AL: "A fibre-optic microarray biosensor using aptamers as receptors", ANALYTICAL BIOCHEMISTRY, vol. 282, no. 1, 15 June 2000 (2000-06-15), pages 142 - 146, XP002240694 *
POTYRAILO R A ET AL: "ADAPTING SELECTED NUCLEIC ACID LIGANDS (APTAMERS) TO BIOSENSORS", ANALYTICAL CHEMISTRY, AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. COLUMBUS, US, vol. 70, no. 16, 15 August 1998 (1998-08-15), pages 3419 - 3425, XP000784025, ISSN: 0003-2700 *
SHRIVER-LAKE L C ET AL: "DETECTION OF TNT IN WATER USING AN EVANESCENT WAVE FIBER-OPTIC BIOSENSOR", ANALYTICAL CHEMISTRY, AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. COLUMBUS, US, VOL. 67, NR. 14, PAGE(S) 2431-2435, 15-07-05, ISSN: 0003-2700, XP000519007 *
YINON J: "Field detection and monitoring of explosives", TRAC, TRENDS IN ANALYTICAL CHEMISTRY, ANALYTICAL CHEMISTRY. CAMBRIDGE, GB, vol. 21, no. 4, April 2002 (2002-04-01), pages 292 - 301, XP004371246, ISSN: 0165-9936 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102618546A (zh) * 2012-04-16 2012-08-01 中国科学院化学研究所 识别含对硝基苯磺酰胺基的化合物的核酸适体及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
DE10244057A1 (de) 2004-03-18
EP1537241A1 (de) 2005-06-08
JP2005538366A (ja) 2005-12-15
AU2003266182A1 (en) 2004-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Biosensors for explosives: State of art and future trends
Singh Sensors—An effective approach for the detection of explosives
Anderson et al. TNT detection using multiplexed liquid array displacement immunoassays
DE69330834T2 (de) Quantitative detektierung von makromolekülen mit hilfe von fluoreszierenden oligonukleotiden
US10036738B2 (en) Paper microfluidic devices for detection of improvised explosives
DE102005020384A1 (de) Spektroskopisches Verfahren zum Nachweis von Analyten
DE102007021387A1 (de) Detektionsvorrichtung zur Detektion von biologischen Mikropartikeln wie Bakterien, Viren, Sporen, Pollen oder biologische Toxine, sowie Detektionsverfahren
US20190390243A1 (en) Biomimetic virus-based colorimetric sensors
Desmet et al. High-throughput multiplexed competitive immunoassay for pollutants sensing in water
Anderson et al. Development of a luminex based competitive immunoassay for 2, 4, 6-trinitrotoluene (TNT)
DE102005062377A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Nachweis von Mykotoxinen
CN102879375A (zh) 硝基芳烃类爆炸物的识别检测方法
Harper et al. Biological detection of explosives
WO2004024948A1 (de) Verwendung einer analysensubstanz zur detektion eines explosivstoffes
Shriver-Lake et al. Non-aerosol detection of explosives with a continuous flow immunosensor
Wang et al. Ultrasensitive detection of aliphatic nitro-organics based on “turn-on” fluorescent sensor array
Spencer et al. Surface-enhanced Raman spectroscopy for homeland defense
DE102012208865B4 (de) Optischer Sensor und Verfahren zur Detektion einer Substanz
EP1194780A2 (de) Screening von target-ligand-wechselwirkungen
Kusterbeck et al. Flow immunosensors
Klapec et al. Analysis and detection of explosives and explosives residues review: 2010 to 2013
EP2771485A1 (de) Verfahren zur identifikation von aptameren
Miller Some recent advances in fluorescence spectroscopy
DE19803077C1 (de) Verfahren zur Herstellung von Testkörpern zum spezifischen Nachweis einzelner Reaktanden von Rezeptorsubstanz-Ligandensubstanz Komplexen
EP1521964B1 (de) Verfahren zur bestimmung der zahl von rezeptoren auf einem träger

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003794798

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004534981

Country of ref document: JP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003794798

Country of ref document: EP