Analysen-Chip Analysis chip
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen Analysen-Chip, auf dem unterschiedliche Arten von Molekülen in jeweils zugeordneten räumlichen Bereichen immobilisiert sind.The invention relates to an analysis chip on which different types of molecules are immobilized in the respectively assigned spatial areas.
In, immer mehr medizinischen und wissenschaftlichen Anwendungen werden Proben, die DNA- oder RNA-Moleküle enthalten, mit Hilfe von geeigneten DNA-Arrays qualitativ bzw. quantitativ analysiert. Bei der Analyse wird die Bindung bzw. Hybridisierung der gewonnenen DNA- Moleküle an geeignete, auf dem Array immobilisierte DNA-Fragmente, sogenannte Targets, detektiert.In an increasing number of medical and scientific applications, samples containing DNA or RNA molecules are being analyzed qualitatively or quantitatively using suitable DNA arrays. During the analysis, the binding or hybridization of the DNA molecules obtained to suitable DNA fragments, so-called targets, immobilized on the array is detected.
Hierzu bedarf es der Herstellung geeigneter DNA-Arrays, die auch Biochips genannt werden. Diese werden in der Regel ausgehend von Mikrotiterplatten hergestellt, die Lösungen mit geeigneten DNA- Fragmenten in den Wells enthalten. Die Wells sind kleine Vertiefungen mit einem Volumen pro Well von beispielsweise 20 μl . Jedes Well enthält ein bekanntes, speziell synthetisiertes DNA-Fragment. Zum Aufbau eines DNA-Arrays werden jeweils z.B. 220 pl Lösung aus einem Well auf eine genau definierte Position auf z.B. einem Objektträger (Slide) pipettiert. Dies wird von sog. Spotting-Robotern durchgeführt. Die pipettierten DNA-Fragmente werden anschließend auf dem Slide oder Chip oder Targetträger immobilisiert.This requires the production of suitable DNA arrays, which are also called biochips. These are usually produced from microtiter plates that contain solutions with suitable DNA fragments in the wells. The wells are small wells with a volume per well of, for example, 20 μl. Each well contains a known, specially synthesized DNA fragment. To build a DNA array, e.g. 220 pl solution from a well to a precisely defined position on e.g. pipetted on a slide. This is done by so-called spotting robots. The pipetted DNA fragments are then immobilized on the slide or chip or target carrier.
Danach wird die zu analysierende Probe auf den Targetträger bzw. das DNA-Array gegeben. Die Probe enthält radioaktiv oder mit Farbstoffen markierte DNA- oder RNA-Moleküle. In einer speziellen Hybridisie- rungskammer erfolgt bei geeigneter Temperatur die Hybridisierung. Nicht hybridisierte bzw. unspezifisch gebundene DNA oder RNA aus der zu untersuchenden Probe wird durch Spülen entfernt. Hybridisierte
DNA- oder RNA-Moleküle werden entsprechend ihrer Markierung in einem Reader detektiert.The sample to be analyzed is then placed on the target carrier or the DNA array. The sample contains radioactive or colored DNA or RNA molecules. Hybridization takes place in a special hybridization chamber at a suitable temperature. Non-hybridized or non-specifically bound DNA or RNA from the sample to be examined is removed by rinsing. hybridized DNA or RNA molecules are detected according to their labeling in a reader.
Als Nachweismöglichkeiten kommen grundsätzlich der Nachweis radioaktiver Strahlung der Probe sowie der Nachweis von Fluoreszenzsignal in Betracht. Fluoreszenzsignale können sich aus einer Fluoreszenzmarkierung der Probe oder des Targets ergeben oder durch Interkala- toren. Auch können Energietransfer oder Mechanismen der Fluoreszenzlöschung zwischen Probe und Target ausgenutzt werden.In principle, detection of radioactive radiation from the sample and detection of fluorescence signals can be considered. Fluorescence signals can result from fluorescence labeling of the sample or target or by intercalators. Energy transfer or mechanisms of fluorescence quenching between sample and target can also be used.
Schwierigkeiten bereitet dabei, dass derartige DNA-Arrays von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich aufgebaut sind. Ihr genauer Aufbau hängt in der Regel von der jeweiligen Befüllung der Mikroti- terplatten und der Anordnung der Applikatoren (Nadeln, Piezodüsen etc.) der Spotting-Roboter ab. Die unterschiedlichen DNA-Array- Formate bzw. -Designs führen leicht zu Auswertetehlern, die aufgrund von Verwechslung oder durch Auflegen falscher oder nicht korrekt an- gepasster Auswertemasken entstehen. Selbst bei korrekter Auswerte- Vorbereitung kann es durch fehlerhafte Analyse von Leit- oder Kontrollspots zu Auswertetehlern durch Auswertemaskenverschiebung kommen. Zu einem hohen Sicherheitsrisiko führen diese Fehler in der medizinischen Gendiagnose, welche ein Hauptanwendungsgebiet der DNA- Chips darstellt.Difficulties arise in that such DNA arrays are constructed differently from manufacturer to manufacturer. Their exact structure generally depends on the respective filling of the microtiter plates and the arrangement of the applicators (needles, piezo nozzles, etc.) of the spotting robots. The different DNA array formats and designs easily lead to evaluation errors that arise due to confusion or due to incorrect or incorrectly adapted evaluation masks. Even if the preparation for the evaluation is correct, faulty analysis of control or control spots can lead to evaluation errors due to shifting the evaluation mask. These errors lead to a high security risk in medical gene diagnosis, which is a main area of application of the DNA chips.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Analysen- und Auswerte-Sicherheit bei der Verwendung von Arrays- und DNA-Chips zu erhöhen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindungen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet .The object of the invention is to increase the security of analysis and evaluation when using arrays and DNA chips. This object is achieved by the inventions according to the independent claims. Advantageous developments of the inventions are characterized in the subclaims.
Erfindungsgemäß wird ein Analysen-Chip verwendet, auf dem unterschiedliche Arten von Molekülen in jeweils zugeordneten räumlichen Bereichen immobilisiert sind. Typischerweise handelt es sich dabei um DNA-Arrays. Die immobilisierten Moleküle sind dann z.B. eindeutig ein Gen identifizierende Genabschnitte oder Oligonukleotide. Es können aber auch Antikörper-, Protein-, Allergen-Arrays etc. oder nichtpeptidische chemische Substanzbibliotheken sein. Die Analysen- Chips dienen in der Regel zum Nachweis von Bindungsreaktionen. Es ist aber auch der Nachweis einer enzymatischen Aktivität möglich. Der einer Art von Molekülen zugeordnete räumliche Bereich ist in der Regel ein Rechteck oder ein Kreis, wie er bei Spottingverfahren entsteht . Durch mehrere Spots eines Targets innerhalb eines Bereichs
kann der Bereich aber auch linear oder nach einem vorgegeben Schema über den ganzen Analysen-Chip verteilt sein, um Ungleichmaßigkeiten in der Hybridisierung auszugleichen oder ausfindig zu machen und um eine Redundanz der Hybridisierungsreaktion zu erzeugen, die die Sicherheit der Markeranalyse erhöht .According to the invention, an analysis chip is used on which different types of molecules are immobilized in the respectively assigned spatial areas. Typically, these are DNA arrays. The immobilized molecules are then, for example, gene segments or oligonucleotides that uniquely identify a gene. However, it can also be antibody, protein, allergen arrays etc. or non-peptide chemical substance libraries. The analysis chips are usually used to detect binding reactions. However, the detection of an enzymatic activity is also possible. The spatial area assigned to a type of molecule is usually a rectangle or a circle, as it arises in spotting processes. Through multiple spots of a target within an area However, the area can also be distributed linearly or according to a predetermined scheme over the entire analysis chip in order to compensate for or find irregularities in the hybridization and to generate a redundancy of the hybridization reaction which increases the reliability of the marker analysis.
Erfindungsgemäß wird für jede Art von Molekülen ein zugehöriger Code in einem zugehörigen räumlichen Bereich auf dem Analysen-Chip ausgebildet, wobei der Code angibt, welche Art von Molekülen in dem jeweiligen Bereich immobilisiert ist.According to the invention, an associated code is formed on the analysis chip in an associated spatial area for each type of molecule, the code indicating what type of molecules is immobilized in the respective area.
Jeder Art von Molekülen ist einerseits ein räumlicher Bereich zugeordnet, in dem diese Moleküle immobilisiert sind. Andererseits ist jeder Art von Molekülen ein Code zugeordnet. Zu jedem Code gehört wiederum ein räumlicher Bereich auf dem Analysen-Chip, in dem er ausgebildet ist. Dieser zugehörige räumliche Bereich kann mit dem räumlichen Bereich identisch sein, in dem die Moleküle immobilisiert sind. Er kann aber auch diesem räumlichen Bereich benachbart sein oder dem Immobilisierungsbereich nach einem festen Schema zugeordnet sein.On the one hand, each type of molecule is assigned a spatial area in which these molecules are immobilized. On the other hand, a code is assigned to each type of molecule. Each code in turn has a spatial area on the analysis chip in which it is formed. This associated spatial area can be identical to the spatial area in which the molecules are immobilized. However, it can also be adjacent to this spatial area or assigned to the immobilization area according to a fixed scheme.
Bei einer Nachweisreaktion kann gleichzeitig der Code ausgelesen werden und somit festgestellt werden, an welche Art von Molekülen die Probe gebunden hat. Es bedarf dann keiner array-spezifischer Angaben mehr über die Art und Anordnung der Moleküle auf einem Beiblatt oder in einer begleitenden Software. Eine Verwechslung verschiedener Arten von Molekülen ist damit ausgeschlossen. Die Sicherheit in der Handhabung, Auswertung und Diagnose ist dadurch wesentlich erhöht.In the event of a detection reaction, the code can be read out at the same time and thus it can be determined which type of molecules the sample has bound to. It is then no longer necessary to provide array-specific information about the type and arrangement of the molecules on a supplementary sheet or in accompanying software. This prevents confusion between different types of molecules. This significantly increases safety in handling, evaluation and diagnosis.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Code durch die Anordnung der Moleküle selbst in dem zugehörigen räumlichen Bereich ausgebildet . Auf diese Weise können in nur einem Schritt das Reaktionsergebnis und der Code ausgelesen werden.In a preferred development of the invention, the code is formed by the arrangement of the molecules themselves in the associated spatial area. In this way, the reaction result and the code can be read out in just one step.
Besonders einfach kann dies dadurch erfolgen, dass jeder einer vorgegebenen Art von Molekülen zugeordnete räumliche Bereich auf dem Analysen-Chip in eine Mehrzahl von Spots unterteilt ist, und dass der Code ein Binärcode ist, der dadurch erzeugt wird, dass in einigen dieser Spots Moleküle immobilisiert sind und in den verbleibenden Spots nicht.This can be done in a particularly simple manner in that each spatial area on the analysis chip assigned to a predetermined type of molecules is divided into a plurality of spots, and in that the code is a binary code which is generated by immobilizing molecules in some of these spots are and not in the remaining spots.
Der Binärcode kann beispielsweise dadurch kodiert sein, das einem immobilisierten Spot eine 1 und einem freien Spot eine Null ent-
spricht, oder umgekehrt. In einer etwa auf dem Internet allgemein zugänglichen Datenbanken kann erklärt werden, wie die einzelnen Codes den immobilisierten Molekülarten zugeordnet werden. Im Nebeneffekt erhält man eine Redundanz der Hybridisierungsreaktion, da es für jede Art von Molekülen mehr als einen Spot gibt. Eine solche Art der Redundanz kann als "interne" Redundanz bezeichnet werden. Von "externer" Redundanz wird gesprochen, wenn einer Molekülart mehr als ein Code zugeordnet ist, so dass der Code der Molekülart unter Umständen noch erkannt werden kann, wenn ein Spot z.B. wegen technischer Unzulänglichkeiten kein vollständiges Hybridisie- rungssignal liefert, obwohl dies zu erwarten gewesen wäre. Die Codes können für die externe Redundanz hinsichtlich Fehlertoleranz optimiert gewählt werden. Im einfachsten Fall wird dies, dadurch erreicht, dass mehr Bits pro Code verwendet werden, • als minimal nötig wären, etwa 4 statt 3. Der Molekülart werden dann sowohl der 4-Bit- Code, als auch alle 3 -Bit-Codes zugeordnet, die sich ergeben, wenn ein Spot bzw. Bit nicht erkannt werden kann.The binary code can be encoded, for example, in that an immobilized spot has a 1 and a free spot has a zero. speaks, or vice versa. A database, which is generally accessible on the Internet, explains how the individual codes are assigned to the immobilized types of molecules. As a side effect, redundancy of the hybridization reaction is obtained because there is more than one spot for each type of molecule. Such a type of redundancy can be referred to as "internal" redundancy. "External" redundancy is spoken of if more than one code is assigned to a molecular type, so that the code of the molecular type can still be recognized under certain circumstances if a spot does not provide a complete hybridization signal, for example due to technical shortcomings, although this was to be expected would. The codes can be optimized for external redundancy with regard to fault tolerance. In the simplest case, this is achieved in that more bits are used per code, • would be needed as a minimum, about 4 are then both the 4-bit code instead of 3. The type of molecule, and assigned all three bit codes, that result when a spot or bit cannot be recognized.
Alternativ dazu kann der Code unabhängig von den immobilisierten Molekülen auf dem Analysen-Chip ausgebildet .sein. Der Code kann dann mit üblichen Mitteln, etwa einem Laserschreiber wie bspw. nach dem CD-Brennerprinzip oder einem hochauflösenden Printer erzeugt werden. Beispielsweise kann der Code auf der Unterseite des Analysen-Chips angeordnet sein. Für eine Nachweisreaktion wird in diesem Fall zunächst der Code auf der Unterseite des Analysen-Chips .in einem den Molekülspots eindeutig zugeordneten Bereich, z.B. der gleichen räumlichen Position, gelesen. Anschließend wird der Analysen-Chip umgedreht und das Hybridisierungssignal, beispielsweise ein Fluoreszenzsignal oder radioaktive Strahlung wird ausgelesen. Im folgenden konzentrieren sich die Beispiele auf Fluoreszenzsignale allgemeiner Art.Alternatively, the code can be formed on the analysis chip independently of the immobilized molecules. The code can then be generated using conventional means, such as a laser recorder such as the CD burner principle or a high-resolution printer. For example, the code can be arranged on the underside of the analysis chip. In this case, for a detection reaction, the code on the underside of the analysis chip is first used in an area clearly assigned to the molecular spots, e.g. the same spatial position. The analysis chip is then turned over and the hybridization signal, for example a fluorescence signal or radioactive radiation, is read out. In the following, the examples focus on general fluorescence signals.
Bei transparenten Trägern, wie. Glas oder Kunststofffolien, können Code und Fluoreszenz gleichzeitig ausgelesen werden.In the case of transparent supports, such as. Glass or plastic films, code and fluorescence can be read out simultaneously.
Weiterhin können Code und Spots auf der gleichen Trägerεeite aufgebracht werden, wobei Targetspots und Code sich im gleichen räumlichen Bereich befinden und die oder der Targetspot (s) auf den Codebereich aufgebracht werden.Furthermore, code and spots can be applied on the same carrier side, target spots and code being in the same spatial area and the target spot (s) being applied to the code area.
Schließlich kann der Code zwischen den Spots ausgebildet werden, etwa in den Lücken zwischen kreisförmigen Spots. In einem solchen Fal-
le muss jeweils nur ein einziger Spot pro Molekülart aufgebaut werden. Der Code kann mit gängigen technischen Mitteln, wie Laserbeschriften oder Microspotting (Piezo, Pin, Imprint etc.) aufgebracht werden.Finally, the code can be formed between the spots, for example in the gaps between circular spots. In such a case le only one spot needs to be set up for each type of molecule. The code can be applied using common technical means, such as laser marking or microspotting (piezo, pin, imprint, etc.).
Bevorzugterweise wird der Code in Form eines zweidimensionalen Barcodes ausgebildet. Dieser kann sich an gängigen Standards orientieren, etwa dem Symbol Typ C aus dem Code .One des Unternehmens Axtel, Inc., Fountain Valley, CA 92708, USA, www.Axtel.com, der 64 alphanumerische Zeichen codieren kann.The code is preferably designed in the form of a two-dimensional barcode. This can be based on current standards, such as the type C symbol from the .One code from Axtel, Inc., Fountain Valley, CA 92708, USA, www.Axtel.com, which can encode 64 alphanumeric characters.
Der Code könnte dann eine alphanumerische Zeichenfolge codieren, die den Namen der jeweils immobilisierten Art von Molekülen darstellt, z.B. die Annotation des Gens, wie er in einer öffentlich zugänglichen Datenbank definiert ist. Es brauchte dann' nicht mehr in einer etwa auf dem Internet allgemein zugänglichen Datenbank erklärt zu werde.n, wie die einzelnen Codes den immobilisierten Molekülarten zugeordnet werden. Hinreichend wäre in einem solchen Falle der einfache Hinweis auf Code One Typ C von- Axtel- auf dem Chip, verbundenen mit ' einem Hinweis auf die Datenbank, in der sich die Sequenzen der Gene mit der jeweiligen Annotation finden.The code could then encode an alphanumeric string that represents the name of the immobilized type of molecule, for example the annotation of the gene as defined in a publicly accessible database. It was then no longer necessary to explain in a database that is generally accessible on the Internet, how the individual codes are assigned to the immobilized types of molecules. Sufficiently would in such a case, the simple indication of Code One Type C von Axtel- on the chip, associated with 'a reference to the database, see the the sequences of the genes with the corresponding annotation.
Generell könnte zu jedem globalen Datenbankeintrag (z.B. in der EMBL-Datenbank) auch ein standardisierter Array-Code abgelegt werden, der die eindeutige und sichere Zuordnung von Molekülarten auf allen zwei- bzw. mehrdimensionalen Ablageformaten erlaubt. Um die Sicherheit des. Auslesens weiter zu erhöhen, können auf dem Analysen-Chip zusätzlich Positionsmarken ausgebildet sein. Diese können z.B. durch einen der Bereiche mit einer Mehrzahl von Spots gebildet werden, wobei jeder Spot immobilisierte Moleküle trägt, während in den Bereichen mit Molekülen, die für die Bindungsreaktion verwendet werden, nicht alle Spots belegt sind. Denn auf letzteren ist ein Code ausgebildet, der aus belegten und unbelegten Spots besteht .In general, a standardized array code could be stored for each global database entry (e.g. in the EMBL database), which allows the clear and reliable assignment of molecular types to all two-dimensional or multi-dimensional storage formats. In order to further increase the security of the reading, position marks can also be formed on the analysis chip. These can e.g. are formed by one of the areas with a plurality of spots, each spot carrying immobilized molecules, while in the areas with molecules which are used for the binding reaction, not all spots are occupied. Because on the latter a code is formed, which consists of occupied and unused spots.
Z.B. könnten grundsätzlich auf einem Bereich von 5 5 Spots nur 5 Spots als Code mit immobilisierten Molekülen belegt sein, d.h. nur 5 Bits "gesetzt" sein. Das ergäbe insgesamt (25 über 5) Codiermöglichkeiten, das sind 53130. Die Positionsmarken könnten sich hingegen dadurch auszeichnen, dass alle 25 Spots belegt sind und zusätzlich als Grundmuster für den Auswertealgorithmus dienen. Allgemein sollen insgesamt so wenig Positionsmarken wie möglich aufgebracht werden,
da durch diese nicht zu vernachlässigend viel Spottingfläche beansprucht wird.For example, in a range of 5 5 spots, only 5 spots could be occupied as a code with immobilized molecules, ie only 5 bits could be "set". This would result in a total of (25 over 5) coding possibilities, that is 53130. The position marks, on the other hand, could be characterized by the fact that all 25 spots are occupied and additionally serve as a basic pattern for the evaluation algorithm. In general, as few position marks as possible should be applied overall, since this does not take up too much spotting area.
Bei den heute üblichen Array-Chips sind sehr viele Positionsmarken für ein halbwegs sicheres Auslesen vonnöten.With the array chips common today, a large number of position marks are required for a reasonably reliable reading.
Dagegen ermöglicht bereits eine Positionsmarke bei einem einen erfindungsgemäßen Code tragenden Chip eine genaue räumliche Orientierung des Analysen-Chips .In contrast, a position mark already enables a precise spatial orientation of the analysis chip in a chip carrying a code according to the invention.
Ferner können die Codes derart gewählt werden, dass bei einer Auswertemasken-Verschiebung des Auslesens um eine Zeile oder Spalte kein sinnvoller Code mehr erkannt wird. .Einerseits erhöht dies die Sicherheit gegen falsches Auslesen im Falle von Verschiebungen. Andererseits kann so auch erkannt werden, dass hier wohl eine Maskenverschiebung vorliegt.Furthermore, the codes can be selected in such a way that if the evaluation mask is shifted by one line or column, no more useful code is recognized. On the one hand, this increases security against incorrect reading in the event of displacements. On the other hand, it can also be recognized that there is a mask shift here.
Sinnvollerweise, wird der Code hierarchisch aufgebaut. Beispielsweise kann der Code aus einem ersten Teil- bestehen, der den Organismus beschreibt, aus dem ein Gen stammt, während ein zweiter Teil des Codes das Gen selbst benennt. Auf diese Weise können Analysen-Chips aufgebaut werden, die etwa sämtliche Gene des Menschen bzw. sämtliche Gene der Maus oder eines anderen Organismus jeweils tragen. Der hierarchische Code kann aus . einem ersten und einem zweiten Teil bestehen. Der erste Teil des hierarchischen Codes kann beispielsweise in den Positionsmarken angeordnet sein, während der zweite Teil in den jeweiligen Bereichen der immobilisierten Moleküle angeordnet ist. Dabei, sollte sich die Art der Codierung des zweiten Teils des Codes in den jeweiligen Bereichen und die Art der Codierung des ersten Teils des Codes in den Positionsmarken eindeutig voneinander unterscheiden, damit die Positionsmarken noch als solche erkannt werden können.It makes sense to structure the code hierarchically. For example, the code can consist of a first part that describes the organism from which a gene comes, while a second part of the code names the gene itself. In this way, analysis chips can be set up that each carry all of the genes of humans or all of the genes of the mouse or another organism. The hierarchical code can be from. consist of a first and a second part. The first part of the hierarchical code can be arranged, for example, in the position marks, while the second part is arranged in the respective regions of the immobilized molecules. The type of coding of the second part of the code in the respective areas and the type of coding of the first part of the code in the position marks should clearly differ from one another so that the position marks can still be recognized as such.
Z. B. könnten für die Codierung der Annotation eines Gens 5 Bits aus 5 x 5 = 25 gesetzt sein, während für den Organismus, aus dem das Gen stammt, 5 Bits aus 5 x 5 = 25 nicht gesetzt sind, d.h. 20 Bits gesetzt sind. Auf diese Weise lässt sich eine universale Architektur für DNA-Arrays für Gentests aufbauen.For example, 5 bits out of 5 x 5 = 25 could be set for coding the annotation of a gene, while 5 bits out of 5 x 5 = 25 were not set for the organism from which the gene originated, i.e. 20 bits are set. In this way, a universal architecture for DNA arrays for genetic testing can be built.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann innerhalb eines räumlichen Bereichs, der einer ersten Art von Molekülen zugeordnet ist, zusätzlich eine zweite Art von Molekülen immobilisiert sein. Für beide Arten von Molekülen kann jeweils der zugehörige Code durch die Anord-
nung der Moleküle innerhalb des einen räumlichen Bereichs ausgebildet sein.In a further development of the invention, a second type of molecules can additionally be immobilized within a spatial area which is assigned to a first type of molecules. For both types of molecules, the associated code can be tion of the molecules within one spatial region.
Wird beispielsweise ein Bereich von 10 x 10 Slots (das sind Platzhalter für Spots) gebildet, von denen nur 3 Bits gesetzt sind (entsprechend (100 über 3) = 161700 Codiermöglichkeiten) , so blieben noch 97 Slots frei. Die restlichen 97 Slots können noch genutzt werden, um Platz zu sparen und so den Analysen-Chip besser auszunutzen. Das Auslesen einer Bindungsreaktion kann dann beispielsweise über zwei unterschiedlich gefärbte DNA-Fragmenten in der Probe erfolgen Bei einer derartigen mehrfachen Belegung eines Bereichs sollte vermieden werden, dass zwei Arten von Molekülen auf ein und denselben Slot immobilisiert werden, da eine solche • Doppelbelegung zu Schwierigkeiten beim Auslesen von Fluoreszenzsignalen führen kann. Vermieden werden kann dies durch- eine geeignete Auswahl der Arten von Molekülen bzw.' der Codes. Im einfachsten Fall liegt ein Code -in einer räumlichen Hälfte des Bereichs und der zweite Code im verbleibenden Teil des Bereichs . Insgesamt können die Molekülarten und Codes derart gewählt werden, dass mehr als zwei Arten von Molekülen in einem Bereich immobilisiert sein können. Man kann hier von einer Auswahl für eine maximale Packungsdichte , sprechen, die bei der Herstellung eines Analysen-Chips von einem Sortieralgorithmus übernommen werden könnte.If, for example, an area of 10 x 10 slots (these are placeholders for spots) is formed, of which only 3 bits are set (corresponding (100 over 3) = 161700 coding options), 97 slots remain free. The remaining 97 slots can still be used to save space and thus make better use of the analysis chip. A binding reaction can then be read out, for example, via two differently colored DNA fragments in the sample. With such multiple occupancy of an area, it should be avoided that two types of molecules are immobilized on one and the same slot, since such a • double occupancy leads to difficulties with Reading out fluorescence signals can result. Can be avoided this transit an appropriate selection of the types of molecules or 'the code. In the simplest case, one code lies in a spatial half of the area and the second code in the remaining part of the area. Overall, the types of molecules and codes can be selected such that more than two types of molecules can be immobilized in one area. One can speak here of a selection for a maximum packing density, which could be adopted by a sorting algorithm when producing an analysis chip.
Eine Mehrfachbelegung eines einzigen Slots ist dann möglich, wenn die unterschiedlichen Arten von immobilisierten Molekülen innerhalb eines einzigen räumlichen Bereichs unterschiedlich gefärbt sind. Beim Auslesen des Analysen-Chips können dann die unterschiedlichen Farben erkannt werden. Gibt man eine markierte Probe zu, so erhält man bei der Hybridisierung auf allen Spots, die zu einem bestimmten Code gehören, sowohl die Farbe des Targets als auch die Farbe der gebundenen Probe. Allgemeinen können jegliche Formen von spektroskopischen Charakteristika innerhalb eines Spots zum Identifizieren ausgenutzt werden. Denkbar ist auch ein Energietransfer oder eine Fluoreszenzlöschung zwischen Target und Probe.Multiple occupancy of a single slot is possible if the different types of immobilized molecules are colored differently within a single spatial area. The different colors can then be recognized when the analysis chip is read out. If you add a marked sample, the hybridization on all spots belonging to a certain code gives you both the color of the target and the color of the bound sample. In general, any form of spectroscopic characteristic within a spot can be used for identification. Energy transfer or fluorescence quenching between target and sample is also conceivable.
Eine weitere Möglichkeit, Slots mehrfach zu belegen, kann dadurch erreicht werden, dass die zu einer Molekülart gehörenden Spots mit einem vorgegebenen räumlichen Muster ausgebildet sind. So kann der Spot für die einzelnen Arten von Targetmolekülen beispielsweise in Form eines Pfeils, Eies oder Exzenters ausgebildet sein, d.h. einem
Objekt, das eine Vorzugsrichtung aufweist, das je nach Molekülart unterschiedlich orientiert ist. Derartige Muster können besonders einfach dann aufgebracht werden, wenn die Übertragung des Targets auf den Analysen-Chip mittels Stempeln erfolgt, die außerdem drehbar sind. Räumliche Muster kann man beispielsweise auch erhalten, wenn man einen kleinen Kreis und einen großen Kreis teilweise überlappend spottet. Auch in diesem Fall wird man die zu einem bestimmten Code gehörigen Spots daran erkennen können, dass sie das gleiche räumliche Muster aufweisen.A further possibility of occupying slots several times can be achieved by designing the spots belonging to a type of molecule with a predetermined spatial pattern. For example, the spot for the individual types of target molecules can be in the form of an arrow, egg or eccentric, ie one Object that has a preferred direction that is oriented differently depending on the type of molecule. Such patterns can be applied particularly easily when the target is transferred to the analysis chip by means of stamps which can also be rotated. Spatial patterns can also be obtained, for example, by spotting a small circle and a large circle partially overlapping. In this case too, the spots belonging to a certain code can be recognized by the fact that they have the same spatial pattern.
Auch ein kombinierter Einsatz von Farbe und Form zum Identifizieren von Codes ist denkbar.A combined use of color and shape to identify codes is also conceivable.
Eine weitere effiziente Ausnutzung des Raumes innerhalb eines Bereichs kann dadurch erreicht werden, dass der Abstand der Spots einer ersten Molekülart innerhalb des einen Bereichs und der Abstand der Spots einer zweiten Molekülart innerhalb desselben Bereichs sich unterscheiden. So kann der Abstand von Spot zu Spot (Pitch) für die erste Molekülart beispielsweise 100 μm und für die zweite Moleküle 98 μm betragen, nach Art eines Nonius . Eine derartige Verschiebung ist leicht zu erkennen. So kann jeder Molekülart ein bestimmter Pitch zugeordnet werden.A further efficient use of the space within an area can be achieved in that the distance between the spots of a first type of molecule within the one area and the distance between the spots of a second type of molecule within the same area differ. For example, the distance from spot to spot (pitch) can be 100 μm for the first type of molecule and 98 μm for the second type of molecule, in the manner of a vernier. Such a shift is easy to see. In this way, a specific pitch can be assigned to each type of molecule.
Durch eine geeignete Auswertung der Auslesesignale kann auch ein Ü- berlappen der Spots einzelner Molekülarten hingenommen werden, wie sie sich durch den unterschiedlichen Pitch leicht ergeben kann. Generell kann durch definierte Überlappung der Spots auch die Spotdichte erhöht werden.Through a suitable evaluation of the readout signals, the spots of individual types of molecules can overlap, as can easily result from the different pitch. In general, the spot density can also be increased by a defined overlap of the spots.
Die verschiedenen erwähnten Möglichkeiten des mehrfachen Ausnutzens eines Bereichs können alle miteinander kombiniert werden. Die Sicherheit in der Verwendung von Analysen-Chips kann auch dadurch erhöht werden, dass nach Auslesen einer Nachweisreaktion auf dem Analysen-Chip das Ergebnis der Nachweisreaktion auf den Analysen-Chip geschrieben wird. Auf diese Weise bleiben Informationen, etwa ein Befund für medizinische Zwecke, erhalten, selbst wenn beispielsweise die DNA auf dem Chip degradieren sollte. Der Analysen- Chip kann dem Patienten dann schlicht mitgegeben werden. Der Analysen-Chip kann dabei auch eine der erwähnten Arten der Codierung tragen. Das Schreiben des Analysen-Ergebnisses in definierter Codeform auf den Analysen-Chip kann mit üblichen Mitteln erfolgen, beispielsweise mittels eines Lasers, eines Tintenstrahls, eines Laserdru-
ckers, oder sonstiger Beschriftung-s*verfahren. Die Information sollte möglichst permanent lesbar sein.The various possibilities of multiple use of an area mentioned above can all be combined with one another. The security in the use of analysis chips can also be increased in that after reading out a detection reaction on the analysis chip, the result of the detection reaction is written on the analysis chip. In this way, information, such as a finding for medical purposes, is retained even if, for example, the DNA on the chip should degrade. The analysis chip can then simply be given to the patient. The analysis chip can also carry one of the types of coding mentioned. The analysis result can be written to the analysis chip in a defined code form using customary means, for example by means of a laser, an ink jet or a laser printer. ckers, or other inscription-s * procedure. The information should be readable as permanently as possible.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren schematisch dargestellt sind.The invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments which are shown schematically in the figures.
Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche Elemente. Im einzelnen zeigt:The same reference numbers in the individual figures denote the same elements. In detail shows:
Fig. 1A den schematischen Aufbau eines bevorzugten DNA-Arrays ;1A shows the schematic structure of a preferred DNA array;
Fig. 1B eine Auswertung des DNA-Arrays gemäß Fig. 1A;1B shows an evaluation of the DNA array according to FIG. 1A;
Fig. 2A den schematischen Aufbau eines alternativen DNA-Arrays ;2A shows the schematic structure of an alternative DNA array;
Fig. 2B den schematischen Aufbau eines weiteren alternativen DNA- Arrays ;2B shows the schematic structure of a further alternative DNA array;
Fig. 3 Möglichkeiten der räumlichen Codierung;3 possibilities of spatial coding;
Fig. 4 einen Bereich mit Spots von unterschiedlichem Pitch; und4 shows an area with spots of different pitch; and
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Analysen-Chips, auf den das Ergebnis einer Nachweisreaktion geschrieben werden kann.Fig. 5 is a schematic representation of an analysis chip on which the result of a detection reaction can be written.
Fig. 1A zeigt einen DNA-Chip 10 mit auf einem rechteckigen Raster angeordneten Bereichen 12. Innerhalb eines jeden Bereichs 12 befindet sich ein Raster von Spots 14, auf denen Oligonukleotide immobilisiert sind. An den äußersten Ecken des Chips befinden sich Positionsmarken 16, die dadurch zu erkennen sind, dass innerhalb ihrer Bereiche alle Spots 14 belegt sind. In einer der Positionsmarken 18, die auf Grund ihrer räumlichen Lage als Positionsmarke zu erkennen ist, sind nicht alle Spots belegt. Vielmehr weist diese Positionsmarke 18 einen Code für das Wort "Human" auf. Es handelt sich bei dem DNA-Chip 10 somit um einen Chip für einen Gentest am Menschen. Der Code in der Positionsmarke 18 kann beispielsweise aufgebaut werden, indem im einfachsten Falle Farbstoffmoleküle auf einzelnen Spots immobilisiert werden, was einem gesetzten Bit entspricht, während andere Spots freigelassen werden. Außer Farbstoffmolekülen können auch doppelsträngige DNA-Moleküle immobilisiert werden, die mittels Interkalatoren nachgewiesen werden.1A shows a DNA chip 10 with regions 12 arranged on a rectangular grid. Within each region 12 there is a grid of spots 14 on which oligonucleotides are immobilized. Position marks 16 are located at the outermost corners of the chip, which can be recognized by the fact that all spots 14 are occupied within their areas. Not all spots are occupied in one of the position marks 18, which can be recognized as a position mark due to its spatial position. Rather, this position marker 18 has a code for the word "human". The DNA chip 10 is therefore a chip for a genetic test on humans. The code in the position marker 18 can be built up, for example, by immobilizing dye molecules on individual spots in the simplest case, which corresponds to a set bit, while other spots are left free. In addition to dye molecules, double-stranded DNA molecules can also be immobilized, which are detected using intercalators.
Im Zentrum des DNA-Chips 10 befindet sich ein Bereich 20, der einen Code für die Annotation eines ersten Gens aufweist, z.B. "actin", d.h. hier sind Oligo- bzw. Polynukleotide immobilisiert, die eindeutig repräsentativ für dasjenige Gen sind, das beim Menschen das Protein ACTIN codiert.
In einem zweiten Bereich 22 ist ein Code für ein zweites Gen durch Immobilisieren der zugehörigen Oligo/Polynukleotide erzeugt worden. Auf diese Weise kann in den einzelnen Bereichen des DNA-Arrays jeweils ein Gen codiert sein. Bei Uneindeutigkeit der Gene können weitergehende Informationen wie Splice- und Mutationsvarianten, Poly- morphismen, Sequenzbereiche und -längen etc. ebenfalls kodiert werden.In the center of the DNA chip 10 there is an area 20 which has a code for the annotation of a first gene, for example "actin", ie here oligo- or polynucleotides are immobilized which are clearly representative of the gene which is present in humans encodes the protein ACTIN. In a second area 22, a code for a second gene has been generated by immobilizing the associated oligo / polynucleotides. In this way, one gene can be encoded in each area of the DNA array. If the genes are ambiguous, further information such as splice and mutation variants, polymorphisms, sequence areas and lengths, etc. can also be encoded.
Fig. 1B zeigt den Analysen-Chip gemäß Fig. 1A, wie er nach Auslesen durch einen Fluoreszenzreader und Auswerten an einem Bildschirm dargestellt werden kann. Alle Bereiche 16, 18, 20, 22 sind in ihrer Lage erkannt und durch Rechtecke markiert. Bereiche 22, in denen keine Hybridisierungssignale erkannt werden konnten, sind durchgestrichen. Bereiche 22, in denen zwar Hybridisierungssignale, aber kein Code erkannt werden konnten, sind z.B. mit einem durchgestrichenen Vollkreis, gekennzeichnet. Bereiche 20, in denen ein Code erkannt wurde, sind mit dem erkannten Code bzw. der Em§orιS-Ät-2<aήgtoes-telmr ÄiElmatischen Aufbau eines alternativen DNA-Arrays 10, bei dem der Code unabhängig von den in Spots 14 immobilisierten Molekülen in solchen Bereichen 24 des DNA-Arrays 10 ausgebildet ist, die in den Lücken zwischen den im wesentlichen kreisförmigen Spots 14 liegen. Für jede Molekülart braucht dann nur ein Spot gesetzt zu werden, der außerdem relativ groß sein kann. Zur Erhöhung der Auslesesicherheit weist das DNA-Array 10 eine Positionsmarke 16 auf. Fig. 2B zeigt als bevorzugtes Ausführungsbeispiel eine Variante des DNA-Arrays gemäß Fig. 2A, bei der die Oligonukleotide direkt über dem zweidimensionalen Barcode immobilisiert sind. Da eine dünne Schicht von Oligo/Polynukleotiden im wesentlichen transparent ist, kann der Code auch durch die DNA bzw. Proteine hindurch ohne Schwierigkeiten gelesen werden.FIG. 1B shows the analysis chip according to FIG. 1A as it can be displayed on a screen after reading out by a fluorescence reader and evaluation. All areas 16, 18, 20, 22 are identified in their position and marked by rectangles. Areas 22 in which no hybridization signals could be recognized are crossed out. Areas 22 in which hybridization signals but no code could be recognized are e.g. marked with a crossed out full circle. Areas 20 in which a code was recognized are with the recognized code or the Em§orιS-Ät-2 <aήgtoes-telmr ÄiElmatischen structure of an alternative DNA array 10, in which the code is independent of the molecules immobilized in spots 14 is formed in areas 24 of the DNA array 10 which lie in the gaps between the essentially circular spots 14. Only one spot needs to be set for each type of molecule, which can also be relatively large. The DNA array 10 has a position marker 16 to increase the readout security. FIG. 2B shows a preferred embodiment of a variant of the DNA array according to FIG. 2A, in which the oligonucleotides are immobilized directly above the two-dimensional bar code. Since a thin layer of oligo / polynucleotides is essentially transparent, the code can also be read through the DNA or proteins without difficulty.
In den Fig. 2A und 2B wird der Code in Form eines zweidimensionalen Barcodes ausgebildet. Als Standard für den Code wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Symbol Typ A aus dem Code One des Unternehmens Axtel, Inc., Fountain Valley, CA 92708, USA, www.Axtel.com, verwendet. Dieser Standard erlaubt die Codierung von 13 alphanumerischen Zeichen auf 18 x 16 Feldern. Symbol Typ C, eine andere Variante, kann 64 alphanumerische Zeichen auf 28 x 32 Feldern codieren. Diese Codes sind u.a. fehlerkorrigierend, was die Lesesicherheit weiter erhöht .
Bei einer Spotgröße im Code von ca. 5 μm, der Codegröße des Symbol- typs A von 18 x 16 Spots und der daraus resultierenden geringen Größe der Codebereiche von ca. 100 μm Kantenlänge kann auf einem einzelnen DNA-Chip von ca. 10 cmΛ2 Größe das gesamte menschliche Genom mit seinen fast 100.000 Genen für einen Test zur Verfügung gestellt werden.2A and 2B, the code is in the form of a two-dimensional bar code. In the preferred exemplary embodiment, the type A symbol from Code One from Axtel, Inc., Fountain Valley, CA 92708, USA, www.Axtel.com is used as the standard for the code. This standard allows the coding of 13 alphanumeric characters in 18 x 16 fields. Type C symbol, another variant, can encode 64 alphanumeric characters in 28 x 32 fields. Among other things, these codes are error-correcting, which further increases reading security. With a spot size in the code of approx. 5 μm, the code size of symbol type A of 18 x 16 spots and the resulting small size of the code areas of approx. 100 μm edge length, on a single DNA chip of approx. 10 cm Λ 2 size the entire human genome with its almost 100,000 genes can be made available for a test.
Wird nicht Code One Symboltyp A verwendet, sondern ein einfacher Binärcode zum Bezeichnen der ca. 100.000 menschlichen Gene, so werden weniger als 20 Bits benötigt. Ein Bereich von 4x5 Spots ist somit völlig ausreichend. Um das gesamte Genom auf einem Chip von 10 cmA2 abzulegen reichen dann Spotgrößen von ca. 20 μm.If Code One symbol type A is not used, but a simple binary code to designate the approximately 100,000 human genes, less than 20 bits are required. A range of 4x5 spots is therefore completely sufficient. To store the entire genome on a 10 cm A 2 chip, spot sizes of approx. 20 μm are sufficient.
Möchte man nicht das gesamte Genom ablegen, sondern nur ausgewählte Gene, so können die Spots deutlich größer sein.If you don't want to store the entire genome but only selected genes, the spots can be significantly larger.
Fig. 3A zeigt eine Möglichkeit, die zu einer Molekülart gehörenden Spots mit einem vorgegebenen räumlichen Muster auszubilden, hier durch einen Pfeil 26 für ein erstes Gen, einen Pfeil 28 für ein zweites Gen, etc.FIG. 3A shows a possibility of forming the spots belonging to a type of molecule with a predetermined spatial pattern, here by an arrow 26 for a first gene, an arrow 28 for a second gene, etc.
Fig. 3B zeigt eine weitere Möglichkeiten der räumlichen Codierung. In diesem Ausführungsbeispiel werden zwei im wesentlichen gleich große Kreise in unterschiedlichen räumlichen Anordnungen nebeneinander gespottet, woraus sich räumliche Muster 26', 28', etc. für verschiedene Gene ergeben.3B shows a further possibility of spatial coding. In this exemplary embodiment, two circles of essentially the same size are spotted side by side in different spatial arrangements, which results in spatial patterns 26 ', 28', etc. for different genes.
Fig. 3C zeigt die Muster gemäß Fig. 3B, wenn einige von ihnen übereinander gespottet werde.Fig. 3C shows the pattern of Fig. 3B when some of them are spotted on top of each other.
Fig. 3D zeigt eine weitere Möglichkeiten der räumlichen Codierung. In diesem Ausführungsbeispiel werden räumlich unterschiedlich orientierte Exzenter im wesentlichen überlappend gespottet, woraus sich räumliche Muster 26'', 28' ', etc. für verschiedene Gene ergeben. Der große Kreis in der Mitte enthält dabei immobilisierte Moleküle für alle Gene.3D shows a further possibility of spatial coding. In this exemplary embodiment, eccentrics with different spatial orientations are spotted essentially overlapping, which results in spatial patterns 26 ″, 28 ″, etc. for different genes. The large circle in the middle contains immobilized molecules for all genes.
Fig. 4 zeigt eine weitere effiziente Ausnutzung des Raums innerhalb eines Bereichs. Der Abstand (Pitch) XI der Spots 30 einer ersten Molekülart innerhalb des Bereichs und der Abstand X2 der Spots 32 einer zweiten Molekülart innerhalb des Bereichs unterscheiden sich in zwei Dimensionen geringfügig. So kann der Abstand XI beispielsweise 100 μm und der Abstand X2 98 μm betragen, nach Art eines Nonius . Eine derartige Verschiebung ist leicht zu erkennen. So kann jeder Molekülart ein bestimmter zweidimensionaler Pitch zugeordnet werden.
Werden nur wenige Bits innerhalb eines Bereichs gesetzt, d.h. nur wenige Spots für einen Code belegt, so ist die Wahrscheinlichkeit, dass zwei belegte Spots sich überlappen, relativ gering. Ein Gen- Sortieralgorithmus kann hier die größtmögliche Packungsdichte bei höchster Nachweissicherheit gewährleisten.4 shows a further efficient use of the space within an area. The distance (pitch) XI of the spots 30 of a first type of molecule within the area and the distance X2 of the spots 32 of a second type of molecule within the area differ slightly in two dimensions. For example, the distance XI can be 100 μm and the distance X2 can be 98 μm, in the manner of a vernier. Such a shift is easy to see. A specific two-dimensional pitch can be assigned to each type of molecule. If only a few bits are set within a range, ie only a few spots are occupied for a code, the probability that two occupied spots overlap is relatively low. A gene sorting algorithm can guarantee the greatest possible packing density with the highest level of detection reliability.
Fig. 5 zeigt ein DNA-Array 34, auf das nach Auslesen einer Nachweisreaktion das Ergebnis der Nachweisreaktion geschrieben werden kann. Dazu zeigt das DNA-Array 34 einen Abschnitt 36, in den das Ergebnis mit gängigen Mitteln geschrieben werden kann. Ferner zeigt das DNA- Array 34 einen Abschnitt 38, in dem Targetmoleküle immobilisiert sind. Welche Moleküle in den einzelnen Bereichen 40 des Abschnitts 38 jeweils immobilisiert sind, wird durch einen Code angegeben, der durch das räumliche Immobilisierungsmuster dargestellt wird. Wie der Code zu lesen ist, ist in einem dritten Abschnitt 42 auf dem DNA- Array 34 angegeben. Im vorliegenden Fall ist angegeben, dass Code Alpha Verwendung findet. Code Alpha ist an anderer Stelle, etwa auf dem Internet näher zu erklären. Im Übrigen entspricht Fig. 5 der Fig. IB.FIG. 5 shows a DNA array 34 onto which the result of the detection reaction can be written after reading out a detection reaction. For this purpose, the DNA array 34 shows a section 36 in which the result can be written using conventional means. Furthermore, the DNA array 34 shows a section 38 in which target molecules are immobilized. Which molecules are immobilized in the individual regions 40 of section 38 is indicated by a code which is represented by the spatial immobilization pattern. How the code is to be read is specified in a third section 42 on the DNA array 34. In the present case, it is stated that Code Alpha is used. Code Alpha can be explained elsewhere, for example on the Internet. 5 corresponds to FIG. IB.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele verwirklichbar.Numerous modifications and developments of the exemplary embodiments described can be implemented within the scope of the invention.
Das Speichern des Codes in einem zugehörigen räumlichen Bereich kann auf der Oberfläche des Chips erfolgen oder im Innern des Chips, beispielsweise in einem elektronischen Speicherchip, der über ein Kontaktfeld wie bei einer Telefonkarte ausgelesen werden kann. Allgemein können sämtliche Speichermedien zum Einsatz kommen, solange sie sich in oder auf dem Chip selbst befinden, z.B. auch ein Magnetstreifen auf dem Chip.The code can be stored in an associated spatial area on the surface of the chip or inside the chip, for example in an electronic memory chip, which can be read out via a contact field, like a telephone card. In general, all storage media can be used as long as they are in or on the chip itself, e.g. also a magnetic stripe on the chip.
Auch das Schreiben von Ergebnissen einer Nachweisreaktion kann in einen solchen elektronischen oder sonstigen Speicher auf oder in dem Chip erfolgen.
BezugszeichenlisteResults of a detection reaction can also be written to such an electronic or other memory on or in the chip. LIST OF REFERENCE NUMBERS
DNA-Chip Bereich, in dem eine Molekülart in mehreren Spots immobilisiert ist Spot Positionsmarke Positionsmarke, in der der Organismus codiert ist Bereich, der einen zweidimensionalen Barcode für die Annotation eines ersten Gens aufweist Bereich, der einen zweidimensionalen Barcode für die Annotation eines zweiten Gens aufweist Bereich für Code, der unabhängig von den immobilisierten Molekülen ausgebildet ist • Pfeil ', 26'' räumliches' Muster Pfeil ', 28'' räumliches Muster Spot einer ersten Molekülart - Abstand zwischen Spots 30 einer ersten Molekülart Spot einer zweiten Molekülart Abstand zwischen Spots 32 einer zweiten Molekülart DNA-Array • Abschnitt, in den das Ergebnis einer Nachweisreaktion geschrieben werden kann Abschnitt, in dem Targetmoleküle immobilisiert sind Bereich, in dem eine Molekülart in mehreren Spots immobilisiert ist Abschnitt, der den verwendeten Code angibt
DNA chip area in which one type of molecule is immobilized in several spots spot position mark position mark in which the organism is coded area that has a two-dimensional bar code for the annotation of a first gene area that has a two-dimensional bar code for the annotation of a second gene Area for code that is independent of the immobilized molecules • Arrow ', 26' 'spatial' pattern Arrow ', 28' 'spatial pattern Spot of a first type of molecule - Distance between spots 30 of a first type of molecule Spot of a second type of molecule Distance between spots 32 a second type of molecule DNA array • Section in which the result of a detection reaction can be written Section in which target molecules are immobilized Area in which one type of molecule is immobilized in several spots Section that indicates the code used