CA2182905C

Method for ordering macromolecules by means of a moving meniscus, and uses thereof

Abstract

The subject of the present invention is a method of aligning the macromolecule (s) on the surface (S) of a support, characterized in that the triple line S / A / B is moved on said surface (S) ( meniscus) resulting from contact of a solvent (A) with the surface (S) and a medium (B), said macromolecules having a part, in particular one end, anchored on the surface (S), the other part, in particular the other end , being in solution in the solvent (A). The present invention also relates to a method for highlighting, for measuring intra-molecular distance, for separation and / or dosing of a macromolecule in a sample in which an alignment method according to the invention is used.

CA2182905C, drawing sheet 1
Sheet 1 of 19

Term

Term ended

Expired 10 February 2015, 11.6 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Expired
  5. Today

49 claims: 38 independent, 11 dependent

  1. 1
    34 CLAIM 1. CA 02182905 2009-08-06 Process for aligning macromolecule (s) on the surface S of a support, characterized in that the triple line S / A / B / (meniscus) resulting from the contact of a solvent A with surface S and a medium B, said macromolecules having one part, in particular one end, anchored on surface S, the other part, in particular the other end, being in solution in solvent A. REVENDICATIONS 1. Procédé d’alignement de macromolécules sur la surface S d’un support, caractérisé en ce que l’on fait se déplacer sur ladite surface S la ligne triple S/A/B/ (ménisque) résultant du contact d’un solvant A avec la surface S et un milieu B, lesdites macromolécules ayant une première partie, ancrée sur la surface S, et une deuxième partie.
  2. 4
    4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le déplacement du ménisque se fait par déplacement relatif de l’interface A/B par rapport à la surface S. Method according to Claim 3, characterized in that in order to displace the meniscus, the surface S is removed from the solvent A or the Solvent A is removed from the surface S.
  3. 5
    5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que pour déplacer le ménisque, la surface S est retirée du solvant A ou le solvant A est retiré de la surface S. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the meniscus is a water-air meniscus.
  4. 6
    Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ménisque est un ménisque eau-air. 6. Process according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the support consists at least on the surface of an organic or inorganic polymer, a metal, a metal oxide or a metal sulphide, a semiconductor element such as silicon or a semiconductor element oxide, or a combination thereof.
  5. 8
    Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’élément semiconducteur est le silicium ou un oxyde d’élément semi-conducteur. 8. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the support is in the form of a plate, a ball, a fiber or a particle.
  6. 9
    Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le support est constitué au moins en surface par du verre, du silicium oxydé en surface, de l’or, du graphite, du sulfure de molybdène ou du mica. 9. Process according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the solvent A in which the macromolecules to be aligned are in solution is placed between two supports, at least one of which corresponds to said surface support S, and the meniscus is displaced by evaporation.
  7. 11
    Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 et 6 à 10, caractérisé en ce que le solvant A dans lequel les macromolécules à aligner sont 10 en solution est placé entre deux supports, dont un au moins correspond audit support de surface S, et le ménisque est déplacé par évaporation. 11. Process according to one of Claims 1 to 10, characterized in that a support is used having on the surface an exposed reactive group having an affinity for the said macromolecule or a molecule with biological activity capable of recognizing the said macromolecule.
  8. 14
    Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce 20 qu’on utilise un support présentant en surface un groupement réactif exposé ayant une affinité pour ladite macromolécule ou une molécule à activité biologique capable de reconnaître ladite macromolécule. CA 02182905 2009-08-06 14. Process according to one of Claims 1 to 13, characterized in that the anchoring of a part of a macromolecule by adsorption on a surface is carried out, by placing said macromolecule in the presence of said surface in a pH zone or ionic content of the medium determined or by applying a determined electrical voltage to the anchoring surface.
  9. 15
    Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la surface est recouverte d’un groupe choisi parmi les groupes vinyle, amine, carboxyle, aldéhyde ou hydroxyle. 15. Process according to Claims 1 to 14, characterized in that the pH for carrying out the anchoring is chosen from a range between a pH favoring a state of complete adsorption and a pH favoring an absence of adsorption.
  10. 16
    Procédé selon l’une quelconque des revendications 12, 13 et 15, caractérisé en ce que la surface comporte :- sur un support une couche sensiblement monomoléculaire d’un composé organique de structure allongée ayant au moins : - un groupement de fixation présentant une affinité pour le support, et - un groupement exposé n’ayant pas ou peu d’affinité pour ledit support et ledit 10 groupement de fixation dans les conditions de fixation, mais présentant éventuellement, après une modification chimique suivant la fixation, une affinité pour ladite macromolécule ou molécule à activité biologique. 16. Process according to one of Claims 1 to 15, in which the anchoring of a nucleic acid or of a protein is carried out by adsorption on a surface having groups comprising ethylenic double bonds or amino groups, by placing the acid nucleic acid or protein in the presence of the surface in a region of pH or ionic content of the medium, determined.
  11. 17
    Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que l’on réalise l’ancrage d’une partie d’une macromolécule par adsorption sur une surface, en mettant ladite macromolécule en présence de ladite surface dans une zone de pH ou de teneur ionique du milieu déterminée ou en appliquant une tension électrique déterminée sur la surface d’ancrage. 17. Process according to Claim 16, characterized in that the anchoring of non-functionalized DNA is carried out by adsorption on surfaces covered with molecules terminated by a vinyl or amine group.
  12. 18
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le pH pour réaliser l’ancrage est choisi dans une plage comprise entre un pH 20 favorisant un état d’adsorption complet et un pH favorisant une absence d’adsorption. 18. Process according to Claim 17, in which the DNA is anchored by its end on a surface having groups with an ethylenic double bond, by bringing the DNA into the presence of the surface at a pH of less than 8.
  13. 19
    Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que lesdites macromolécules sont des protéines, des acides nucléiques, des lipides, des polysaccharides ou leurs dérivés. CA 02182905 2009-08-06 19. Process according to Claim 18, characterized in that the reaction is carried out at a pH of between 5 and 6 and is then stopped at pH 8.
  14. 21
    Procédé selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que lesdites macromolécule et molécule à activité biologique sont choisies parmi, les anticorps, les antigènes, les ADN et ARN, les ligands ou leurs récepteurs ainsi que leurs dérivés. 21. Process according to Claim 17, characterized in that the DNA is anchored by its end on a surface covered by an amine group by bringing the DNA into the presence of the surface at pH between 8 and 10.
  15. 22
    Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 21, dans lequel on réalise l’ancrage d’un acide nucléique ou d’une protéine par adsorption sur une 10 surface présentant des groupes comportant des doubles liaisons éthyléniques ou des groupes amines, en mettant l’acide nucléique ou la protéine en présence de la surface dans une zone déterminée de pH ou de teneur ionique du milieu. 22. Process according to Claim 17, characterized in that the DNA anchoring is carried out by its end on a glass surface previously treated in an acid bath, by placing the DNA in the presence of said surface at a pH between 5 and 8.
  16. 23
    Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce qu’on réalise l’ancrage d’ADN non fonctionnalisée par adsorption sur des surfaces recouvertes de molécules terminées par un groupement vinyl ou amine. 23. Surface with aligned macromolecule (s) obtained by the process according to one of claims 1 to 22.
  17. 25
    Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce que la réaction est 20 conduite à un pH compris entre 5 et 6 puis est stoppée à pH 8. 25. Process according to one of Claims 1 to 24, characterized in that the said macromolecule and molecule with biological activity are chosen from proteins, nucleic acids, lipids, polysaccharides and their derivatives.
  18. 26
    Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce qu’on réalise l’ancrage d’ADN par son extrémité sur une surface recouverte de polylysine ou d’un groupement silane terminé par un groupe amine. CA 02182905 2009-08-06 26. Process according to Claim 24, characterized in that the said macromolecule and molecule with biological activity are chosen from, antibodies, antigens, DNA and RNA, ligands or their receptors as well as their derivatives.
  19. 27
    Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce qu’on réalise l’ancrage de l’ADN par son extrémité sur une surface recouverte par un groupement amine en mettant l’ADN en présence de la surface à pH entre 8 et 10. 27. Process according to Claims 24 to 26, characterized in that the fixed DNA comprises the sequence complementary to a DNA sequence to be isolated from a sample. 38
  20. 28
    Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce qu’on réalise l’ancrage d’ADN par son extrémité sur une surface de verre traité auparavant dans un bain d’acide, en mettant l’ADN en présence de ladite surface à pH entre 5 et 8. 28. Method according to claims 24 to 26, characterized in that the bound protein is capable of recognizing and specifically binding a protein to be isolated from a sample.
  21. 29
    Procédé de mise en évidence, de séparation et/ou de dosage d’une macromolécule dans un échantillon, caractérisé en ce qu’on utilise un procédé d’alignement selon l’une quelconque des revendications 1 à 28, dans lequel se 10 trouve fixée sur la surface S une molécule à activité biologique capable de reconnaître ladite macromolécule de l’échantillon et en ce que la mise en évidence, la séparation ou le dosage sont effectués grâce à un réactif fluorescent ou non détectant la présence de la molécule fixée ou ladite macromolécule. 29. Process according to Claims 24 to 26, characterized in that the said molecule with biological activity is chosen from biotin, avidin, streptavidin, their derivatives or an antigen-antibody system.
  22. 30
    Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que ladite molécule de l’échantillon est un ADN et en ce que ladite molécule à activité biologique fixée comporte la séquence complémentaire de cette séquence d’ADN à isoler de l’échantillon. 30. Process according to claims 24 to 26, characterized in that the surface is low fluorescent and in that the reagent is fluorescent.
  23. 31
    Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que ladite molécule de l’échantillon est une protéine et en ce que ladite molécule à activité biologique 20 fixée est une protéine capable de reconnaître et fixer spécifiquement ladite protéine à isoler de l’échantillon. 31. Process according to Claims 24 to 26, characterized in that the reagent consists of beads.
  24. 32
    Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que ladite molécule à activité biologique est une biotine, une avidine, une streptavidine, un de leurs dérivés ou un système antigène-anticorps. CA 02182905 2009-08-06 32. Method according to one of Claims 24 to 26, characterized in that the detection is carried out by optical or near-field microscopy.
  25. 33
    Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que la surface est à faible fluorescence et en ce que le réactif est fluorescent. 33. Process according to one of Claims 24 to 26, characterized in that the reaction product between the molecule with biological activity and the macromolecule of the sample is subjected to a stress in order to destroy the bad pairings before detection.
  26. 36
    Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce qu’on soumet le produit de réaction entre la molécule à activité biologique et la macromolécule de l’échantillon à une contrainte afin de détruire les mauvais appariements avant la 10 détection. 36. Process according to one of Claims 24 to 35, characterized in that an ELISA or FISH detection method is used.
  27. 37
    Procédé de mise en évidence d’une macromolécule consistant en une séquence d’ADN ou d’une protéine dans un échantillon, selon l’une quelconque des revendications 29 à 36, caractérisé en ce que :- on met l'échantillon correspondant au solvant A, dans lequel ladite macromolécule est en solution, en contact avec la surface du support dans des conditions de formation d’un hybride ADN/ADN, ADN/ARN ou de formation du produit de réaction protéine/protéine, - l’hybride ou une macromolécule de marquage de l’hybride ou du produit de réaction étant ancré en une partie, le reste étant en solution, on l’étire par 20 déplacement du ménisque créé par le contact du solvant avec la surface pour orienter les hybrides ou lesdites macromolécules de marquage et on effectue la mesure ou l’observation des hybrides ou desdites macromolécules de marquage ainsi orientés. 37. Process according to one of Claims 24 to 36, characterized in that the sample is the product or the substrate of an enzymatic amplification of nucleic acid.
  28. 39
    Procédé selon l’une quelconque des revendications 29 à 38, caractérisé en ce qu’on utilise une méthode de détection ELISA ou FISH. 39. Method for the physical mapping of a gene on genomic DNA in which the DNA is aligned and / or demonstrated according to a method of one of claims 1 to 38.
  29. 40
    Procédé selon l’une quelconque des revendications 29 à 39, caractérisé en ce que l’échantillon est le produit ou le substrat d’une amplification 10 enzymatique d’acide nucléique. 40. Process according to Claim 39, characterized in that the position and the size of the desired gene on the genomic DNA are determined by hybridization with specific probes for said gene to be mapped.
  30. 41
    Procédé selon l’une quelconque des revendications 29, 30 ou 33 à 40, caractérisé en ce que ladite macromolécule fixée est de l’ADN et que cet ADN est étiré, puis dénaturé puis hybridé avec des sondes spécifiques pour déterminer la position ou la taille d’une ou plusieurs séquences d’ADN déterminées. 41. Box useful for the implementation of a method according to one of claims 39 or 40 comprising:- total genomic DNA from a reference host, - a support having a surface allowing the anchoring and alignment of the DNA, - specific probes for the gene to be mapped, and - reagents for hybridization and DNA detection.
  31. 42
    Procédé de cartographie physique d’un gène sur un ADN génomique dans lequel l’ADN est aligné, caractérisé en ce qu’il comprend :- une étape dans laquelle ledit ADN est aligné par un procédé d’alignement selon 20 l’une quelconque des revendications 1 à 28;et/ou - une étape dans laquelle ledit gène est mis en évidence par un procédé selon l’une quelconque des revendications 29 à 41. 42. Process according to one of Claims 34 to 37, characterized in that the DNA is stretched, then denatured and then hybridized with specific probes to determine the presence or absence of one or more given DNA sequences.
  32. 43
    Procédé selon la revendication 42, caractérisé en ce que la position et la taille du gène recherché sur l’ADN génomique sont déterminées par l’hybridation avec des sondes spécifiques dudit gène à cartographier. 43. A method of diagnosing a pathology linked to the presence or absence of a given DNA sequence specific to said pathology, in which a method according to claim 42 is used.
  33. 44
    Procédé selon l’une quelconque des revendications 36 à 39, caractérisé en ce que l’ADN est étiré, puis dénaturé puis hybridé avec des sondes 30 spécifiques pour déterminer la présence ou l’absence d’une ou plusieurs séquences d’ADN données. CA 02182905 2009-08-06 44. Box useful for implementing a diagnostic method according to claim 43, characterized in that it comprises:- a support whose surface allows the anchoring and alignment of the patient's DNA, - probes specific for the gene involved in the pathology sought, and - reagents for the hybridization and detection of DNA.
  34. 45
    Procédé de diagnostic d’une pathologie, ledit diagnostic étant lié à la présence ou à l’absence d’une séquence d’ADN donnée spécifique de ladite pathologie, caractérisé en ce qu’il comprend:- une étape de mise en évidence de la présence ou de l’absence de cette séquence d’ADN par un procédé selon la revendication 43;et - une étape d'analyse de la présence ou de l'absence de ladite séquence d'ADN pour procéder au diagnostic de la pathologie. 45. Box useful for implementing a diagnostic method according to claim 43, characterized in that it comprises: a support, the surface of which has specific probes for the gene involved in the pathology sought, said probes being anchored and aligned on the surface;- reagents for labeling DNA, in particular the DNA of the patient;- reagents for hybridization and detection of DNA. 41
  35. 46
    Procédé de préparation d’un gène à partir d’ADN génomique caractérisé en ce que l’on identifie la position dudit gène sur l’ADN génomique aligné par le 10 procédé de l’une quelconque des revendications 1 à 40 à l’aide d’une sonde spécifique dudit gène et on procède à l’amplification enzymatique de la séquence dudit gène et/ou de ses séquences flanquantes et on isole le produit amplifié. 46. Process for preparing a gene from genomic DNA, characterized in that the position of said gene on the genomic DNA aligned by the process of one of claims 1 to 37 is identified using a probe specific for said gene and the enzymatic amplification of the sequence of said gene and / or its flanking sequences is carried out and the amplified product is isolated.
  36. 47
    A DNA construct containing a gene prepared by the method of claim 46 optionally associated with a homologous or heterologous regulatory sequence.
  37. 48
    Use of a gene obtained by a method according to claim 46 for preparing a DNA construct useful in a method of replacing a gene in the genome of a eukaryotic cell by targeted insertion of a foreign gene, said foreign gene being obtained by the process of claim 46.
  38. 49
    Vector useful in a process for replacing a gene in the genome of a eukaryotic cell by targeted insertion of said foreign gene, characterized in that said foreign gene is prepared according to the process of claim 46.
Independent claims38