[發明專利]SERRS活性微粒

無效

• 申請號: 200810082366.2
• 申請日: 2003-07-11
• 公開（公告）號: CN101241078A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: W·E·史密斯;D·格雷厄姆;P·科馬克;A·麥凱布
• 申請（專利權）人: 斯特拉斯克萊德大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N33/52
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 程金山

本發明涉及提供SERRS活性聚合物珠子和它們用于檢測靶分子的生產方法，以及檢測靶分子的方法。

現代分子生物學中最近的發展突出了對同時原位識別大量生物分析物的需要。有該需求的領域包括DNA檢測、蛋白質組學、細胞和抗體識別/，和藥物發現。

包括微粒和使用不同于SERRS的檢測技術的相關技術包括使用“量子點(quantum?dot)”和使用表面等離子體共振的變化，表面等離子體共振可通過結合金顆粒實現。量子點由硫化/硒化鎘的納米級微粒組成，硫化/硒化鎘是一種熟知的顏料，其可以被修飾從而可以附著生物分析物。該技術的優點是與單個分子相比單個微粒給出強烈發射，并且這些微粒的性質使得通過改變硫化物與硒化物的比例實現寬范圍發射頻率。

在表面等離子體共振方法中，如在Storhoff，J.J.，Elghanian，R.，Mucic，R.C.，Mirkin，C.A.，Letsinger，R.L.，J.Am.Chem.Soc?1998，120，1959-1964中描述的，使用用特定寡核苷酸在表面修飾的兩種金納米微粒(nanoparticle)。兩種微粒都識別并雜交DNA的特定鏈，其是生物分析物。這使得金微粒緊密接近，并檢測表面等離子體共振的頻率變化。然而，這種技術不提供所期望的組合多用、穩定性和簡單性。

SERRS可獨特地提供選擇性標記化學以開發所需要的新類型測定法。其具有與熒光相等或更好的靈敏性，但是主要優點是用作標記的每種SERRS染料給出獨特的指紋，其可以在染料混合物中被識別而不用分離染料混合物。現在有約50種為SERRS特別設計的染料，每種染料給出唯一光譜。盡管控制該潛力的有效方法是已知的，但是其開發受到兩個問題的限制。首先，染料包被的銀微粒和它們標記的分析試劑或其他試劑之間有反應的可能性，其次，為了得到穩定的強SERRS，優選保持和復制銀微粒間特定程度的聚集一該步驟在分析過程中容易被擾亂。

本發明目的之一是消除和/或減輕至少一種上面提到的缺點。

一般說來，本發明基于本發明人的觀察，即SERRS活性染料可被包封在聚合物涂層中，賦予染料的穩定性，保護SERRS活性染料免受環境的影響并允許一種以上的染料被包封從而可以檢測一種以上的SERRS信號。

從而，第一方面，本發明提供了用于鑒定靶分子的SERRS活性珠子，其中SERRS活性珠子含有聚集的金屬膠體和至少一種SERRS活性染料，其被包被在聚合物殼中。

SERRS指表面增強共振拉曼散射(surface?enhanced?resonanceRaman?scattering)。SERRS以前已經被描述過，見例如Rodger，C.H.，Smith，W.E.，Dent，G.，Edmonson，M.，J.Chem.Soc.Dalton?Trans.，1996，5，791和其中的參考文獻，讀者通過這些參考文獻可得到背景信息。令人驚奇地，在銀表面有一種普遍的熒光淬滅機制。這意味著幾乎所有染料都給出SERRS，使得能夠使用比通過熒光可能得到的更廣泛和更簡單的衍生化學(derivatisation?chemistry)。此外，SERRS活性微粒提供的染料的特異增強對于允許從一般從含有靶分析物的生物和工業樣品觀察到的背景信號鑒定染料綽綽有余。這消除了成功地鑒定分析物前許多技術所需要的復雜而費時的分離步驟。

應該明白此處所用的術語SERRS不應被理解為限制性的并且本發明也可以應用于表面增強拉曼散射(SERS)，但是優選SERRS。

令人驚奇地，已經發現將SERRS活性金屬納米微粒和SERRS活性染料包封在聚合物涂層中不會妨礙SERRS信號被容易地檢測。此外，可以在某些情況下距離珠子高達10米地方檢測SERRS信號。

聚合物殼可以從各種單體和交聯劑形成，這些單體通過鏈增長機制和逐步增長機制聚合，這些機制能夠形成包封聚合膠體和SERRS活性染料的珠子。可以理解一部分聚集的膠體也可以附著和/或包埋在珠子的表面。聚合物殼可以含有不止一層。例如，可以形成在表面上含有一些聚集的膠體的珠子。然后可以將這些珠子返回到珠子生產步驟，加入金屬膠體。這樣產生額外的聚合物蓋或層，其在珠子表面上不含有金屬膠體微粒。不過，在某些情況中，可能希望珠子的表面上有金屬并且這可以使用金屬膠體或者通過金屬涂層或者平版沉積金屬于珠子表面來實現。在它們的表面上含有金屬的珠子的另一個優點是SERRS感測也可以在被另外內部標記的珠子的表面進行。