[發明專利]使用金屬納米粒子探針和動態光散射的分析物檢測

有效

• 申請號: 200980107557.2
• 申請日: 2009-01-05
• 公開（公告）號: CN101978254A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 霍群;劉雄;戴秋
• 申請（專利權）人: 中央佛羅里達大學研究基金會有限公司
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧

關于聯邦政府贊助的研究或開發的聲明

根據美國國家科學基金青年教授杰出科研基金(CAREER)獎DMR0552295和DMI獎0506531，美國政府可以擁有本發明的某些權利。相關申請的交叉引用

本申請要求2008年1月3日提交的美國臨時申請61/018,719和2008年3月6日提交的美國臨時申請61/034,334的優先權。根據35USC?119要求所述臨時申請的優先權并且所述申請通過引用被并入。

技術領域

本發明涉及使用受體功能化的金屬納米粒子來檢測化學物類、生物分子和生物靶標(均稱為分析物)的系統和方法。受體是可以通過共價或非共價化學相互作用與分析物相互作用的任何化學物類和生物分子的通用術語。

背景技術

存在對檢測用于如下各種目的的各種化學物類、生物分子和生物靶標的需要：如醫學診斷、人和動物健康監測、生命科學研究、藥物篩選和藥劑開發、環境保護、工業過程監測、食品安全監測、違法藥物使用檢測、國家安全、其他化學過程和生物過程的監測。

附圖說明

圖1是包括三個不同的實施方式的本發明的示意性圖解。該圖解是基于使用金納米粒子(GNP)與動態光散射(DLS)測量偶聯的均相免疫測定的實例。在實施方式A中，使用兩種不同的探針。探針是與匹配的抗體對軛合的金納米粒子。在實施方式B中，使用單一類型的探針。分析物含有多個探針的結合位點，因此在與探針上的受體結合后可以引起納米粒子聚集。在實施方式C中，使用單一類型的探針。然而，分析物與探針之間的結合不引起粒子聚集。相反，存在聚集誘導物來引發納米粒子聚集。分析物與聚集誘導物彼此相互競爭與探針結合。

圖2是DLS系統的基本設計。

圖3a-c代表實施使用多個檢測器同時進行多個樣品的DLS測量(a，b)或使用單個檢測器和可旋轉圓盤傳送帶連續進行多個樣品的DLS測量(c)的多樣品平臺的DLS系統的示意圖。圖3(b)是圖(a)中所顯示的系統的部分側視圖。注意：(1)樣品平臺可以是可移動的或固定的。所顯示的平臺包括12個固定的測定溶液容器(在這種情況下，是12個微孔)或可移動的容器以容納測定溶液。(3)當它可以旋轉時，可以使用如(c)中所示的可移除的測定溶液容器連續地添加樣品和從圓盤傳送帶移除樣品。可以將此模式設置為用于在預定的時間間隔連續測量多個樣品。(4)入射光束與散射光束之間的相對角可以通過檢測器檢測，其通常為0-90度之間的角。此處所圖解的角為大約13-25度。(5)可以用微流裝置代替圓盤傳送帶，該微流裝置可以放置在圓盤傳送帶上和從圓盤傳送帶上移去。(6)樣品支架和檢測器的數目可以為1或任何其他數目。

圖4是通過DLS在不同濃度測量的金納米桿(GNR，尺寸為10×40nm)、40nm(GNP40)和98nm(GNP98)球形金納米粒子的平均散射光強度。

圖5是：(a)化學結構；和(b)GNP和GNR粒子的TEM圖像；(c)GNP、GNR探針以及它們與抗體對的軛合物GNP-dAb和GNR-cAb的UV-Vis吸收譜。兩種抗體為抗-游離PSA抗體；(d)由未軛合的GNP、GNR的DLS測量的粒度分布；和(e)由它們與抗體對的軛合物測量的粒度分布。

圖6顯示在樣品溶液中具有1.0ng/mL的f-PSA的測定溶液(a)的粒度分布的DLS數據。f-PSA標準溶液(b)的測定結果由DLS分析獲得。測定結果被表示為如(a)中所顯示的面積A與面積B的數值比率。

圖7(a)PAA-GNP(上)和PEG-GNP(下)的化學結構。檸檬酸鹽-GNP(b)、PAA-GNP(c)和PEG-GNP(d)在含有不同濃度的NaCl(圖例為NaCl濃度)的PBS緩沖溶液(pH?7.4)中的UV-Vis吸收譜。

圖8顯示：(a)在溶液中含有0ng/mL和0.1ng/mL的f-PSA的測定溶液的DLS數據(粒度分布)；(b)納米粒子的流體動力學直徑與f-PSA濃度的曲線圖。進行了兩組測定。測定顯示出良好的測定內和測定間再現性二者。結果由Precision?Detectors，Inc.的Cool?Batch40?DLS系統獲得。

圖9顯示使用100nm?GNP抗體軛合物探針在標準溶液中進行的總PSA的測定結果。通過將匹配的單克隆抗總PSA抗體對非共價吸附至兩批金納米粒子上來制備100nm?GNP探針。測定結果表示為測定溶液的平均粒子直徑。測定在兩個不同的濃度范圍內進行：(a)0.2-10ng/mL和(b)0.001至1ng/mL。