[發(fā)明專利]等離子體特異性結(jié)合配偶體測定中的信號放大

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580042633.1
• 申請日: 2015-08-13
• 公開（公告）號: CN106796228B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·K·梅拉;V·蔣;K·P·阿倫;A·克雷爾
• 申請（專利權(quán)）人: 愛貝斯股份有限公司
• 主分類號: G01N33/553
• 分類號: G01N33/553;C07K14/00;C40B40/10
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務(wù)所 11494
• 代理人: 封新琴

本發(fā)明涉及分析物檢測裝置和使用此類裝置檢測樣品中的極少量目標(biāo)分析物的方法。具體地，本發(fā)明提供一種分析物檢測裝置，其包括綴合至分析物結(jié)合配偶體的多個復(fù)合金屬納米結(jié)構(gòu)和含有其上固定有多個捕獲分子的金屬納米層的表面。還描述了制備復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的方法。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2014年8月13日提交的美國臨時申請?zhí)?2/037,071和2014年11月20日提交的美國臨時申請?zhí)?2/082,468的優(yōu)先權(quán)，所述申請各自以引用的方式整體并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檢測樣品中的目標(biāo)分析物的系統(tǒng)和方法。具體地，本發(fā)明提供基于局部等離子體共振的分析物檢測系統(tǒng)，其能夠檢測樣品中的極少量目標(biāo)分析物。

發(fā)明背景

當(dāng)前免疫測定和生物分子結(jié)合測定通常需要多個步驟和復(fù)雜設(shè)備來執(zhí)行測定。在執(zhí)行此類非均相測定中所涉及的靈敏度的缺乏和復(fù)雜性由將標(biāo)記的特異性結(jié)合配偶體與未標(biāo)記的特異性結(jié)合配偶體分離的特定需要所引起。

已經(jīng)嘗試開發(fā)基于貴金屬納米顆粒的局部表面等離子體共振(LSPR)性質(zhì)的測定(Tokel等，Chem Rev.，第114卷：5728–5752，2014)。LSPR為通過入射光誘導(dǎo)的納米大小結(jié)構(gòu)中的電子的集體振蕩。金屬納米顆粒對于其最近處的折射系數(shù)變化具有強(qiáng)電磁反應(yīng)，因此納米顆粒的共振頻率的偏移可作為結(jié)合至納米顆粒表面的分子的指示來測量。雖然金屬納米顆粒，尤其是金納米顆粒，在診斷測定中用于檢測結(jié)合事件，此類測定總體上受到低靈敏度的影響并且不能用于定量地監(jiān)測連續(xù)結(jié)合事件的動力學(xué)。

因此，需要在提供增加的靈敏度的同時使用均相格式的改進(jìn)測定方法。利用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)諸如光譜學(xué)的測定將亦為合乎需要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明部分地基于以下發(fā)現(xiàn)：復(fù)合金屬納米結(jié)構(gòu)可增強(qiáng)通過分子結(jié)合至金屬納米層表面所誘導(dǎo)的光學(xué)信號。所觀察到的放大極大地增加了檢測特異性生物分子結(jié)合事件的靈敏度，以使得可檢測亞皮克數(shù)量的生物分子。因此，本發(fā)明提供分析物檢測裝置和使用此類裝置來檢測樣品中的極少量目標(biāo)分析物的方法。

在一個實(shí)施方案中，分析物檢測裝置包括多個檢測綴合物、含有金屬納米層的表面和多個捕獲分子，其中所述捕獲分子固定于所述金屬納米層上并且能夠特異性結(jié)合至目標(biāo)分析物。在分析物檢測裝置以夾心測定格式來配置的實(shí)施方案中，檢測綴合物包含偶合至能夠特異性結(jié)合至目標(biāo)分析物的結(jié)合配偶體的復(fù)合金屬納米結(jié)構(gòu)。在分析物檢測裝置以直接競爭測定格式來配置的實(shí)施方案中，檢測綴合物包含偶合至目標(biāo)分析物的復(fù)合金屬納米結(jié)構(gòu)。

檢測綴合物中的復(fù)合金屬納米結(jié)構(gòu)總體上包含至少兩種貴金屬、過渡金屬、堿金屬、鑭系元素或其組合。在一些實(shí)施方案中，復(fù)合金屬納米結(jié)構(gòu)包含至少兩種選自金、銀、銅、鉑、鈀、鎘、鐵、鎳以及鋅的金屬。在某些實(shí)施方案中，每種復(fù)合金屬納米結(jié)構(gòu)包括第一金屬的核心和第二金屬的涂層。在一些實(shí)施方案中，核心可為鍍金的銀或銅。在其他實(shí)施方案中，第一金屬的核心可在涂布之后溶解以使得產(chǎn)生由第二涂層金屬組成的空心結(jié)構(gòu)。

沉積于表面上的金屬納米層可為金屬薄膜或由固定于表面上的多個金屬納米結(jié)構(gòu)組成。金屬納米層也可由貴金屬或過渡金屬組成。在一些實(shí)施方案中，金屬納米層包含金、銀、銅、鉑、鈀、鎘、鋅或其復(fù)合物。在一個實(shí)施方案中，金屬納米層包含金。在另一個實(shí)施方案中，金屬納米層包含銀。仍在另一個實(shí)施方案中，金屬納米層包含用金納米層覆蓋的銀納米層。

本發(fā)明還提供使用本文所述的分析物檢測裝置來檢測樣品中的目標(biāo)分析物的方法。在一個實(shí)施方案中，所述方法包括將樣品與多種檢測綴合物混合、將混合物與含有其上固定有多個捕獲分子的金屬納米層的表面接觸、將表面暴露于紫外光-可見光-紅外光光譜內(nèi)的波長范圍下的光源；以及測量來自表面的光學(xué)信號，其中所述光學(xué)信號的變化指示樣品中的目標(biāo)分析物的存在。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法能夠檢測樣品中的毫微微克至納克數(shù)量的目標(biāo)分析物。