DE10106643A1 - Detection probes used in bioassays e.g. for determining nucleic acids, based on luminescent doped inorganic nanoparticles which are detectable after irradiation source and can be coupled to affinity molecules - Google Patents

Detection probes used in bioassays e.g. for determining nucleic acids, based on luminescent doped inorganic nanoparticles which are detectable after irradiation source and can be coupled to affinity molecules

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Abstract

Simple detection probe (SDP) contains luminescent doped inorganic nanoparticles (I), which after excitation with a radiation source are detectable by absorption, scattering and/or diffraction of the incident light or by fluorescent emission and have a surface prepared to allow the coupling of affinity molecules (II) for the detection of biological (or similar organic) molecules (A). Independent claims are included for the following: (1) an expanded detection probe (EDP) for biological use, consisting of a combination of the SDP and one or more (II) (optionally coupled together), such that (II) can bond both to the surface of SDP and to (A); and (2) methods for the production of the SDP and EDP.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nachweissonde für biologische Anwendun­ gen, die lumineszierende anorganische dotierte Nanoteilchen (lad-Nanoteilchen) ent­ hält.The present invention relates to a detection probe for biological applications gene that entails luminescent inorganic doped nanoparticles (lad nanoparticles) holds.

Der Einsatz von Markern in biologischen Systemen zur Kennzeichnung oder Verfol­ gung spezifischer Substanzen ist seit Jahrzehnten ein etabliertes Instrument in der medizinischen Diagnostik und biotechnologischen Forschung. Solche Marker finden insbesondere Anwendung in der Flow Cytometrie, Histologie, in Immunoassays oder in der Fluoreszenz-Mikroskopie, bei letzterer zur Untersuchung biologischer und nicht-biologischer Materialien.The use of markers in biological systems for identification or tracking The use of specific substances has been an established instrument in the world for decades medical diagnostics and biotechnological research. Find such markers especially used in flow cytometry, histology, in immunoassays or in fluorescence microscopy, the latter for the investigation of biological and non-biological materials.

Die in der Biologie und Biochemie gängigsten Markersysteme sind radioaktive Iso­ tope von Jod, Phosphor und anderen Elementen sowie Enzyme wie Meerrettich Peroxidase oder Alkalische Phosphatase, für deren Detektion spezielle Substrate be­ nötigt werden. Außerdem werden als Marker zunehmend fluoreszierende organische Farbstoffmoleküle verwendet wie Fluorescein, Texas Red oder Cy5, die selektiv an eine bestimmte biologische oder andere organische Substanz angebunden sind. Je nach verwendetem System ist meistens ein weiteres Verbindungsmolekül oder eine Kombination von weiteren Verbindungsmolekülen oder Affinitätsmolekülen zwi­ schen der nachzuweisenden Substanz und dem Marker notwendig, die die erforder­ liche spezifische Affinität zur eindeutigen Erkennung der nachzuweisenden Substanz aufweist. Die hierfür erforderliche Technik ist bekannt und z. B. beschrieben in "Bioconjugate Techniques", G. T. Hermanson, Academic Press, 1996 oder in "Fluorescent and Luminescent Probes for Biological Activity. A Practical Guide to Technology for Quantitative Real-Time Analysis", Second Edition, W. T. Mason, ed., Academic Press, 1999. Nach externer, meist elektromagnetischer Anregung des Mar­ kers wird dieser dann durch Emission von Fluoreszenzlicht die Präsenz der an den Marker angebundenen biologischen oder anderen organischen Substanzen anzeigen. The most common marker systems in biology and biochemistry are radioactive iso Tope of iodine, phosphorus and other elements as well as enzymes such as horseradish Peroxidase or alkaline phosphatase, for the detection of which special substrates be be compelled. In addition, fluorescent organic are increasingly used as markers Dye molecules such as fluorescein, Texas Red or Cy5 are used that are selective a certain biological or other organic substance is attached. Each depending on the system used, there is usually another connecting molecule or one Combination of further connecting molecules or affinity molecules between the substance to be detected and the marker necessary to achieve the specific affinity for the clear recognition of the substance to be detected having. The technology required for this is known and z. B. described in "Bioconjugate Techniques", G.T. Hermanson, Academic Press, 1996 or in "Fluorescent and Luminescent Probes for Biological Activity. A Practical Guide to Technology for Quantitative Real-Time Analysis ", Second Edition, W. T. Mason, ed., Academic Press, 1999. After external, mostly electromagnetic excitation by Mar kers will then detect the presence of the other by emitting fluorescent light Show markers attached to biological or other organic substances.  

Nachteilig an den fluoreszierenden organischen Farbstoffmolekülen, die den heutigen Stand der Technik repräsentieren, ist, dass sie insbesondere bei Anwesenheit von Sauerstoff oder Radikalen zum Teil bereits nach einigen Millionen Lichtabsorptions-/Licht­ emissionszyklen irreversibel geschädigt oder zerstört werden. Sie weisen also häufig eine für viele Anwendungen ungenügende Stabilität gegenüber einfallendem Licht auf. Weiterhin können die fluoreszierenden organischen Farbstoffmoleküle auch phototoxisch auf die biologische Umgebung wirken.A disadvantage of the fluorescent organic dye molecules that today's Represent prior art is that they are particularly in the presence of Oxygen or radicals in some cases after just a few million light absorption / light emission cycles are irreversibly damaged or destroyed. So you point often insufficient stability for many applications against falling Light on. Furthermore, the fluorescent organic dye molecules also have a phototoxic effect on the biological environment.

Ein weiterer Nachteil der fluoreszierenden, organischen Farbstoffe sind deren breite Emissionsbanden, die häufig einen zusätzlichen Ausläufer auf der langwelligen Seite des Fluoreszenzspektrums aufweisen. Dadurch wird ein "Multiplexing", das heißt die gleichzeitige Identifizierung mehrerer Substanzen, die mit jeweils unterschiedlichen Fluoreszenzfarbstoffen markiert sind, wegen der dann teilweise überlappenden Emis­ sionsbanden behindert und die Anzahl der parallel nachweisbaren unterschiedlichen Substanzen stark begrenzt. Ein weiterer Nachteil bei der gleichzeitigen Verwendung mehrerer organischer Fluoreszenzfarbstoffe sind die relativ schmalen spektralen Anregungsbanden, innerhalb denen eine Anregung des Farbstoffs möglich ist. Um alle Farbstoffe effizient anregen zu können, müssen deshalb mehrere Lichtquellen, im allgemeinen Laser, oder ein komplizierter optischer Aufbau unter Verwendung einer Weißlichtquelle und einer geeigneten Anordnung von Farbfiltern verwendet werden.Another disadvantage of fluorescent, organic dyes is their wide range Emission bands that often have an additional tail on the long-wave side of the fluorescence spectrum. This is a "multiplexing", that is simultaneous identification of several substances, each with different Fluorescent dyes are marked because of the then partially overlapping emis sions bands hindered and the number of different demonstrable in parallel Substances very limited. Another disadvantage with simultaneous use of several organic fluorescent dyes are the relatively narrow spectral ones Excitation bands within which excitation of the dye is possible. Around To be able to excite all dyes efficiently, therefore, several light sources, generally using lasers, or a complicated optical structure a white light source and a suitable arrangement of color filters become.

Als alternative Marker zu den fluoreszierenden, organischen Farbstoffen wurden fluoreszierende anorganische Halbleiter-Nanokristalle vorgeschlagen. In der Patent­ schrift US 5,990,479 sowie in den PCT-Anmeldungen WO 00/17642 und WO 00/29617 wird offenbart, dass fluoreszierende anorganische Halbleiter-Nanokristalle, die der Klasse der II-VI- oder der III-V-Verbindungshalbleiter angehören und unter bestimmten Voraussetzungen auch aus Elementen der 4. Hauptgruppe des Perioden­ systems bestehen, als Fluoreszenzmarker in biologischen Systemen verwendet werden können. Durch Variation der Größe der Halbleiter-Nanokristalle kann durch Ausnutzung des so genannten "Quantum Size Effect" die Emissionswellenlänge des Fluoreszenzlichtes der Halbleiter-Nanokristalle im Spektralbereich des sichtbaren Lichts und des nahen Infrarot eingestellt werden. Die genaue Lage der Emissions­ wellenlänge hängt von der Festkörper-Bandlücke zwischen Leitungsband und Valenzband des gewählten Halbleitermaterials ab und wird durch die Teilchengröße bzw. durch deren Verteilung bestimmt. Halbleiter-Nanokristalle und ihre Verwen­ dung als biologische Marker ist weiterhin offenbart in Warren C. W. Chan and Shuming Nie, Science, Vol. 281, 1998, Seiten 2016-2018 und Marcel Bruchez Jr., Mario Moronne, Peter Gin, Shimon Weiss, A. Paul Alivisatos, Science, Vol. 281, 1998, Seiten 2013-2016.As alternative markers to the fluorescent, organic dyes fluorescent inorganic semiconductor nanocrystals proposed. In the patent US 5,990,479 and in PCT applications WO 00/17642 and WO 00/29617 discloses that fluorescent inorganic semiconductor nanocrystals, which belong to the class of II-VI or III-V compound semiconductors and under certain requirements also from elements of the 4th main group of the period systems exist, used as fluorescent markers in biological systems can be. By varying the size of the semiconductor nanocrystals you can by  Exploitation of the so called "Quantum Size Effect" the emission wavelength of the Fluorescent light from the semiconductor nanocrystals in the visible spectral range Light and near infrared can be set. The exact location of the emissions wavelength depends on the solid band gap between the conduction band and Valence band of the selected semiconductor material and is determined by the particle size or determined by their distribution. Semiconductor nanocrystals and their uses The use of biological markers is also disclosed in Warren C. W. Chan and Shuming Nie, Science, Vol. 281, 1998, pages 2016-2018 and Marcel Bruchez Jr., Mario Moronne, Peter Gin, Shimon Weiss, A. Paul Alivisatos, Science, Vol. 281, 1998, pages 2013-2016.

Die Halbleiter-Nanokristalle haben den Nachteil, dass sie mit höchster Präzision her­ gestellt werden müssen und somit nicht leicht zu produzieren sind. Da die Emis­ sionswellenlänge des Fluoreszenzlichts von der Größe der Halbleiter-Nanokristalle abhängt, ist für eine schmale Bandbreite des Fluoreszenzlichts, das sich aus der Fluo­ reszenzlichtemission von einer Vielzahl einzelner Halbleiter-Nanokristallen zusam­ mensetzt, erforderlich, dass die Größenverteilung der Halbleiter-Nanokristalle sehr eng ist. Um die für das Multiplexing erforderliche schmale Bandbreite des Fluores­ zenzlichts zu gewährleisten, dürfen die Größenunterschiede zwischen den einzelnen Halbleiter-Nanokristallen nur wenige Angström, das heißt nur wenige Monolagen betragen. Dies stellt hohe Anforderungen an die Synthese der Halbleiter-Nano­ kristalle. Bei den Halbleiter-Nanokristallen wurden außerdem relativ schwache Quantenausbeuten bedingt durch strahlungslose Elektron-Loch-Paar Rekombinatio­ nen auf der Oberfläche der Halbleiter-Nanokristalle beobachtet. Aus diesem Grund wurde eine aufwändige Kern-Hüllen-Struktur vorgeschlagen, wobei der Kern aus dem eigentlichen Halbleitermaterial und die Hülle aus einem weiteren Halbleiterma­ terial mit einer größeren Bandlücke (z. B. CdS oder ZnS) besteht, das auf dem Kern so weit es möglich ist epitaktisch aufwächst. Um eine Anbindung dieser Kern- Hüllen-Teilchen an das nachzuweisende biologische Material zu erreichen, wurde zusätzlich noch eine weitere dünne Hülle aufgebracht, die vorzugsweise aus Silica- Glas (SiOx, x = 1-2) besteht (US 5,990,479, WO 99/21934, EP 1034234, Peng et al., Journal of the American Chemical Society, Vol. 119, 1997, Seiten 7019-7029). Eine solche multiple Kern-Hüllen-Struktur beinhaltet weitere relativ aufwändige Syntheseschritte. Nachteilig ist weiterhin, dass die Mehrzahl der aus der Literatur be­ kannten und fast alle bisher praktisch verwendeten Halbleiter-Nanokristalle Elemente enthalten, die als toxisch einzustufen sind wie z. B. Cadmium, Selen, Tellur, Indium, Arsen, Gallium oder Quecksilber.The semiconductor nanocrystals have the disadvantage that they have to be manufactured with the highest precision and are therefore not easy to produce. Since the emission wavelength of the fluorescent light depends on the size of the semiconductor nanocrystals, the size distribution of the semiconductor nanocrystals is very narrow for a narrow bandwidth of the fluorescent light which is composed of the fluorescent light emission from a large number of individual semiconductor nanocrystals is. In order to ensure the narrow bandwidth of the fluorescent light required for multiplexing, the size differences between the individual semiconductor nanocrystals must be only a few angstroms, that is to say only a few monolayers. This places high demands on the synthesis of the semiconductor nano crystals. In the case of the semiconductor nanocrystals, relatively weak quantum yields due to radiationless electron-hole pair recombinations were also observed on the surface of the semiconductor nanocrystals. For this reason, an elaborate core-shell structure has been proposed, the core consisting of the actual semiconductor material and the shell consisting of a further semiconductor material with a larger band gap (e.g. CdS or ZnS), which extends as far as the core epitaxially growing up is possible. In order to bond these core-shell particles to the biological material to be detected, a further thin shell was additionally applied, which preferably consists of silica glass (SiO x , x = 1-2) (US Pat. No. 5,990,479, WO 99 / 21934, EP 1034234, Peng et al., Journal of the American Chemical Society, Vol. 119, 1997, pages 7019-7029). Such a multiple core-shell structure contains further relatively complex synthetic steps. Another disadvantage is that the majority of be known from the literature and almost all previously used semiconductor nanocrystals contain elements that are classified as toxic such. As cadmium, selenium, tellurium, indium, arsenic, gallium or mercury.

Weiterhin können zum Nachweis spezieller biologischer Substanzen Kolloide aus Edelmetallen wie Gold oder Silber als Sonden eingesetzt werden. Die Oberflächen dieser Kolloide sind so modifiziert, dass eine Konjugation mit Biomolekülen mög­ lich ist. Der Nachweis der Kolloide erfolgt über Messung der Lichtabsorption bzw. des elastisch gestreuten Lichts nach Einstrahlung von weißem Licht. Durch An­ regung der Oberflächenplasmaresonanz der Metallteilchen, deren Wellenlänge spezi­ fisch für das Material und für die Teilchengröße ist, kann so eine bestimmte Klasse von Teilchen und somit auch die entsprechenden Konjugate spezifisch erkannt werden (S. Schultz, D. R. Smith, J. J. Mock, D. A. Schultz; Proceedings of the National Academy of Science, Vol. 97, Issue 3, February 1, 2000, Seiten 996-1001). Durch den hohen Absorptions- und Streuquerschnitt ist der Nachweis sehr empfindlich. Nachteilig an dieser Lösung ist allerdings die relativ geringe Auswahl an verfügbaren Arbeitswellenlängen, so dass ein echtes Multiplexing nur einge­ schränkt möglich ist. Außerdem ist die Effizienz, Licht zu streuen sehr stark vom Material und von der Teilchengröße abhängig, so dass die Nachweisempfindlichkeit eines nachzuweisenden Biomoleküls vom Material aber in hohem Maße von der Größe und somit von der Streufarbe des als Reporter wirkenden Metallteilchen abhängt.Furthermore, colloids can be used to detect special biological substances Precious metals such as gold or silver can be used as probes. The surfaces these colloids are modified so that conjugation with biomolecules is possible is. The colloids are detected by measuring the light absorption or of the elastically scattered light after exposure to white light. By To excitation of the surface plasma resonance of the metal particles, the wavelength of which spec fish for the material and for the particle size can be a certain class of particles and thus also the corresponding conjugates specifically recognized (S. Schultz, D. R. Smith, J. J. Mock, D. A. Schultz; Proceedings of the National Academy of Science, Vol. 97, Issue 3, February 1, 2000, pages 996-1001). Due to the high absorption and scattering cross section, the detection is very good sensitive. However, the disadvantage of this solution is the relatively small selection at available working wavelengths, so that real multiplexing only turned on is possible. In addition, the efficiency of scattering light is very strong Material and depending on the particle size, so the detection sensitivity of a biomolecule to be detected from the material but to a large extent from the Size and thus of the scatter color of the metal particle acting as a reporter depends.

In den Patentschriften US 4,637,988 und US 5,891,656 wird offenbart, dass Metall- Chelate mit einem Metallion aus der Reihe der Lanthaniden als Fluoreszenzmarker verwendet werden kann. Vorteilhaft an diesem System ist, dass die durch Lichtab­ sorption angeregten Zustände eine hohe Lebensdauer aufweisen, die bis in den Milli­ sekundenbereich reichen. Dadurch kann der Nachweis der Reporterfluoreszenz zeit­ aufgelöst erfolgen, so dass Autofluoreszenzlicht nahezu vollständig unterdrückt werden kann. Allerdings haben diese Chelat-Systeme oft den Nachteil, dass deren Lumineszenz in wässrigen Medien, die für die meisten biologischen Anwendungen vorausgesetzt werden, in einem hohen Maße gelöscht wird. Deshalb müssen Chelate oft in einem zusätzlichen Schritt von der eigentlich nachzuweisenden Substanz separiert und in eine wasserfreie Umgebung gebracht werden (I. Hemmilä, Scand. J. Clin. Lab. Invest. 48, 1988, Seiten 389-400). Immunohistochemische Unter­ suchungen sind somit allerdings nicht möglich, da durch den Separationsschritt die Ortsinformation der Markierung verloren geht.US Pat. Nos. 4,637,988 and 5,891,656 disclose that metal Chelates with a metal ion from the lanthanide series as fluorescent markers can be used. The advantage of this system is that sorption excited states have a long lifespan, up to the milli range of seconds. This can result in the detection of reporter fluorescence  resolved so that autofluorescence light is almost completely suppressed can be. However, these chelation systems often have the disadvantage that their Luminescence in aqueous media for most biological applications provided to a large extent is deleted. Therefore chelates often in an additional step from the substance that is actually to be detected separated and brought into an anhydrous environment (I. Hemmilä, Scand. J. Clin. Lab. Invest. 48, 1988, pages 389-400). Immunohistochemical sub However, searches are not possible because the separation step means that Location information of the marker is lost.

In den Patentschriften US 4,283,382 und US 4,259,313 wird offenbart, dass Polymer- (Latex-)Teilchen, in denen Metall-Chelate mit einem Metallion aus der Reihe der Lanthaniden eingebettet sind, ebenfalls als Fluoreszenzmarker verwendet werden können.In the patents US 4,283,382 and US 4,259,313 it is disclosed that polymer (Latex) particles in which metal chelates with a metal ion from the series of Lanthanides are also used as fluorescent markers can.

Leuchtphosphore, wie sie seit langer Zeit als Beschichtungsmaterial in Fluoreszenz­ lampen oder in Kathodenstrahlröhren verwendet werden, wurden ebenfalls als Reporterteilchen in biologischen Systemen verwendet. In US 5,043,265 wird offen­ bart, dass biologische Makromoleküle, die an Leuchtphosphorteilchen gekoppelt sind durch Messung der Fluoreszenz nachgewiesen werden können. Es wird ausgeführt, dass die Größe der Phosphorteilchen kleiner als 5 µm, bevorzugt kleiner als 1 µm sein sollte. Es wird allerdings auch erklärt, dass die Fluoreszenz der Teilchen mit kleiner werdendem Durchmesser rasch an Intensität verliert und die Teilchen deshalb größer als 20 nm und bevorzugt sogar größer als 100 nm sein sollten. Der Grund hierfür liegt offenbar u. a. in der Herstellungsmethode der Teilchen. Ausgehend von kommerziell erhältlichen Leuchtphosphoren mit einer Größe um 5 µm werden diese in einer Kugelmühle auf eine Größe von unter 1 µm herunter gemahlen. Nachteilig hieran ist, dass man durch diese Prozedur eine breite Größenverteilung der Teilchen und einen im allgemeinen relativ hohen Agglomerationsgrad erhält. Außerdem werden wahrscheinlich in die Kristallstruktur der Teilchen eine hohe Zahl von Defekten eingetragen, die die Quanteneffizienz der Fluoreszenzstrahlung erheblich verringern kann. Nachteilig ist weiterhin, dass sich die in der Erfindung offenbarten Teilchen mit einer Größe von meist mehreren 100 Nanometern und einer breiten Größenverteilung vielen Anwendungen, in der die Masse und Größe des Markers eine Rolle spielt, wie dies z. B. bei Anfärbungen von Zellbestandteilen oder beim Verfolgen von Substanzen der Fall ist, verschließen.Luminous phosphors as they have long been used as coating material in fluorescence lamps or used in cathode ray tubes have also been considered Reporter particles used in biological systems. US 5,043,265 is open that biological macromolecules that are coupled to phosphor particles can be detected by measuring the fluorescence. It is executed that the size of the phosphor particles is less than 5 µm, preferably less than 1 µm should be. However, it is also explained that the fluorescence of the particles with decreasing in diameter quickly loses intensity and therefore the particles should be larger than 20 nm and preferably even larger than 100 nm. The reason this is apparently u. a. in the manufacturing method of the particles. Starting from commercially available luminous phosphors with a size of around 5 µm become these ground down to a size of less than 1 µm in a ball mill. Disadvantageous here's the fact that this procedure gives you a wide size distribution of the particles and maintains a generally relatively high degree of agglomeration. Moreover are likely to have a high number of particles in the crystal structure Defects entered that the quantum efficiency of fluorescence radiation significantly  can decrease. Another disadvantage is that the disclosed in the invention Particles with a size of usually several hundred nanometers and a broad one Size distribution many applications in which the mass and size of the marker matter how this z. B. staining of cell components or Tracing substances the case is occluding.

Spezielle Herstellungsverfahren von bestimmten Leuchtphosphoren mit Größen zwischen 1 nm und 100 nm, die auch für biologische Anwendungen nützlich sein sollen, werden in US 5,893,999 beansprucht. Darin wird ausgeführt, dass die Teil­ chen durch Gasphasensynthesen (Verdampfung und Kondensation, RF thermischer Plasma Prozess, Plasmaspritzen, Sputtern) und durch Hydrothermalsynthesen herge­ stellt werden können. Nachteilig an diesen Teilchen insbesondere für Anwendungen im Bereich der Biologie und Biochemie ist der hohe Agglomerationsgrad der Primär­ teilchen und somit zu die große Gesamtgröße der praktisch verwendbaren Agglo­ merate sowie die sehr breite Größenverteilung der verwendeten Teilchen, was die be­ schriebenen Herstellungsprozesse inhärent mit sich bringen. Sowohl der Agglomera­ tionsgrad als auch die breite Größenverteilung sind in zudem anhand der in der Patentschrift enthaltenen elektronenmikroskopischen Aufnahmen deutlich sichtbar.Special manufacturing processes of certain luminous phosphors with sizes between 1 nm and 100 nm, which can also be useful for biological applications are claimed in US 5,893,999. It states that the part by gas phase synthesis (evaporation and condensation, RF thermal Plasma process, plasma spraying, sputtering) and by hydrothermal synthesis can be put. A disadvantage of these particles in particular for applications in the field of biology and biochemistry, the high degree of agglomeration is the primary particles and thus the large overall size of the agglo that can be used practically merate and the very wide size distribution of the particles used, which the be inherent manufacturing processes. Both the agglomera The degree of efficiency and the wide size distribution are also based on the Patent contained electron microscope images clearly visible.

Für den Einsatz als biologische Label werden spezielle Typen von Leuchtphosphoren in US 5,674,698 offenbart. Es handelt sich dabei um "Aufkonvertierende Phosphore" (upconverting phosphors), die die Eigenschaft haben, über einen Zwei-Photonen- Prozess Licht zu emittieren, das eine kleinere Wellenlänge besitzt als das absorbierte Licht. Durch Verwendung dieser Teilchen kann quasi hintergrundfrei gearbeitet werden, da solche Autofluoreszenz weitestgehend unterdrückt ist. Die Teilchen werden durch Mahlung und anschließender Temperung hergestellt. Die Teilchen­ größe liegt zwischen 10 nm und 3 µm, bevorzugt zwischen 300 nm und 1 µm. Nach­ teilig ist hier wieder die große Teilchengröße und die durch den Herstellungsprozess bedingten breiten Größenverteilung. Special types of phosphor phosphors are used for biological labels in US 5,674,698. These are "converting phosphors" (upconverting phosphors), which have the property of using a two-photon Process of emitting light that is shorter in wavelength than the absorbed one Light. By using these particles it is possible to work virtually without background because such autofluorescence is largely suppressed. The particles are produced by grinding and subsequent tempering. The particles Size is between 10 nm and 3 µm, preferably between 300 nm and 1 µm. After again the large particle size and the production process are part of it conditioned wide size distribution.  

Eine Herstellungsmethode für diese "aufkonvertierenden" Leuchtphosphore, die ohne Mahlung auskommt, wird in US 5,891,361 und in US 6,039,894 offenbart. Es handelt sich hier um Fällungsprodukte, die durch nachträgliche teilweise reaktive Hochtemperaturbehandlungen in der Gasphase zu fluoreszierenden Phosphoren mit Größen zwischen 100 nm und 1 µm umgewandelt werden. Auch hier liegen die Nachteile wieder in den großen Teilchengrößen und in der breiten Größenverteilung, was mit den hohen Temperaturen bei der Synthese einhergeht.A manufacturing method for these "converting" phosphors that without grinding is disclosed in US 5,891,361 and in US 6,039,894. It These are precipitation products that are partially reactive afterwards High temperature treatments in the gas phase with fluorescent phosphors Sizes between 100 nm and 1 µm can be converted. They are also here Disadvantages again in the large particle sizes and in the wide size distribution, which goes along with the high temperatures in the synthesis.

In wissenschaftlichen Publikationen werden die Herstellung und Untersuchungen von Lumineszenzeigenschaften von ausgewählten lumineszierenden anorganischen dotierten Nanoteilchen behandelt. Die publizierten lumineszierenden anorganischen dotierten Nanoteilchen bestehen aus Oxiden, Sulfiden, Phosphaten oder Vanadaten, die mit Lanthaniden oder aber mit Mn, Al, Ag oder Cu dotiert sind. Diese lumines­ zierenden anorganischen dotierten Nanoteilchen fluoreszieren auf Grund ihrer Dotie­ rung in einem engen Spektralbereich. Ein Anwendungspotential wird im Einsatz als Phosphore in Kathodenstrahlröhren oder als Lampenleuchtstoffe gesehen. Unter anderem ist die Herstellung der folgenden lumineszierenden anorganischen dotierten Nanoteilchen publiziert worden: YVO4 : Eu, YVO4 : Sm, YVO4 : Dy (K. Riwotzki, M. Haase; Journal of Physical Chemistry B; Vol. 102, 1998, Seiten 10129 bis 10135); LaPO4 : Eu, LaPO4 : Ce, LaPO4 : Ce, Tb (H. Meyssamy, K. Riwotzki, A. Kornowski, S. Naused, M. Haase; Advanced Materials, Vol. 11, Issue 10, 1999, Seiten 840 bis 844); (K. Riwotzki, H. Meyssamy, A. Kornowski, M. Haase; Journal of Physical Chemistry B, Vol. 104, 2000, Seiten 2824 bis 2828); ZnS : Tb, ZnS : TbF3, ZnS : Eu, ZnS : EuF3, (M. Ihara, T. Igarashi, T. Kusunoki, K. Ohno; Society for Information Display, Proceedings 1999, Session 49.3); Y2O3 : Eu (Q. Li, L. Gao, D. S. Yan; Nanostructured Materials, Vol. 8, 1999, Seiten 825 ff.); Y2SiO5 : Eu (M. Yin, W. Zhang, S. Xia, J. C. Krupa; Journal of Luminescence, Vol. 68, 1996, Seiten 335 ff.); SiO2 : Dy, SiO2 : Al (Y. H. Li, C. M. Mo, L. D. Zhang, R. C. Liu, Y. S. Liu; Nanostructured Materials, Vol. 11, Issue 3, 1999, Seiten 307 bis 310); Y2O3 : Tb (Y. L. Soo, S. W. Huang, Z. H. Ming, Y. H. Kao, G. C. Smith, E. Goldburt, R. Hodel, B. Kulkarni, J. V. D. Veliadis, R. N. Bhargava; Journal of Applied Physics, Vol. 83, Issue 10, 1998, Seiten 5404 bis 5409); CdS : Mn (R. N. Bhargava, D. Gallagher, X. Hong, A. Nurmikko; Physical Review Letters, Vol. 72, 1994, Seiten 416 bis 419); ZnS : Tb (R. N. Bhargava, D. Gallagher, T. Welker; Journal of Luminescence, Vol. 60, 1994, Seiten 275 ff.).The production and investigation of luminescent properties of selected luminescent inorganic doped nanoparticles are dealt with in scientific publications. The published luminescent inorganic doped nanoparticles consist of oxides, sulfides, phosphates or vanadates, which are doped with lanthanides or with Mn, Al, Ag or Cu. Due to their doping, these luminescent, inorganic, doped nanoparticles fluoresce in a narrow spectral range. An application potential is seen in the use as phosphors in cathode ray tubes or as lamp phosphors. Among other things, the preparation of the following luminescent inorganic doped nanoparticles has been published: YVO 4 : Eu, YVO 4 : Sm, YVO 4 : Dy (K. Riwotzki, M. Haase; Journal of Physical Chemistry B; Vol. 102, 1998, pages 10129 to 10135); LaPO 4 : Eu, LaPO 4 : Ce, LaPO 4 : Ce, Tb (H. Meyssamy, K. Riwotzki, A. Kornowski, S. Naused, M. Haase; Advanced Materials, Vol. 11, Issue 10, 1999, pages 840 to 844); (K. Riwotzki, H. Meyssamy, A. Kornowski, M. Haase; Journal of Physical Chemistry B, Vol. 104, 2000, pages 2824 to 2828); ZnS: Tb, ZnS: TbF 3 , ZnS: Eu, ZnS: EuF 3 , (M. Ihara, T. Igarashi, T. Kusunoki, K. Ohno; Society for Information Display, Proceedings 1999, Session 49.3); Y 2 O 3 : Eu (Q. Li, L. Gao, DS Yan; Nanostructured Materials, Vol. 8, 1999, pages 825 ff.); Y 2 SiO 5 : Eu (M. Yin, W. Zhang, S. Xia, JC Krupa; Journal of Luminescence, Vol. 68, 1996, pages 335 ff.); SiO 2 : Dy, SiO 2 : Al (YH Li, CM Mo, LD Zhang, RC Liu, YS Liu; Nanostructured Materials, Vol. 11, Issue 3, 1999, pages 307 to 310); Y 2 O 3 : Tb (YL Soo, SW Huang, ZH Ming, YH Kao, GC Smith, E. Goldburt, R. Hodel, B. Kulkarni, JVD Veliadis, RN Bhargava; Journal of Applied Physics, Vol. 83, Issue 10, 1998, pages 5404 to 5409); CdS: Mn (RN Bhargava, D. Gallagher, X. Hong, A. Nurmikko; Physical Review Letters, Vol. 72, 1994, pages 416 to 419); ZnS: Tb (RN Bhargava, D. Gallagher, T. Welker; Journal of Luminescence, Vol. 60, 1994, pages 275 ff.).

Einen Überblick über die bekannten lumineszierenden anorganischen dotierten Mate­ rialien und ihre Verwendung als technische Phosphore, die eine Größe von einigen Mikrometern haben, gibt Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, WILEY- VCH, 6th edition, 1999, Electronic Release, Kapitel "Luminescent Materials: 1. Inorganic Phosphors". Die dort gegebene Übersicht bezieht sich ausschließlich auf die für die dort beschriebenen Anwendungen verwendbaren Materialklassen und nicht auf besondere Eigenschaften dieser Materialien in Form von Nanoteilchen. Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Nachweissonde für biologische Anwendungen, die wenige Nanometer große, anorganische, lumines­ zierende Teilchen enthält und nicht die oben beschriebenen Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Marker aufweist.An overview of the known luminescent inorganic doped Mate rials and their use as technical phosphors which have a size of several micrometers are, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, th edition 6, 1999, Electronic Release, Chapter "Luminescent Materials: 1. Inorganic Phosphors ". The overview given there relates exclusively to the material classes that can be used for the applications described there and not to the special properties of these materials in the form of nanoparticles. The object of the invention is to provide a detection probe for biological applications which contains inorganic, luminescent particles of a few nanometers and does not have the disadvantages described above of the markers known from the prior art.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe besteht in einer Nachweissonde für biologische Anwendungen enthaltend lumineszierende anorganische dotierte Nano­ teilchen (lad-Nanoteilchen).The solution to the problem according to the invention consists in a detection probe for biological applications containing luminescent inorganic doped nano particles (lad nanoparticles).

lad-Nanoteilchen sind mit Fremdionen derart dotiert, dass sie nach Anregung mit einer Strahlungsquelle durch Absorption und/oder Streuung und/oder Beugung dieser Strahlung oder durch Emission von Fluoreszenzlicht materialspezifisch nachgewie­ sen werden können. Die lad-Nanoteilchen können durch schmal- oder breitbandige elektromagnetische Strahlung oder durch einen Teilchenstrahl angeregt werden. Der qualitative und/oder quantitative Nachweis der Teilchen erfolgt durch Messung einer Änderung der Absorption und/oder Streuung und/oder Beugung dieser Strahlung oder durch Messung von materialspezifischem Fluoreszenzlicht bzw. dessen Ände­ rung. lad nanoparticles are doped with foreign ions in such a way that they are stimulated with a radiation source by absorption and / or scattering and / or diffraction Radiation or by emitting fluorescent light in a material-specific manner can be sen. The lad nanoparticles can be narrow-band or broad-band electromagnetic radiation or be excited by a particle beam. The Qualitative and / or quantitative detection of the particles is carried out by measuring a Change in the absorption and / or scatter and / or diffraction of this radiation or by measuring material-specific fluorescent light or its changes tion.  

Die lad-Nanoteilchen haben eine nahezu sphärische Morphologie mit Ausdehnungen im Bereich von 1 nm bis 1 µm, bevorzugt im Bereich von 2 nm bis 100 nm, beson­ ders bevorzugt im Bereich von 2 nm bis unter 20 nm und ganz besonders bevorzugt zwischen 2 nm und 10 nm. Unter Ausdehnungen wird der maximale Abstand von zwei auf der Oberfläche eines lad-Teilchens liegenden Punkte verstanden. Die lad- Nanoteilchen können auch eine ellipsoidförmige Morphologie besitzen oder facetiert sein mit Ausdehnungen, die in den oben angegeben Grenzen liegen. Die lad- Nanoteilchen können darüber hinaus auch eine ausgeprägte nadelförmige Morpholo­ gie aufweisen mit einer Breite von 3 nm bis 50 nm, bevorzugt von 3 nm bis unter 20 nm und einer Länge von 20 nm bis 5 µm, bevorzugt von 20 nm bis 500 nm. Die Teilchengröße kann mit der Methode der Ultrazentrifugation, der Gelpermeations­ chromatographie oder mittels Elektronenmikroskopie bestimmt werden.The lad nanoparticles have an almost spherical morphology with dimensions in the range from 1 nm to 1 μm, preferably in the range from 2 nm to 100 nm, in particular preferably in the range from 2 nm to below 20 nm and very particularly preferred between 2 nm and 10 nm. The maximum distance of understood two points lying on the surface of a lad particle. The lad Nanoparticles can also have an ellipsoidal morphology or beveled be with dimensions that are within the limits given above. The lad Nanoparticles can also have a pronounced acicular morpholo Gie have a width of 3 nm to 50 nm, preferably from 3 nm to below 20 nm and a length of 20 nm to 5 microns, preferably from 20 nm to 500 nm Particle size can be determined using the method of ultracentrifugation, the gel permeation chromatography or using electron microscopy.

Im Sinne der Erfindung geeignete Materialien für die lad-Nanoteilchen sind anorga­ nische Nanokristalle, deren Kristallgitter (Wirtsmaterial) mit Fremdionen dotiert ist. Hierunter zählen insbesondere alle Materialien und Materialklassen, die als soge­ nannte Phosphore z. B. in Leuchtschirmen (z. B. für Elektronenstrahlröhren) oder als Beschichtungsmaterial in Fluoreszenzlampen (für Gasentladungslampen) Verwen­ dung finden, wie sie zum Beispiel in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, WILEY-VCH, 6th edition, 1999 Electronic Release, Kapitel "Luminescent Materials: 1. Inorganic Phosphors" genannt sind, sowie die aus dem oben zitierten Stand der Technik bekannten lumineszierenden anorganischen dotierten Nanoteilchen. In diesen Materialien dienen die Fremdionen als Aktivatoren für die Emission von Fluoreszenzlicht nach Anregung durch UV-, sichtbares oder IR- Licht, Röntgen- oder Gammastrahlen oder Elektronenstrahlen. Bei einigen Materialien werden auch mehrere Sorten von Fremdionen in das Wirtsgitter ein­ gebaut, um einerseits Aktivatoren für die Emission zu erzeugen und um andererseits die Anregung des Teilchensystems effizienter zu gestalten oder um die Absorptions­ wellenlänge durch Verschiebung an die Wellenlänge einer gegebenen Anregungs­ lichtquelle anzupassen (sogenannte Sensitizer). Der Einbau mehrerer Sorten von Fremdionen kann auch dazu dienen, gezielt eine bestimmte Kombination von Fluoreszenzbanden, die von einem Teilchen emittiert werden sollen, einzustellen.Materials suitable for the lad nanoparticles in the sense of the invention are inorganic nanocrystals, the crystal lattice (host material) of which is doped with foreign ions. These include in particular all materials and material classes that are known as so-called phosphors such. B. in fluorescent screens (z. B. for electron beam tubes) or as a coating material in fluorescent lamps (for gas discharge lamps) use, as used for example in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, WILEY-VCH, 6 th edition, 1999 Electronic Release, chapter " Luminescent Materials: 1. Inorganic Phosphors "are mentioned, as well as the luminescent inorganic doped nanoparticles known from the prior art cited above. In these materials, the foreign ions serve as activators for the emission of fluorescent light after excitation by UV, visible or IR light, X-rays or gamma rays or electron beams. For some materials, several types of foreign ions are built into the host lattice, on the one hand to generate activators for the emission and on the other hand to make the excitation of the particle system more efficient or to adjust the absorption wavelength by shifting to the wavelength of a given excitation light source (so-called Sensitizer). The incorporation of several types of foreign ions can also be used to specifically set a specific combination of fluorescence bands that are to be emitted by a particle.

Das Wirtsmaterial der lad-Nanoteilchen besteht vorzugsweise aus Verbindungen des Typs XY. Dabei ist X ein Kation aus Elementen der Hauptgruppen 1a, 2a, 3a, 4a der Nebengruppen 2b, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b oder der Lanthaniden des Periodensystems. In einigen Fällen kann X auch eine Kombination bzw. Mischung aus den genannten Elementen sein. Y kann ein mehratomiges Anion, enthaltend ein oder mehrere Ele­ ment(e) der Hauptgruppen 3a, 4a, 5a, der Nebengruppen 3b, 4b, 5b, 6b, 7b und/oder 8b sowie Elemente der Hauptgruppen 6a und/oder 7a, sein. Y kann aber auch ein einatomiges Anion aus der Hauptgruppe 5a, 6a oder 7a des Periodensystems sein. Das Wirtsmaterial der lad-Nanoteilchen kann auch aus einem Element der Haupt­ gruppe 4a des Periodensystems bestehen. Als Dotierung können Elemente der Haupt­ gruppen 1a, 2a oder aus der Gruppe enthaltend Al, Cr, Tl, Mn, Ag, Cu, As, Nb, Nd, Ni, Ti, In, Sb, Ga, Si, Pb, Bi, Zn, Co und/oder Elemente der Lanthaniden dienen. Auch Kombinationen von zwei oder mehreren dieser Elemente können in unter­ schiedlichen relativen Konzentrationen zueinander als Dotierungsmaterial dienen. Die Konzentration des Dotierungsmaterials im Wirtsgitter beträgt zwischen 10-5 mol% und 50 mol%, bevorzugt zwischen 0,01 mol% und 30 mol%, besonders bevor­ zugt zwischen 0,1 mol% und 20 mol%.The host material of the lad nanoparticles preferably consists of compounds of the type XY. X is a cation from elements of main groups 1a, 2a, 3a, 4a of subgroups 2b, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b or the lanthanides of the periodic table. In some cases, X can also be a combination or mixture of the elements mentioned. Y can be a polyatomic anion containing one or more element (s) of main groups 3a, 4a, 5a, subgroups 3b, 4b, 5b, 6b, 7b and / or 8b and elements of main groups 6a and / or 7a. Y can also be a monatomic anion from main group 5a, 6a or 7a of the periodic table. The host material of the lad nanoparticles can also consist of an element of main group 4a of the periodic table. As doping elements of the main groups 1a, 2a or from the group containing Al, Cr, Tl, Mn, Ag, Cu, As, Nb, Nd, Ni, Ti, In, Sb, Ga, Si, Pb, Bi, Zn , Co and / or elements of the lanthanides are used. Combinations of two or more of these elements can also serve as doping material in different relative concentrations to one another. The concentration of the doping material in the host lattice is between 10 -5 mol% and 50 mol%, preferably between 0.01 mol% and 30 mol%, particularly preferably between 0.1 mol% and 20 mol%.

Bevorzugt werden Sulfide, Selenide, Sulfoselenide, Oxysulfide, Borate, Aluminate, Gallate, Silikate, Germanate, Phosphate, Halophosphate, Oxide, Arsenate, Vanadate, Niobate, Tantalate, Sulfate, Wolframate, Molybdate, Alkalihalogenide sowie andere Halogenide oder Nitride als Wirtsmaterialien für die lad-Nanoteilchen verwendet. Beispiele für diese Materialklassen sind zusammen mit den entsprechenden Dotie­ rungen in der folgenden Liste angegeben (Materialien des Typs B : A mit B = Wirts­ material und A = Dotierungsmaterial):
LiI : Eu; NaI : Tl; CsI : Tl; CsI : Na; LiF : Mg; LiF : Mg,Ti; LiF : Mg,Na; KMgF3 : Mn; Al2O3 : Eu; BaFCl : Eu; BaFCl : Sm; BaFBr : Eu; BaFCl0,5Br0,5 : Sm; BaY2F8 : A (A = Pr, Tm, Er, Ce); BaSi2O5 : Pb; BaMg2Al16O27 : Eu; BaMgAl14O23 : Eu; BaMgAl10O17 : Eu; BaMgAl2O3 : Eu; Ba2P2O7 : Ti; (Ba,Zn,Mg)3Si2O7 : Pb; Ce(Mg,Ba)Al11O19; Ce0,65Tb0,35MgAl11O19 : Ce,Tb; MgAl11O19 : Ce,Tb; MgF2 : Mn; MgS : Eu; MgS : Ce; MgS : Sm; MgS : (Sm,Ce); (Mg,Ca)S : Eu; MgSiO3 : Mn; 3,5MgO.0,5MgF2.GeO2 : Mn; MgWO4 : Sm; MgWO4 : Pb; 6MgO.As2O5 : Mn; (Zn,Mg)F2 : Mn; (Zn4Be)SO4 : Mn; Zn2SiO4 : Mn; Zn2SiO4 : Mn,As; ZnO : Zn; ZnO : Zn,Si,Ga; Zn3(PO4)2 : Mn; ZnS : A (A = Ag, Al, Cu); (Zn,Cd)S : A (A = Cu, Al, Ag, Ni); CdBO4 : Mn; CaF2 : Mn; CaF2 : Dy; CaS : A (A = Lanthanide, Bi); (Ca,Sr)S : Bi; CaWO4 : Pb; CaWO4 : Sm; CaSO4 : A (A = Mn, Lanthanide); 3Ca3(PO4)2.Ca(F,Cl)2 : Sb,Mn; CaSiO3 : Mn,Pb; Ca2Al2Si2O7 : Ce; (Ca,Mg)SiO3 : Ce; (Ca,Mg)SiO3 : Ti; 2SrO.6(B2O3).SrF2 : Eu; 3Sr3(PO4)2.CaCl2 : Eu; A3(PO4)2.ACl2 : Eu (A = Sr, Ca, Ba); (Sr,Mg)2P2O7 : Eu; (Sr,Mg)3(PO4)2 : Sn; SrS : Ce; SrS : Sm,Ce; SrS : Sm; SrS : Eu; SrS : Eu,Sm; SrS : Cu,Ag; Sr2P2O7 : Sn; Sr2P2O7 : Eu; Sr4Al14O25 : Eu; SrGa2S4 : A (A = Lanthanide, Pb); SrGa2S4 : Pb; Sr3Gd2Si6O18 : Pb,Mn; YF3 : Yb,Er; YF3 : Ln (Ln = Lanthanide); YLiF4 : Ln (Ln = Lan­ thanide); Y3Al5O12 : Ln (Ln = Lanthanide); YAl3(BO4)3 : Nd,Yb; (Y,Ga)BO3 : Eu; (Y,Gd)BO3 : Eu; Y2Al3Ga2O12 : Tb; Y2SiO5 : Ln (Ln = Lanthanide); Y2O3 : Ln (Ln = Lanthanide); Y2O2S : Ln (Ln = Lanthanide); YVO4 : A (A = Lanthanide, In); Y(P,V)O4 : Eu; YTaO4 : Nb; YAlO3 : A (A = Pr, Tm, Er, Ce); YOCl : Yb,Er; LnPO4 : Ce,Tb (Ln = Lanthanide oder Mischungen von Lanthaniden); LuVO4 : Eu; GdVO4 : Eu; Gd2O2S : Tb; GdMgB5O10 : Ce,Tb; LaOBr : Tb; La2O2S : Tb; LaF3 : Nd,Ce; BaYb2F8 : Eu; NaYF4 : Yb,Er; NaGdF4 : Yb,Er; NaLaF4 : Yb,Er; LaF3 : Yb,Er,Tm; BaYF5 : Yb,Er; Ga2O3 : Dy; GaN : A (A = Pr, Eu, Er, Tm); Bi4Ge3O12; LiNbO3 : Nd,Yb; LiNbO3 : Er; LiCaAlF6 : Ce; LiSrAlF6 : Ce; LiLuF4 : A (A = Pr, Tm, Er, Ce); Li2B4O7 : Mn : SiOx : Er,Al (0 ≦ x ≦ 2).Sulfides, selenides, sulfoselenides, oxysulfides, borates, aluminates, gallates, silicates, germanates, phosphates, halophosphates, oxides, arsenates, vanadates, niobates, tantalates, sulfates, tungstates, molybdates, alkali halides and other halides or nitrides are preferred as host materials for the lad nanoparticles used. Examples of these material classes are given together with the corresponding dopants in the following list (type B materials: A with B = host material and A = doping material):
LiI: Eu; NaI: Tl; CsI: Tl; CsI: Na; LiF: Mg; LiF: Mg, Ti; LiF: Mg, Na; KMgF 3 : Mn; Al 2 O 3 : Eu; BaFCl: Eu; BaFCl: Sm; BaFBr: Eu; BaFCl 0.5 Br 0.5 : Sm; BaY 2 F 8 : A (A = Pr, Tm, Er, Ce); BaSi 2 O 5 : Pb; BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu; BaMgAl 14 O 23 : Eu; BaMgAl 10 O 17 : Eu; BaMgAl 2 O 3 : Eu; Ba 2 P 2 O 7 : Ti; (Ba, Zn, Mg) 3 Si 2 O 7 : Pb; Ce (Mg, Ba) Al 11 O 19 ; Ce 0.65 Tb 0.35 MgAl 11 O 19 : Ce, Tb; MgAl 11 O 19 : Ce, Tb; MgF 2 : Mn; MgS: Eu; MgS: Ce; MgS: Sm; MgS: (Sm, Ce); (Mg, Ca) S: Eu; MgSiO 3 : Mn; 3.5MgO.0.5MgF 2 .GeO 2 : Mn; MgWO 4 : Sm; MgWO 4 : Pb; 6MgO.As 2 O 5 : Mn; (Zn, Mg) F 2 : Mn; (Zn 4 Be) SO 4 : Mn; Zn 2 SiO 4 : Mn; Zn 2 SiO 4 : Mn, As; ZnO: Zn; ZnO: Zn, Si, Ga; Zn 3 (PO 4 ) 2 : Mn; ZnS: A (A = Ag, Al, Cu); (Zn, Cd) S: A (A = Cu, Al, Ag, Ni); CdBO 4 : Mn; CaF 2 : Mn; CaF 2 : Dy; CaS: A (A = lanthanides, Bi); (Ca, Sr) S: Bi; CaWO 4 : Pb; CaWO 4 : Sm; CaSO 4 : A (A = Mn, lanthanide); 3Ca 3 (PO 4 ) 2 .Ca (F, Cl) 2 : Sb, M n ; CaSiO 3 : Mn, Pb; Ca 2 Al 2 Si 2 O 7 : Ce; (Ca, Mg) SiO 3 : Ce; (Ca, Mg) SiO 3 : Ti; 2SrO.6 (B 2 O 3 ) .SrF 2 : Eu; 3Sr 3 (PO 4 ) 2 .CaCl 2 : Eu; A 3 (PO 4 ) 2 .ACl 2 : Eu (A = Sr, Ca, Ba); (Sr, Mg) 2 P 2 O 7 : Eu; (Sr, Mg) 3 (PO 4 ) 2 : Sn; SrS: Ce; SrS: Sm, Ce; SrS: Sm; SrS: Eu; SrS: Eu, Sm; SrS: Cu, Ag; Sr 2 P 2 O 7 : Sn; Sr 2 P 2 O 7 : Eu; Sr 4 Al 14 O 25 : Eu; SrGa 2 S 4 : A (A = lanthanide, Pb); SrGa 2 S 4 : Pb; Sr 3 Gd 2 Si 6 O 18 : Pb, Mn; YF 3 : Yb, Er; YF 3 : Ln (Ln = lanthanide); YLiF 4 : Ln (Ln = Lan thanide); Y 3 Al 5 O 12 : Ln (Ln = lanthanide); YAl 3 (BO 4 ) 3 : Nd, Yb; (Y, Ga) BO 3 : Eu; (Y, Gd) BO 3 : Eu; Y 2 Al 3 Ga 2 O 12 : Tb; Y 2 SiO 5 : Ln (Ln = lanthanide); Y 2 O 3 : Ln (Ln = lanthanide); Y 2 O 2 S: Ln (Ln = lanthanide); YVO 4 : A (A = lanthanide, In); Y (P, V) O 4 : Eu; YTaO 4 : Nb; YAlO 3 : A (A = Pr, Tm, Er, Ce); YOCl: Yb, Er; LnPO 4 : Ce, Tb (Ln = lanthanides or mixtures of lanthanides); LuVO 4 : EU; GdVO 4 : Eu; Gd 2 O 2 S: Tb; GdMgB 5 O 10 : Ce, Tb; LaOBr: Tb; La 2 O 2 S: Tb; LaF 3 : Nd, Ce; BaYb 2 F 8 : Eu; NaYF 4 : Yb, Er; NaGdF 4 : Yb, Er; NaLaF 4 : Yb, Er; LaF 3 : Yb, Er, Tm; BaYF 5 : Yb, Er; Ga 2 O 3 : Dy; GaN: A (A = Pr, Eu, Er, Tm); Bi 4 Ge 3 O 12 ; LiNbO 3 : Nd, Yb; LiNbO 3 : He; LiCaAlF 6 : Ce; LiSrAlF 6 : Ce; LiLuF 4 : A (A = Pr, Tm, Er, Ce); Li 2 B 4 O 7 : Mn: SiO x : Er, Al (0 ≦ x ≦ 2).

Besonders bevorzugt werden folgende Materialien als lad-Nanoteilchen verwendet:
YVO4 : Eu, YVO4 : Sm, YVO4 : Dy, LaPO4 : Eu, LaPO4 : Ce, LaPO4 : Ce,Tb, LaPO4 : Ce,Dy, LaPO4 : Ce,Nd, ZnS : Tb, ZnS : TbF3, ZnS : Eu, ZnS : EuF3, Y2O3 : Eu, Y2O2S : Eu, Y2SiO5 : Eu, SiO2 : Dy, SiO2 : Al, Y2O3 : Tb, CdS : Mn, ZnS : Tb, ZnS : Ag, ZnS : Cu. Unter den besonders bevorzugten Materialien werden insbesondere diejeni­ gen ausgewählt, die eine kubische Gitterstruktur des Wirtsgitters besitzen, da bei diesen Materialien die Zahl der einzelnen Fluoreszenzbanden minimal wird. Bei­ spiele hierfür sind: MgF2 : Mn, ZnS : Mn, ZnS : Ag, ZnS : Cu, CaSiO3 : Ln, CaS : Ln, CaO : Ln, ZnS : Ln, Y2O3 : Ln oder MgF2 : Ln (Ln = Lanthaniden).The following materials are particularly preferably used as lad nanoparticles:
YVO 4 : Eu, YVO 4 : Sm, YVO 4 : Dy, LaPO 4 : Eu, LaPO 4 : Ce, LaPO 4 : Ce, Tb, LaPO 4 : Ce, Dy, LaPO 4 : Ce, Nd, ZnS: Tb, ZnS: TbF 3 , ZnS: Eu, ZnS: EuF 3 , Y 2 O 3 : Eu, Y 2 O 2 S: Eu, Y 2 SiO 5 : Eu, SiO 2 : Dy, SiO 2 : Al, Y 2 O 3 : Tb, CdS: Mn, ZnS: Tb, ZnS: Ag, ZnS: Cu. Among the particularly preferred materials, those are selected which have a cubic lattice structure of the host lattice, since the number of individual fluorescence bands is minimal with these materials. Examples are: MgF 2 : Mn, ZnS: Mn, ZnS: Ag, ZnS: Cu, CaSiO 3 : Ln, CaS: Ln, CaO: Ln, ZnS: Ln, Y 2 O 3 : Ln or MgF 2 : Ln (Ln = lanthanides).

Die einfache Nachweissonde enthält lumineszierende anorganische dotierte Nanoteil­ chen (lad-Nanoteilchen), die nach Anregung mit einer Strahlungsquelle durch Absorption und/oder Streuung und/oder Beugung der Anregungsstrahlung oder durch Emission von Fluoreszenzlicht nachweisbar sind und deren Oberfläche so präpariert ist, dass Affinitätsmoleküle zum Nachweis einer biologischen oder sonstigen organi­ schen Substanz an diese präparierte Oberfläche ankoppeln können.The simple detection probe contains luminescent inorganic doped nanoparticles chen (lad nanoparticles), which after excitation with a radiation source Absorption and / or scattering and / or diffraction of the excitation radiation or by Emission of fluorescent light are detectable and their surface prepared in this way is that affinity molecules for the detection of a biological or other organi be able to couple the substance to this prepared surface.

Die Präparation der Oberfläche kann darin bestehen, dass die Oberfläche der lad- Nanoteilchen chemisch modifiziert ist und/oder reaktive Gruppen und/oder kovalent oder nicht-kovalent gebundene Verbindungsmoleküle aufweist.The preparation of the surface can consist in that the surface of the load Nanoparticle is chemically modified and / or reactive groups and / or covalent or has non-covalently bound compound molecules.

Als Beispiel einer chemischen Modifikation der Oberfläche des lad-Nanoteilchens sei die Umhüllung des lad-Nanoteilchens mit Silica genannt: Silica ermöglicht eine einfache chemische Konjugation von organischen Molekülen, da Silica sehr leicht mit organischen Linkem wie z. B. Triethoxysilanen oder Chlorsilanen reagiert.As an example of a chemical modification of the surface of the lad nanoparticle Let us mention the coating of the lad nanoparticle with silica: silica enables one simple chemical conjugation of organic molecules because silica is very light with organic linkers such as B. triethoxysilanes or chlorosilanes.

Eine weitere Möglichkeit der Präparation der Oberfläche der lad-Nanoteilchen be­ steht darin, die oxidischen Übergangsmetallverbindungen, aus denen die lad-Nano­ teilchen bestehen, mit Chlorgas oder organischen Chlorierungsagenzien in die ent­ sprechenden Oxichloride zu überführen. Diese Oxichloride reagieren ihrerseits mit Nukleophilen wie z. B. Aminogruppen unter Bildung von Übergangsmetallstickstoff­ verbindungen. Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel über die Aminogruppen von Lysinseitenketten eine direkte Konjugation von Proteinen erzielen. Die Konjugation mit Proteinen nach der Oberflächenmodifikation mit Oxichloriden kann auch durch Verwendung eines bifunktionellen Linkers wie Maleimidopropionsäurehydrazid be­ werkstelligt werden. Another way of preparing the surface of the lad nanoparticles be is the oxidic transition metal compounds that make up the lad nano consist of particles with chlorine gas or organic chlorination agents in the ent to convert speaking oxychloride. These oxychlorides in turn react with Nucleophiles such as B. amino groups to form transition metal nitrogen links. In this way, for example, the amino groups of Lysine side chains achieve a direct conjugation of proteins. The conjugation with proteins after surface modification with oxychlorides can also by Use of a bifunctional linker such as maleimidopropionic acid hydrazide be made.  

Für nicht-kovalente Verknüpfungen eignen sich dabei besonders kettenförmige Moleküle mit einer der Oberfläche des lad-Nanoteilchen entgegengesetzten Polarität oder Ladung. Als Beispiele für Verbindungsmoleküle, die nicht-kovalent mit den lad-Nanoteilchen verknüpft sind, seien anionische, kationische oder zwitterionische Detergenzien, saure oder basische Proteine, Polyamine, Polyamide oder Polysulfon- oder Polycarbonsäuren genannt. Die Adsorption dieser Moleküle auf die Oberfläche des lad-Nanoteilchens lässt sich durch einfache Koinkubation erzielen. Die Anbin­ dung eines Affinitätsmoleküls an diese nicht-kovalent gebundenen Verbindungsmo­ leküle kann dann mit Standardmethoden der Organischen Chemie erfolgen wie Oxi­ dation, Halogenierung, Alkylierung, Acylierung, Addition, Substitution oder Ami­ dierung des adsorbierten oder adsorbierbaren Materials. Diese Methoden zur Anbin­ dung eines Affinitätsmoleküls an das nicht-kovalent gebundene Verbindungsmole­ kül, kann vor Adsorption an das lad-Nanoteilchen auf das Verbindungsmolekül angewendet werden, oder nachdem es bereits an das lad-Nanoteilchen adsorbiert ist.Chain-shaped ones are particularly suitable for non-covalent linkages Molecules with opposite polarity to the surface of the lad nanoparticle or cargo. As examples of compound molecules that are non-covalent with the lad nanoparticles are linked, be anionic, cationic or zwitterionic Detergents, acidic or basic proteins, polyamines, polyamides or polysulfone or called polycarboxylic acids. The adsorption of these molecules on the surface of the lad nanoparticle can be achieved by simple coincubation. The worship formation of an affinity molecule for this non-covalently bound connecting mo leküle can then be done using standard organic chemistry methods such as oxi dation, halogenation, alkylation, acylation, addition, substitution or ami dation of the adsorbed or adsorbable material. These methods to start formation of an affinity molecule on the non-covalently bound connecting mole cool, can adsorb to the lad nanoparticle on the compound molecule be applied, or after it is already adsorbed on the lad nanoparticle.

Nicht nur die Oberfläche der lad-Nanoteilchen kann reaktive Gruppen aufweisen, sondern auch die angebundenen Verbindungsmoleküle können ihrerseits auch reaktive Gruppen aufweisen, die als Anknüpfungspunkte an der Oberfläche des lad- Nanoteilchens oder an weiteren Verbindungsmolekülen oder Affinitätsmolekülen dienen können. Solche reaktiven Gruppen, die sowohl geladen, ungeladen oder mit Partialladungen versehen sein können, können sowohl an der Oberfläche der lad- Nanoteilchen als auch Teil der Verbindungsmoleküle sein. Mögliche reaktive funk­ tionale Gruppen können Aminogruppen, Carbonsäuregruppen, Thiole, Thioether, Disulfide, Imidazole, Guanidine, Hydroxylgruppen, Indole, vicinale Diole, Aldehyde, alpha-Haloacetylgruppen, N-Maleimide, Quecksilberorganyle, Arylhalo­ genide, Säureanhydride, Isocyanate, Isothiocyanate, Sulfonsäurehalogenide, Imido­ ester, Diazoacetate, Diazoniumsalze, 1,2-Diketone, alpha-beta-ungesättigte Carbonylverbindungen, Phosphonsäuren, Phosphorsäureester, Sulfonsäuren, Azolide oder Derivate der genannten Gruppen sein. Not only the surface of the lad nanoparticles can have reactive groups, but also the attached connection molecules can also turn have reactive groups that act as connecting points on the surface of the Nanoparticles or on other connecting molecules or affinity molecules can serve. Such reactive groups that are both charged, uncharged or with Partial loads can be provided, can both on the surface of the load Nanoparticles as well as part of the connecting molecules. Possible reactive radio tional groups can be amino groups, carboxylic acid groups, thiols, thioethers, Disulfides, imidazoles, guanidines, hydroxyl groups, indoles, vicinal diols, Aldehydes, alpha-haloacetyl groups, N-maleimides, mercury organyls, aryl halo genides, acid anhydrides, isocyanates, isothiocyanates, sulfonic acid halides, imido esters, diazoacetates, diazonium salts, 1,2-diketones, alpha-beta-unsaturated Carbonyl compounds, phosphonic acids, phosphoric acid esters, sulfonic acids, azolides or derivatives of the groups mentioned.  

Auch Nukleinsäuremoleküle können als Verbindungsmoleküle dienen. Sie bilden die Verbindung zu einem Affinitätsmolekül, das seinerseits Nukleinsäuremoleküle mit zu den Verbindungsmolekülen komplementären Sequenzen enthält.Nucleic acid molecules can also serve as connecting molecules. They form the Connection to an affinity molecule, which in turn contains nucleic acid molecules contains sequences complementary to the connecting molecules.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin die Bereitstellung einer erwei­ terten Nachweissonde, die aus einer Kombination der einfachen Nachweissonde mit einem oder mehreren Affinitätsmolekülen oder mehreren miteinander gekoppelten Affinitätsmolekülen besteht. Diese Affinitätsmoleküle bzw. die Kombination ver­ schiedener Affinitätsmoleküle werden auf Basis ihrer spezifischen Affinität gegen­ über der biologischen Substanz ausgewählt, um deren Präsenz oder Abwesenheit nachzuweisen zu können. Es kann dabei jedes Molekül oder jede Kombination von Molekülen als Affmitätsmoleküle verwendet werden, die sich einerseits an die einfa­ chen Nachweissonden konjugieren lassen und andererseits spezifisch an die nachzu­ weisende biologische oder sonstige organische Substanz anbinden. Die einzelnen Be­ standteile einer Kombination von Molekülen können gleichzeitig oder nacheinander auf die einfachen Nachweissonden aufgebracht werden.The present invention also provides an expansive tert detection probe, which consists of a combination of the simple detection probe with one or more affinity molecules or several coupled together Affinity molecules exist. These affinity molecules or the combination ver Different affinity molecules are compared based on their specific affinity selected over the biological substance for its presence or absence to be able to prove. It can be any molecule or any combination of Molecules are used as affinity molecules, which on the one hand adhere to the simpl let conjugate detection probes and on the other hand specifically to the bind pointing biological or other organic substance. The individual Be Components of a combination of molecules can be used simultaneously or in succession be applied to the simple detection probes.

Generell können solche Affinitätsmoleküle verwendet werden, wie sie auch bei den im Stand der Technik beschriebenen fluoreszierenden organischen Farbstoffmolekü­ len benutzt werden, um diese spezifisch an die nachzuweisende biologische oder sonstige organische Substanz zu binden. Ein Affinitätssmolekül kann ein mono­ klonaler oder polyklonaler Antikörper, ein anderes Protein, ein Peptid, ein Oligo­ nukleotid, ein Plasmid oder ein anderes Nukleinsäuremolekül, ein Oligo- oder Poly­ saccharid oder ein Hapten, wie Biotin oder Digoxin oder ein niedermolekulares syn­ thetisches oder natürliches Antigen sein. Eine Liste solcher Moleküle sind in der allgemein zugänglichen Literatur veröffentlicht, z. B. in "Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals" (7th edition, CD-ROM) von R. P. Hauglund, Mole­ cular Probes, Inc.In general, such affinity molecules can be used as are also used in the fluorescent organic dye molecules described in the prior art in order to bind them specifically to the biological or other organic substance to be detected. An affinity molecule can be a monoclonal or polyclonal antibody, another protein, a peptide, an oligonucleotide, a plasmid or another nucleic acid molecule, an oligosaccharide or polysaccharide or a hapten such as biotin or digoxin or a low molecular weight synthetic or natural antigen his. A list of such molecules is published in the publicly available literature, e.g. As in "Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals" (7 th edition, CD-ROM) of RP Hauglund, Mole cular Probes, Inc.

Die Affinität der erweiterten Nachweissonde gegenüber dem nachzuweisenden bio­ logischen Agens ist im allgemeinen dadurch gegeben, dass die einfache Nachweis­ sonde mit einem - normalerweise organischen - Affinitätsmolekül gekoppelt ist, das die gewünschte Affinität gegenüber dem nachzuweisenden Agens besitzt. Dabei werden reaktive Gruppen auf der Oberfläche des Affinitätsmoleküls und der einfa­ chen Nachweissonde genutzt, um diese beiden kovalent oder nicht-kovalent zu bin­ den. Reaktive Gruppen auf der Oberfläche des Affinitätsmoleküls sind dabei Amino­ gruppen, Carbonsäuregruppen, Thiole, Thioether, Disulfide, Imidazole, Guanidine, Hydroxylgruppen, Indole, vicinale Diole, Aldehyde, alpha-Haloacetylgruppen, N- Maleimide, Quecksilberorganyle, Arylhalogenide, Säureanhydride, Isocyanate, Isothiocyanate, Sulfonsäurehalogenide, Imidoester, Diazoacetate, Diazoniumsalze, 1,2-Diketone, alpha-beta-ungesättigte Carbonylverbindungen oder Azolide. Auf der Oberfläche der einfachen Nachweissonde können die weiter oben beschriebenen Gruppen zur Konjugation des Affinitätsmoleküls verwendet werden.The affinity of the extended detection probe for the bio to be detected Logical agent is generally given by the simple proof  probe is coupled to a - usually organic - affinity molecule that has the desired affinity for the agent to be detected. there reactive groups on the surface of the affinity molecule and the simple Chen detection probe used to be these two covalent or non-covalent the. Reactive groups on the surface of the affinity molecule are amino groups, carboxylic acid groups, thiols, thioethers, disulfides, imidazoles, guanidines, Hydroxyl groups, indoles, vicinal diols, aldehydes, alpha-haloacetyl groups, N- Maleimides, mercury organyls, aryl halides, acid anhydrides, isocyanates, Isothiocyanates, sulfonic acid halides, imido esters, diazoacetates, diazonium salts, 1,2-diketones, alpha-beta-unsaturated carbonyl compounds or azolides. On the The surface of the simple detection probe can be those described above Groups can be used to conjugate the affinity molecule.

Als eine unter vielen Möglichkeiten, eine einfache Nachweissonde mit einem Protein als Affinitätsmolekül zu verknüpfen, sei die folgende Reaktion genannt. Ein Silika- überzogenes lad-Nanoteilchen reagiert mit 3-Aminopropyltriethoxysilan (Pierce, Rockford, IL, USA) und es folgt anschließend eine SMCC-Aktivierung (Succinimi­ dyl-4-[N-maleimidomethyl]-cyclohexan-1-carboxylat) (Pierce). Die für die Reaktion an dieses aktivierte lad-Nanoteilchen benötigten proteingebundenen Thiolgruppen können durch die Reaktion eines Lysin enthaltenden Proteins mit 2-Iminothiolan (Pierce) erzeugt werden. Dabei reagieren Lysinseitenketten des zu konjugierenden Proteins mit 2-Iminothiolan unter Ringöffnung und Thioamidinbildung. Die dabei gebildeten, kovalent mit dem Protein verknüpften Thiolgruppen vermögen dann in einer Hetero-Michael Addition mit den auf die Oberfläche der einfachen Nachweis­ sonde konjugierten Maleimidgruppen reagieren, um eine kovalente Bindung zwi­ schen Protein als Affinitätsmolekül und der einfachen Nachweissonde auszubilden.As one of many possibilities, a simple detection probe with a protein The following reaction may be mentioned as an affinity molecule. A silica coated lad nanoparticle reacts with 3-aminopropyltriethoxysilane (Pierce, Rockford, IL, USA) and an SMCC activation (Succinimi dyl-4- [N-maleimidomethyl] cyclohexane-1-carboxylate) (Pierce). The one for the reaction protein-bound thiol groups are required on this activated lad nanoparticle can by the reaction of a lysine-containing protein with 2-iminothiolane (Pierce) are generated. Lysine side chains of the conjugate react Protein with 2-iminothiolane with ring opening and thioamidine formation. The one there The thiol groups formed and covalently linked to the protein are then able to a hetero Michael addition with the simple proof on the surface probe conjugated maleimide groups react to a covalent bond between the protein as an affinity molecule and the simple detection probe.

Neben der oben genannten Möglichkeit, erweiterte Nachweissonden durch Kopplung aus Affinitätsmolekül und einfacher Nachweissonden zu bilden, gibt es zahllose andere Verfahren, die aus der bekannten Reaktivität zahlreicher käuflicher Linker- Moleküle ableitbar sind. In addition to the possibility mentioned above, extended detection probes by coupling There are countless ways of forming them from affinity molecules and simple detection probes other processes based on the known reactivity of numerous commercially available linkers Molecules are derivable.  

Außer kovalenten Verknüpfungen zwischen einfacher Nachweissonde und Affini­ tätsmolekül sind nicht-kovalente, selbst-organisierte Verbindungen realisierbar. Als eine Möglichkeit sei hierbei die Verknüpfung von einfachen Nachweissonden mit Biotin als Verbindungsmolekül mit Avidin- oder Streptavidin- gekoppelten Afini­ tätsmolekülen genannt.Except for covalent links between a simple detection probe and Affini ncovalent, self-organized compounds can be realized. As one possibility is to link simple detection probes with Biotin as a connecting molecule with avidin or streptavidin-coupled Afini called molecules of activity.

Eine weitere nicht-kovalente selbst-organisierte Verbindung zwischen einfacher Nachweissonde und Affinitätsmolekül besteht in der Wechselwirkung von einfachen Nachweissonden enthaltend Nukleinsäuremoleküle mit komplementären Sequenzen, die auf die Oberfläche eines Affinitätsmoleküls konjugiert sind.Another non-covalent self-organized connection between simpler Detection probe and affinity molecule consists in the interaction of simple ones Detection probes containing nucleic acid molecules with complementary sequences, that are conjugated to the surface of an affinity molecule.

Eine erweiterte Nachweissonde kann auch dadurch gebildet werden, dass Nuklein­ säuresequenzen direkt an die präparierte Oberfläche einer einfachen Nachweissonde gebunden sind oder die reaktive Gruppe eines Affmitätsmoleküls bilden. Eine solche erweiterte Nachweissonde wird für den Nachweis von Nukleinsäuremolekülen mit komplementären Sequenzen verwendet.An extended detection probe can also be formed by using nucleus acid sequences directly on the prepared surface of a simple detection probe are bound or form the reactive group of an affinity molecule. Such Extended detection probe is used for the detection of nucleic acid molecules complementary sequences used.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer einfachen Nachweissonde, ein Verfahren zur Herstellung der erweiterten Nachweissonde und ein Verfahren zum Nachweis einer bestimmten Substanz in einem biologischen Material.The present invention furthermore relates to a process for the production a simple detection probe, a method of manufacturing the advanced Detection probe and a method for the detection of a specific substance in a biological material.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der einfachen Nachweissonde ent­ hält die Schritte:
The method according to the invention for producing the simple detection probe includes the steps:

  • a) Herstellung von lad-Nanoteilchen,a) production of lad nanoparticles,
  • b) chemische Modifikation der Oberfläche der lad-Nanoteilchen und/oderb) chemical modification of the surface of the lad nanoparticles and / or
  • c) Herstellung reaktiver Gruppen auf der Oberfläche der lad-Nanoteilchen und/oder c) Production of reactive groups on the surface of the lad nanoparticles and or  
  • d) Verbindung eines oder mehrerer Verbindungsmoleküle mit der Oberfläche der lad-Nanoteilchen durch kovalente oder nicht-kovalente Bindung.d) connection of one or more connection molecules to the surface the lad nanoparticles by covalent or non-covalent bonding.

Bevorzugt ist die Verteilungsbreite der Ausdehnungen der in Schritt a) hergestellten lad-Nanoteilchen auf einen Bereich von +/-20% einer mittleren Ausdehnung einge­ schränkt.The distribution width of the dimensions of those produced in step a) is preferred lad nanoparticles in a range of +/- 20% of an average extent limits.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der erweiterten Nachweissonde enthält die Schritte:
The method according to the invention for producing the extended detection probe contains the steps:

  • a) Bereitstellung der einfachen Nachweissonde,a) provision of the simple detection probe,
  • b) Modifikation der Oberfläche eines Affinitätsmoleküls, um reaktive Gruppen einzuführen, die eine Konjugation mit dem Verbindungsmolekül erlauben,b) modification of the surface of an affinity molecule to reactive groups introduce that allow conjugation with the compound molecule,
  • c) Konjugation des aktivierten Affinitätsmoleküls und der einfachen Nachweis­ sonde.c) conjugation of the activated affinity molecule and simple detection probe.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Nachweis einer bestimmten Substanz in einem biologischen Material enthält die Schritte:
The method according to the invention for the detection of a certain substance in a biological material contains the steps:

  • a) Zusammenführen der erweiterten Nachweissonde und des biologischen und/oder organischen Materials,a) Merging the extended detection probe and the biological one and / or organic material,
  • b) Abtrennung von erweiterten Nachweissonden, die keine Bindung eingegan­ gen sind,b) Separation of extended detection probes that have not entered into a binding gen are
  • c) Belichtung des Materials mit einer elektromagnetischen Strahlung oder mit einem Teilchenstrahl,c) exposure of the material to electromagnetic radiation or a particle beam,
  • d) Messung des Fluoreszenzlichtes oder Messung der Absorption und/oder Streuung und/oder Beugung der Strahlung oder der Änderung derselben.d) measurement of the fluorescent light or measurement of the absorption and / or Scattering and / or diffraction of the radiation or the change thereof.

Zum Nachweis eines Analyten in einem zu untersuchenden biologischen Material, wird die erweiterte Nachweissonde mit einem zu untersuchenden Material kontak­ tiert. Bei dem zu untersuchenden biologische Material kann es sich um Serum, Zellen, Gewebeschnitte, Rückenmarksflüssigkeit, Sputum, Plasma, Urin oder jede andere beliebige Probe humanen, tierischen oder pflanzlichen Ursprungs handeln.To detect an analyte in a biological material to be examined, the extended detection probe contacts a material to be examined animals. The biological material to be examined can be serum,  Cells, tissue sections, spinal fluid, sputum, plasma, urine or any trade any other sample of human, animal or vegetable origin.

Dabei sollte der zu untersuchende Analyt vorzugsweise bereits immobilisiert sein oder sich in einer simultan oder konsekutiv ablaufenden Bildung supermolekularer Verbände immobilisieren lassen. Beispiel für solche Immobilisierungen ist ein ELISA (Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay), bei dem die zu detektierenden Antigene durch adsorbierte oder anderweitig gebundene Erstantikörper spezifisch an einer festen Phase angebunden sind. Eine Immobilisierung des zu detektierenden Antigens ist auch leicht realisierbar, wenn es in einem existierenden Zellverband, wie einem Gewebeschnitt, oder in auf einer Unterlage fixierten Einzelzellen enthalten ist.The analyte to be examined should preferably already be immobilized or in a simultaneous or consecutive formation of supermolecular Have associations immobilized. An example of such immobilizations is a ELISA (Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay), in which the to be detected Antigens specifically by adsorbed or otherwise bound primary antibodies are connected to a fixed phase. Immobilization of the to be detected Antigen is also easily realizable if it is in an existing cell cluster, such as a tissue section, or contained in individual cells fixed on a support.

Bringt man den derartig immobilisierten Analyten mit den erweiterten Nachweisson­ den in Kontakt, so werden diese über das in ihnen enthaltene Affinitätsmolekül spezi­ fisch an den Analyten anbinden. Ein Überschuss an erweiterten Nachweissonden lässt sich leicht wegwaschen, und es verbleiben nur spezifisch gebundene erweiterte Nachweissonden in der zu untersuchenden Probe. Bei Bestrahlung der so vorbereite­ ten Probe mit einer geeigneten Energiequelle lässt sich die Anwesenheit der erwei­ terten Nachweissonde, die das lad-Teilchen enthält, durch die Detektion des emittier­ ten Fluoreszenzlichtes oder durch die Messung von Änderungen in der absorbierten, gestreuten oder gebeugten Strahlung nachweisen. Damit wird das Vorhandensein derjenigen biologischen und/oder organischen Substanzen detektiert, die eine ge­ eignete Affinität gegenüber der erweiterten Nachweissonde aufweisen. Auf diese Weise lassen sich Substanzen unabhängig von ihrer chemischen Natur in einem Assay qualitativ und quantitativ nachweisen, solange ein anderes Molekül mit einer genügend hohen Affinität ihnen gegenüber existiert. Die erweiterten Nachweisson­ den sind dadurch spezifisch, dass an der Oberfläche der in ihnen enthaltenen ein­ fachen Nachweissonden ein solches Affinitätssmolekül angebunden ist, das eine hohe spezifische Bindungskonstante mit der nachzuweisenden biologischen Substanz besitzt. Auf diese Weise lassen sich auch bestimmte Zelltypen (zum Beispiel Krebs­ zellen) nachweisen. Dabei können zelltypspezifische Biomoleküle, auf der Zellober­ fläche oder auch im Inneren der Zelle mit den Nachweissonden markiert und optisch über ein Mikroskop oder über ein Flow Cytometer nachgewiesen werden.Bring the immobilized analyte in this way with the extended detection those in contact, they are specified via the affinity molecule they contain attach fish to the analyte. An excess of extended detection probes can be easily washed away, and only specifically bound, extended ones remain Detection probes in the sample to be examined. When irradiated the so prepared th sample with a suitable energy source, the presence of the expanded tert detection probe containing the lad particle by the detection of the emitted fluorescent light or by measuring changes in the absorbed, detect scattered or diffracted radiation. So that is the existence of those biological and / or organic substances detected that have a ge have suitable affinity for the extended detection probe. To this Substances can be combined in one way regardless of their chemical nature Detect the assay qualitatively and quantitatively as long as another molecule with a sufficiently high affinity for them exists. The extended evidence these are specific in that on the surface of the one contained in them multiple detection probes, such an affinity molecule is bound to the one high specific binding constant with the biological substance to be detected owns. In this way, certain cell types (for example cancer cells). Cell type-specific biomolecules can be found on the cell surface  area or inside the cell marked with the detection probes and optically can be detected using a microscope or a flow cytometer.

Nach dem oben beschriebenen Nachweisprinzip können auch mehrere verschiedene Analyte gleichzeitig in einem biologischen und/oder organischen Material nachge­ wiesen werden (Multiplexing). Dies geschieht indem das zu untersuchende biolo­ gische und/oder organische Material gleichzeitig mit verschiedenen Nachweissonden in Verbindung gebracht wird. Die verschiedenen Nachweissonden unterscheiden sich dadurch voneinander, dass ihre Affinitätsmoleküle an verschiedene Analyte anbinden und die in ihnen enthaltenen lad-Nanoteilchen bei verschiedenen Wellenlängen ab­ sorbieren, streuen, beugen oder Fluoreszenzlicht emittieren.According to the detection principle described above, several different ones can also be used Analytes simultaneously in a biological and / or organic material be shown (multiplexing). This is done by the biolo to be examined gische and / or organic material simultaneously with different detection probes is associated. The different detection probes differ in that their affinity molecules bind to different analytes and the lad nanoparticles contained in them at different wavelengths sorb, scatter, diffract or emit fluorescent light.

Die erfindungsgemäße Nachweissonde ist stabil gegenüber der eingestrahlten Ener­ gie sowie stabil gegenüber Sauerstoff oder Radikalen. Das Material, aus dem die er­ findungsgemäßen Nachweissonden bestehen, ist nicht-toxisch oder nur gering toxisch. Eine sehr enge Verteilungsbreite der Größe der lad-Nanoteilchen ist nicht notwendig, da die spektrale Lage der Fluoreszenzbanden und deren Bandbreiten von der Dotierung und nicht wesentlich von der Größe der lad-Nanoteilchen abhängt. Ebenso ist keine anorganische Hülle um die Teilchen zur Stabilisierung der Fluores­ zenzausbeute erforderlich. Sie kann jedoch zur Erleichterung der Konjugationsche­ mie verwandt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Anregung durch eine einzige breit- oder schmalbandige Strahlungsquelle erfolgen kann, da die Absorptionswellen­ länge der anregenden Strahlung bzw. die Anregungswellenlänge der Teilchen nicht mit der Emissionswellenlänge korreliert ist. Außerdem erlaubt eine zeitaufgelöste Fluoreszenzmessung die Trennung des spezifischen Fluoreszenzlichtes von unspezi­ fischer Hintergrundfluoreszenz, da die Lebensdauer des durch die äußere Strahlungs­ quelle angeregten Zustandes in dem lad-Teilchen, der dann zur Lichtemission führt, meist wesentlich länger ist als die der Hintergrundfluoreszenz.The detection probe according to the invention is stable with respect to the irradiated ener and stable against oxygen or radicals. The material from which he detection probes according to the invention are non-toxic or only slight toxic. A very narrow distribution range of the size of the lad nanoparticles is not necessary because the spectral position of the fluorescence bands and their bandwidths from the doping and not significantly depends on the size of the lad nanoparticles. Likewise, there is no inorganic shell around the particles to stabilize the fluores yield required. However, it can facilitate the conjugation law be used. Another advantage is that the excitation is by a single Broadband or narrowband radiation source can take place because of the absorption waves length of the exciting radiation or the excitation wavelength of the particles is correlated with the emission wavelength. It also allows a time-resolved Fluorescence measurement the separation of the specific fluorescent light from unspecific fischer background fluorescence because of the lifespan of the radiation source excited state in the lad particle, which then leads to light emission, is usually much longer than that of background fluorescence.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Nachweissonde und des erfindungsge­ mäßen Verfahrens liegt vorzugsweise in der medizinischen Diagnostik und in der Screeningtechnik, insbesondere dort, wo die Markierung spezifischer Substanzen zum Zwecke ihres Nachweises, ihrer Lokalisierung und/oder ihrer Quantifizierung eine besondere Rolle spielt. Dazu zählen der Nachweis spezifischer Antikörper in diagnostischen Assays, die mit Blut oder anderen Körpermaterialien durchgeführt werden. Die erfindungsgemäßen Nachweissonden können aber auch in der zellulären Analytik verwendet werden, das heißt zum Nachweis spezieller Zellen, wie Krebs­ zellen. Bei den genannten Verwendungsmöglichkeiten bieten die erfindungsgemäßen Nachweissonden besondere Vorteile, da hier die Möglichkeit des Multiplexing, also der simultane Nachweis verschiedener Antigene in einem Assay oder sogar in einer einzigen Zelle, ausgenutzt werden kann. The use of the detection probe according to the invention and the fiction The method is preferably in medical diagnostics and  Screening technique, especially where the labeling of specific substances for the purpose of their detection, their localization and / or their quantification plays a special role. This includes the detection of specific antibodies in diagnostic assays performed with blood or other body materials become. However, the detection probes according to the invention can also be used in the cellular Analytics are used, i.e. for the detection of special cells, such as cancer cells. With the possible uses mentioned, the invention offers Detection probes have special advantages because of the possibility of multiplexing the simultaneous detection of different antigens in one assay or even in one single cell that can be exploited.  

BeispieleExamples Beispiel 1example 1 Die Herstellung von lad-Nanoteilchen bestehend aus YVO4 : LnThe production of lad nanoparticles consisting of YVO 4 : Ln

Der erste Schritt besteht in der Bereitstellung von YVO4 : Ln. YVO4 : Ln kann nach dem in K. Riwotzki, M. Haase; Journal of Physical Chemistry B; Vol. 102, 1998, Seite 10130, linke Spalte angegebenen Verfahren hergestellt werden. In einem Teflonbehälter wird 3,413 g Y(NO3)3.6H2O (8,9 mmol) und 0,209 g Eu(NO3)3.6H2O (0,47 mmol) in 30 ml destilliertem Wasser gelöst. Dazu wird unter Rühren 2,73 g Na3(VO4).10H2O, das in 30 ml destilliertem Wasser gelöst wurde, gegeben. Nach 20 min weiterem Rühren wird der Teflonbehälter in einen Autoklaven gestellt und unter weiterem Rühren auf 200°C erhitzt. Nach 1 h wird die Dispersion aus dem Autokla­ ven entnommen und bei 3000 g 10 min zentrifugiert. Der Feststoffanteil wird extra­ hiert und in 40 ml destilliertem Wasser aufgenommen. 3220 g einer wässrigen 1- Hydroxyethan-1,1-Diphophonsäure-Lösung (60 Gew.-%) wird zu der Dispersion ge­ geben (9,38 mmol). Zur Entfernung von Y(OH)3, das sich aus überschüssigen Yttriumionen gebildet hat, wird der pH-Wert mit HNO3 auf 0,3 eingestellt und 1 h gerührt. Dabei bildet sich kolloidales V2O5, das sich durch eine rötliche Färbung der Lösung bemerkbar macht. Danach wird der pH-Wert mit NaOH auf 12,5 eingestellt und über Nacht in einem geschlossenen Behälter gerührt. Die resultierende weiße Dispersion wird dann bei 3000 g für 10 min. zentrifugiert und der Überstand mit seinen Nebenprodukten entfernt. Der Niederschlag besteht aus YVO4 : Eu und kann mit 40 ml destilliertem Wasser aufgenommen werden.The first step is to deploy YVO 4 : Ln. YVO 4 : Ln can according to the in K. Riwotzki, M. Haase; Journal of Physical Chemistry B; Vol. 102, 1998, page 10130, left column method can be produced. 3.413 g of Y (NO 3 ) 3 .6H 2 O (8.9 mmol) and 0.209 g of Eu (NO 3 ) 3 .6H 2 O (0.47 mmol) are dissolved in 30 ml of distilled water in a Teflon container. 2.73 g of Na 3 (VO 4 ) .10H 2 O, which was dissolved in 30 ml of distilled water, are added with stirring. After stirring for a further 20 minutes, the Teflon container is placed in an autoclave and heated to 200 ° C. with further stirring. After 1 h, the dispersion is removed from the autoclave and centrifuged at 3000 g for 10 min. The solids content is extracted and taken up in 40 ml of distilled water. 3220 g of an aqueous 1-hydroxyethane-1,1-diphophonic acid solution (60% by weight) are added to the dispersion (9.38 mmol). To remove Y (OH) 3 , which has formed from excess yttrium ions, the pH is adjusted to 0.3 with HNO 3 and stirred for 1 h. This forms colloidal V 2 O 5 , which is noticeable by the reddish color of the solution. The pH is then adjusted to 12.5 using NaOH and stirred overnight in a closed container. The resulting white dispersion is then at 3000 g for 10 min. centrifuged and the supernatant with its by-products removed. The precipitate consists of YVO 4 : Eu and can be taken up with 40 ml of distilled water.

Zur Isolation der Nanoteilchen, die kleiner als ca. 30 nm sind, wird die Dispersion bei 3000 g für 10 min. zentrifugiert, der Überstand dekantiert und zurückgestellt. Anschließend wurde der Niederschlag noch einmal mit 40 ml destilliertem Wasser aufgenommen, bei 3000 g für 10 min. zentrifugiert und der Überstand dekantiert. Dieser und der zurückgestellte Überstand wurden zusammen gegeben und bei 60 000 g 10 min zentrifugiert. Der hieraus resultierende Überstand enthält die ge­ wünschten Teilchen. Nach einem weiteren Dialyseschritt (Dialyseschlauch Serva, MWCO 12-14 kD) erhält man eine kolloidale Lösung, aus der durch Trocknung mit einem Rotationsverdampfer (50°C) ein redispergierbares Pulver gewonnen wer­ den kann.The dispersion is used to isolate the nanoparticles, which are smaller than approx. 30 nm at 3000 g for 10 min. centrifuged, the supernatant decanted and put back. The precipitate was then washed again with 40 ml of distilled water added, at 3000 g for 10 min. centrifuged and the supernatant decanted. This and the retained supernatant were given together and at Centrifuged 60,000 g for 10 min. The resulting supernatant contains the ge wanted particles. After a further dialysis step (dialysis tubing Serva,  MWCO 12-14 kD), a colloidal solution is obtained from which by drying a redispersible powder is obtained with a rotary evaporator (50 ° C) that can.

Beispiel 2Example 2 Die Herstellung von lad-Nanoteilchen bestehend aus LaPO4 : EuThe production of lad nanoparticles consisting of LaPO 4 : Eu

Der erste Schritt besteht in der Bereitstellung von LaPO4 : Eu. LaPO4 : Eu kann nach dem in H. Meyssamy, K. Riwotzki, A. Kornowski, S. Naused, M. Haase; Advanced Materials, Vol. 11, Issue 10, 1999, Seite 843, rechte Spalte unten bis Seite 844, linke Spalte oben angegebenen Verfahren hergestellt werden. In einem Teflontopf wird 12,34 g La(NO3)3.6H2O (28,5 mmol) und 0,642 g Eu(NO3)3.5H2O (1,5 mmol) in 50 ml destilliertem Wasser gelöst und in 100 ml NaOH (1 M) gegeben. Dazu wird unter Rühren eine Lösung aus 3,56 g (NH4)2HPO4 (27 mmol) in 100 ml destilliertem Wasser gegeben. Die Lösung wird mit NaOH (4 M) auf pH 12,5 eingestellt und in einem Autoklaven 2 h bei 200°C unter kräftigem Rühren erhitzt. Die Dispersion wird dann bei 3150 g 10 min. zentrifugiert und der Überstand entfernt. Um unerwünschtes La(OH)3 zu entfernen, wird der Niederschlag in HNO3 (1 M) dispergiert und 3 Tage gerührt (pH 1). Danach wird die Dispersion zentrifugiert (3150 g, 5 min) und der Überstand entfernt. Dem Zentrifugat wird unter Rühren 40 ml destilliertes Wasser zugesetzt.The first step is to deploy LaPO 4 : Eu. LaPO 4 : Eu can according to the in H. Meyssamy, K. Riwotzki, A. Kornowski, S. Naused, M. Haase; Advanced Materials, Vol. 11, Issue 10, 1999, page 843, right column below to page 844, left column above. 12.34 g of La (NO 3 ) 3 .6H 2 O (28.5 mmol) and 0.642 g of Eu (NO 3 ) 3 .5H 2 O (1.5 mmol) are dissolved in 50 ml of distilled water in a Teflon pot placed in 100 ml of NaOH (1 M). A solution of 3.56 g (NH 4 ) 2 HPO 4 (27 mmol) in 100 ml of distilled water is added with stirring. The solution is adjusted to pH 12.5 with NaOH (4 M) and heated in an autoclave for 2 hours at 200 ° C. with vigorous stirring. The dispersion is then at 3150 g for 10 min. centrifuged and the supernatant removed. To remove unwanted La (OH) 3 , the precipitate is dispersed in HNO 3 (1 M) and stirred for 3 days (pH 1). The dispersion is then centrifuged (3150 g, 5 min) and the supernatant is removed. 40 ml of distilled water are added to the centrifugate with stirring.

Die milchige Dispersion enthält noch eine breite Größenverteilung. Zur Isolation der Nanoteilchen, die kleiner als ca. 30 nm sind, werden in vollständiger Analogie zu Beispiel 1 entsprechende Zentrifugations- und Dekantierungsschritte nachgeschaltet.The milky dispersion still contains a wide size distribution. To isolate the Nanoparticles that are smaller than approx. 30 nm are completely analogous to Example 1 is followed by corresponding centrifugation and decanting steps.

Beispiel 3Example 3 Die Herstellung von lad-Nanoteilchen bestehend aus LaPO4 : Ce,TbThe production of lad nanoparticles consisting of LaPO 4 : Ce, Tb

Der erste Schritt besteht in der Bereitstellung von LaPO4 : Ce,Tb. 300 ml Trisethyl­ hexylphosphat werden in einem trockenen Stickstoff-Gasstrom gespült. An­ schließend werden 7,43 g LaCl3.7H2O (20 mmol), 8,38 g CeCl3.7H2O (22,5 mmol) und 2,8 g TbCl3.6H2O (7,5 mmol) in 100 ml Methanol gelöst und hinzugegeben. Danach wird Wasser und Methanol durch Heizen der Lösung auf 30°C bis 40°C im Vakuum abdestilliert. Eine frisch hergestellte Lösung bestehend aus 4,9 g kristalliner Phosphorsäure (50 mmol), die in einer Mischung aus 65,5 ml Trioctylamin (150 mmol) und 150 ml Trisethylhexylphosphat gelöst wurden, werden anschließend hin­ zugegeben. Die klare Lösung muss rasch in ein zu evakuierendes Gefäß gestellt und mit Stickstoff-Gasstrom gespült werden, um die Oxidation von Ce3+ bei einer Temperaturerhöhung zu minimieren. Anschließend wird die Lösung auf 200°C erhitzt. Während der Heizphase werden einige der Phosphorsäureester-Gruppen ge­ spalten, was zu einer allmählichen Erniedrigung der Siedepunktes führt. Die Heiz­ phase wird beendet, wenn die Temperatur auf 175°C fällt (ca. 30 bis 40 h). Nachdem die Lösung auf Zimmertemperatur abgekühlt ist, wird ein 4-facher Überschuss an Methanol hinzugegeben, was zu einer Ausfällung der Nanoteilchen führt. Der Nie­ derschlag wird abgetrennt, mit Methanol gewaschen und getrocknet.The first step is to deploy LaPO 4 : Ce, Tb. 300 ml of trisethyl hexyl phosphate are flushed in a dry nitrogen gas stream. 7.43 g of LaCl 3 .7H 2 O (20 mmol), 8.38 g of CeCl 3 .7H 2 O (22.5 mmol) and 2.8 g of TbCl 3 .6H 2 O (7.5 mmol ) dissolved in 100 ml of methanol and added. Then water and methanol are distilled off by heating the solution to 30 ° C. to 40 ° C. in vacuo. A freshly prepared solution consisting of 4.9 g of crystalline phosphoric acid (50 mmol), which were dissolved in a mixture of 65.5 ml of trioctylamine (150 mmol) and 150 ml of trisethylhexyl phosphate, is then added. The clear solution must be quickly placed in a vessel to be evacuated and flushed with a nitrogen gas stream in order to minimize the oxidation of Ce 3+ when the temperature rises. The solution is then heated to 200 ° C. During the heating phase, some of the phosphoric acid ester groups are cleaved, which leads to a gradual lowering of the boiling point. The heating phase ends when the temperature drops to 175 ° C (approx. 30 to 40 h). After the solution has cooled to room temperature, a 4-fold excess of methanol is added, which leads to precipitation of the nanoparticles. The precipitate is separated off, washed with methanol and dried.

Beispiel 4Example 4 Die Herstellung von lad-Nanoteilchen bestehend aus LaPO4 : EuThe production of lad nanoparticles consisting of LaPO 4 : Eu

490 mg (5,0 mmol) kristalline Phosphorsäure und 6,5 ml (15 mmol) Trioctylamin werden in 30 ml Trisethylhexlphosphat gelöst. Anschließend werden 1,76 g La(NO3)3.7H2O (4,75 mmol) und 92 mg EuCl3.6H2O (0,25 mmol) in 50 ml Tris­ ethylhexlphosphat gelöst und mit der ersten Lösung vereint. Die resultierende Lö­ sung wird unter Vakuum entgast und anschließend für 16 h unter Stickstoff bei 200°C geheizt. Während der Heizphase werden einige der Phosphorsäureester- Gruppen gespalten, was zu einer allmählichen Erniedrigung der Siedepunktes führt. Die Heizphase wird beendet, wenn die Temperatur auf 180°C fällt. Nachdem die Lösung auf Zimmertemperatur abgekühlt ist, wird Methanol hinzugegeben, was zu einer Ausfällung der Nanoteilchen führt. Der Niederschlag wird mit Hilfe einer Zentrifuge abgetrennt, mit Methanol zweimal gewaschen und getrocknet. 490 mg (5.0 mmol) of crystalline phosphoric acid and 6.5 ml (15 mmol) of trioctylamine are dissolved in 30 ml of trisethylhexyl phosphate. Then 1.76 g of La (NO 3 ) 3 .7H 2 O (4.75 mmol) and 92 mg of EuCl 3 .6H 2 O (0.25 mmol) are dissolved in 50 ml of tris ethyl hexl phosphate and combined with the first solution. The resulting solution is degassed under vacuum and then heated at 200 ° C. under nitrogen for 16 h. During the heating phase, some of the phosphoric acid ester groups are cleaved, which leads to a gradual lowering of the boiling point. The heating phase ends when the temperature drops to 180 ° C. After the solution has cooled to room temperature, methanol is added, which leads to precipitation of the nanoparticles. The precipitate is separated off using a centrifuge, washed twice with methanol and dried.

Beispiel 5Example 5 Umhüllung der in Beispiel 2 dargestellten Nanopartikel mit einer SiO2-HülleCoating the nanoparticles shown in Example 2 with an SiO 2 shell

1 g der nach Beispiel 2 hergestellten LaPO4 : Eu-Nanoteilchen werden unter intensi­ vem Rühren mit einem Magnetrührer bei 900 Upm in 100 ml Wasser gegeben und mit Tetrabutylammoniumhydroxid auf einen pH-Wert von 12 eingestellt. Die Disper­ sion wird dann unter intensivem Rühren mit 500 mg Natrium-Wasserglas (26,9% SiO2; 8,1% Na2O) versetzt. Anschließend werden ebenfalls unter intensivem Rüh­ ren tropfenweise 50 ml Ethanol hinzugegeben. Der entstandene Niederschlag wird abzentrifugiert und der Rückstand in 50 ml deionisiertem Wasser im Ultraschallbad redispergiert. Die Dispersion wird dann durch Dekantieren vom nicht dispergierten Anteil getrennt und mit Hilfe eines Rotationsverdampfers bei einem Druck von 10 mbar und einer Temperatur von 80°C getrocknet.1 g of the LaPO 4 : Eu nanoparticles prepared according to Example 2 are added with vigorous stirring with a magnetic stirrer at 900 rpm in 100 ml of water and adjusted to a pH of 12 with tetrabutylammonium hydroxide. The dispersion is then mixed with intensive stirring with 500 mg of sodium water glass (26.9% SiO 2 ; 8.1% Na 2 O). Then 50 ml of ethanol are also added dropwise with vigorous stirring. The precipitate formed is centrifuged off and the residue is redispersed in 50 ml of deionized water in an ultrasound bath. The dispersion is then separated from the undispersed portion by decanting and dried using a rotary evaporator at a pressure of 10 mbar and a temperature of 80 ° C.

Beispiel 6Example 6 Die Konjugation von den in Beispiel 5 dargestellten Nanopartikeln mit anti-α-Aktin AntikörpernThe conjugation of the nanoparticles shown in Example 5 with anti-α-actin antibodies

100 mg der in Beispiel 5 synthetisierten Silika-umhüllten Nanoteilchen werden in 10 mL trockenem Tetrahydrofuran (THF) dispergiert und mit 100 µL N-Methyl­ morpholin versetzt. Zu der Lösung gibt man 0.5 mL einer 10%igen Lösung von 3- Aminopropyltriethoxysilan in THF. Die Lösung wird im fest verschlossenen Gefäß über Nacht bei 40°C gerührt. Die Lösung wird mit 5 mL Wasser versetzt, 1 h bei Raumtemperatur nachgerührt und mit einer Glasfritte (4G, Schott) von eventuell ausgefallenem Material abfiltriert. Das Filtrat wird in Utrafiltrationsröhrchen (Centri­ con, Amicon, Ausschlussgröße 10, kD) in TSE7-Puffer umgepuffert. (TSE7: 100 mmol Triethanolamin, 50 mmol Natriumchlorid, 1 mmol EDTA in Wasser, pH 7.3). Das Zielvolumen beträgt 2 mL, der Austauschfaktor 1000. Die von der Ultrafiltra­ tionsmembran zurückgehaltenen amino-aktivierten Nanopartikel in 2 mL TSE7 Puf­ fer werden mit 500 µL einer 20 mmol Lösung von sSMCC (Sulfosuccimidyl-4-[N- maleimidomethyl]cyclohexancarboxylat (Pierce, Rockwell, IL, USA) versetzt und 60 Minuten bei 25°C gerührt. Die erhaltene Mischung wird wie oben beschrieben in 10 kD Centriconröhrchen in TSE7 Puffer umgepuffert und auf 2 mL eingeengt. Dieser Schritt wird bei 5°C durchgeführt. Die erhaltene Lösung ist im Kühlschrank 12 h stabil. 10 mg monoclonaler anti Aktin Antikörper (Sigma) werden mit Centricon Ultrafiltrationsröhrchen (Ausschlussgröße 50 kD) in TSE8 Buffer überführt (Aus­ tauschfaktor 1000, TSE8: (100 mmol Triethanolamin, 50 mmol Natriumchlorid, 1 mmol EDTA in Wasser, pH 8.5). Die Proteinkonzentration wird auf 7-8 mg/mL ein­ gestellt. Zu der Antikörperlösung gibt man 150 µL einer 10 mM Lösung von 2- Imminothiolan in TSE8 Puffer und lässt die Mischung 15 Minuten reagieren. Der so Thiol-aktivierte Antikörper wird wie oben beschrieben bei 4°C mit TSE8 Puffer umgepuffert, um nicht reagierte Aktivatormoleküle zu entfernen und auf 2 mL ein­ geengt. Die aktivierten Nanopartikel und den aktivierten Antikörper enthaltenden Lö­ sungen werden vereinigt und bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Die so erhal­ tene Dispersion des erweiterten Nachweisteilchen wird von nicht umgesetztem Antikörper durch Gelmermeationschromatographie auf Superdex 200 (Pharmacia) gereinigt. Als Laufpuffer wird TSE7 verwendet. Die Retentionszeit für den unkonju­ gierten erweiterten lad-Nanopartikel beträgt etwa 2 Stunden.100 mg of the silica-coated nanoparticles synthesized in Example 5 are dissolved in 10 mL dispersed dry tetrahydrofuran (THF) and with 100 µL N-methyl morpholine added. 0.5 mL of a 10% solution of 3- Aminopropyltriethoxysilane in THF. The solution is in the tightly closed vessel Stirred at 40 ° C overnight. The solution is mixed with 5 mL water, for 1 h Stirred room temperature and with a glass frit (4G, Schott) from possibly filtered out precipitated material. The filtrate is placed in ultrafiltration tubes (centri con, Amicon, exclusion size 10, kD) buffered in TSE7 buffer. (TSE7: 100 mmol Triethanolamine, 50 mmol sodium chloride, 1 mmol EDTA in water, pH 7.3). The target volume is 2 mL, the exchange factor 1000. The Ultrafiltra retention membrane retained amino-activated nanoparticles in 2 mL TSE7 puf fer with 500 µL of a 20 mmol solution of sSMCC (sulfosuccimidyl-4- [N- maleimidomethyl] cyclohexane carboxylate (Pierce, Rockwell, IL, USA) and 60 Minutes at 25 ° C stirred. The mixture obtained is 10 kD as described above  Centricon tubes buffered in TSE7 buffer and concentrated to 2 mL. This Step is carried out at 5 ° C. The solution obtained is in the refrigerator for 12 hours stable. 10 mg of monoclonal anti actin antibodies (Sigma) are taken with Centricon Ultrafiltration tubes (exclusion size 50 kD) transferred to TSE8 buffer (Aus exchange factor 1000, TSE8: (100 mmol triethanolamine, 50 mmol sodium chloride, 1 mmol EDTA in water, pH 8.5). The protein concentration is set to 7-8 mg / mL posed. 150 µL of a 10 mM solution of 2- Imminothiolan in TSE8 buffer and let the mixture react for 15 minutes. The way Thiol-activated antibody is as described above at 4 ° C with TSE8 buffer buffered to remove unreacted activator molecules and put on 2 mL narrowed. The activated nanoparticles and the activated antibody containing Lö solutions are combined and stirred at room temperature overnight. The so get The dispersion of the extended detection particle is replaced by unreacted Antibodies by gel mereation chromatography on Superdex 200 (Pharmacia) cleaned. TSE7 is used as the running buffer. The retention time for the unconju expanded lad nanoparticles is about 2 hours.

Beispiel 7Example 7 Die Konjugation von in Beispiel 1 dargestellten lad-Nanopartikeln mit anti Myoglobin AntikörpernThe conjugation of lad nanoparticles shown in Example 1 with anti myoglobin antibodies

100 mg der in Beispiel 1 dargestellten Vanadat-Nanopartikel werden in einem Glas­ rohr im Argonstrom mit einem Heizband erhitzt. Nach Ausheizen der Partikel für etwa eine Stunde werden dem Gasstrom für etwa 3 min 3-5 Vol.% Chlorgas zudo­ siert. Die erforderliche Reaktionszeit hängt wesentlich von der Partikelgröße ab und sollte daher eventuell mit derselben Charge von Nanopartikeln austitriert werden. Man lässt die Partikel im Argonstrom abkühlen und gibt die partiell chlorierten Nanopartikel in 5 mL einer 50 mM Lösung von N-Maleimidopropionsäurehydrazid (Pierce) und rührt über Nacht bei 20°C. Die so erhaltene Lösung wird am Rotations­ verdampfer bei Raumtemperatur eingeengt und wie in Beispiel 6 beschrieben mit Ultrafiltrationsröhrchen in TSE7 umgepuffert. Die erhaltene Dispersion ist bei 5°C 12 h stabil. 10 mg polyklonaler Kaninchen anti-Myoglobin Antikörper (Dako) wer­ den mit Centricon Ultrafiltrationsröhrchen (Ausschlussgröße 50 kD) in TSE8 Puffer überführt (Austauschfaktor 1000, TSE8: (100 mmol Triethanolamin, 50 mmol Natri­ umchlorid, 1 mmol EDTA in Wasser, pH 8.5). Die Proteinkonzentration wird auf 7-8 mg/mL eingestellt. Zu der Antikörperlösung gibt man 150 µL einer 10 mM Lösung von 2-Imminothiolan in TSE8 Puffer und lässt die Mischung 15 Minuten reagieren. Der so Thiol-aktivierte Antikörper wird wie oben beschrieben bei 4°C mit TSE8 Puf­ fer umgepuffert, um nicht reagierte Aktivatormoleküle zu entfernen und auf 2 mL eingeengt. Die aktivierten Nanopartikel und den aktivierten Antikörper enthaltenden Lösungen werden vereinigt und bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Die so er­ haltene Dispersion des erweiterten Nachweisteilchen wird von nicht umgesetztem Antikörper durch Gelmermeationschromatographie auf Superdex 200 (Pharmacia) gereinigt. Als Laufpuffer wird TSE7 verwendet. Die Retentionszeit für den erweiter­ ten lad-Nanopartikel beträgt etwa 2 Stunden.100 mg of the vanadate nanoparticles shown in Example 1 are in a glass tube heated in a stream of argon with a heating tape. After heating the particles for 3-5 vol% chlorine gas are added to the gas stream for about 3 minutes for about an hour siert. The required reaction time depends essentially on the particle size should therefore be titrated with the same batch of nanoparticles. The particles are allowed to cool in a stream of argon and the partially chlorinated are added Nanoparticles in 5 mL of a 50 mM solution of N-maleimidopropionic acid hydrazide (Pierce) and stir overnight at 20 ° C. The solution thus obtained is rotated evaporator evaporated at room temperature and with as described in Example 6 Ultrafiltration tubes buffered in TSE7. The dispersion obtained is at 5 ° C Stable for 12 h. 10 mg polyclonal rabbit anti-myoglobin antibody (Dako) who  with Centricon ultrafiltration tubes (cut-off size 50 kD) in TSE8 buffer transferred (exchange factor 1000, TSE8: (100 mmol triethanolamine, 50 mmol natri umchloride, 1 mmol EDTA in water, pH 8.5). The protein concentration is reduced to 7-8 mg / mL set. 150 µL of a 10 mM solution are added to the antibody solution of 2-imminothiolane in TSE8 buffer and let the mixture react for 15 minutes. The thiol-activated antibody in this way is, as described above, at 4 ° C. with TSE8 Puf fer buffered to remove unreacted activator molecules and to 2 mL constricted. The activated nanoparticles and the activated antibody-containing Solutions are combined and stirred at room temperature overnight. The so he held dispersion of the expanded detection particle is from unreacted Antibodies by gel mereation chromatography on Superdex 200 (Pharmacia) cleaned. TSE7 is used as the running buffer. The retention time for the extended ten lad nanoparticle is about 2 hours.

Beispiel 8Example 8 Visualisierung von Aktin Filamenten in Kaninchen Muskelzellen durch Nanopartikel FluoreszenzVisualization of actin filaments in rabbit muscle cells through nanoparticle fluorescence

Ein mit einem Gefriermicroton geschnittener Dünnschnitt eines Kaninchenmuskels wird auf einen Objektträger aufgebracht und für 3 Minuten in eiskalten Ethanol fixiert. Der auf den Objektträger aufgebrachte Dünnschnitt wird anschließend zwei Mal mit PBS-Tween Buffer (137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 10.1 mM Na2HPO4, 1.8 mM KH2PO4, 0.1% Tween 20) gewaschen und dabei für jeweils 5 min in dem Waschpuffer belassen. Zur Verringerung der nicht spezifischen Bindung wird der Dünnschnitt 30 min bei 20°C in einer Lösung von 1.5% Schafserum in PBS-Tween Puffer inkubiert und der Dünnschnitt wie oben beschrieben zwei Mal gewaschen. Die in Beispiel 6 beschriebene Lösung des erweiterten Nachweisteilchens wird 1 : 100 mit PBS-S (137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 10.1 mM Na2HPO4, 1.8 mM KH2PO4, 0.1% Tween 20, 1.5% Schafserum) verdünnt und der Dünnschnitt in dieser Lösung bei 20°C eine Stunde inkubiert. Nach Beendigung der Inkubation wird sie wie oben be­ schrieben gewaschen. Die Detektion erfolgt nach Anregung mit einem Argon Ionen Laser bei Wellenlängen zwischen 333 nm und 364 nm durch Messung des Fluores­ zenzlichts bei einer Wellenlänge von 591 nm. Benutzt wurde hierfür ein Konfokales Laserscanning Mikroskop der Firma Leica, Typ TCS NT.A thin section of a rabbit muscle cut with a freezing microton is placed on a slide and fixed in ice-cold ethanol for 3 minutes. The thin section applied to the slide is then washed twice with PBS-Tween buffer (137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 10.1 mM Na 2 HPO 4 , 1.8 mM KH 2 PO 4 , 0.1% Tween 20) and for 5 min each leave in the wash buffer. To reduce non-specific binding, the thin section is incubated for 30 min at 20 ° C. in a solution of 1.5% sheep serum in PBS-Tween buffer and the thin section is washed twice as described above. The solution of the extended detection particle described in Example 6 is diluted 1: 100 with PBS-S (137 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 10.1 mM Na 2 HPO 4 , 1.8 mM KH 2 PO 4 , 0.1% Tween 20, 1.5% sheep serum) and the thin section was incubated in this solution at 20 ° C for one hour. After the incubation has ended, it is washed as described above. Detection is carried out after excitation with an argon ion laser at wavelengths between 333 nm and 364 nm by measuring the fluorescent light at a wavelength of 591 nm. A confocal laser scanning microscope from Leica, type TCS NT, was used for this.

Beispiel 9Example 9 Nachweis von Myoglobin in humanem Serum durch Nanopartikel FluoreszenzDetection of myoglobin in human serum by nanoparticles fluorescence

Monoklonaler anti Myoglobin Antikörper (BiosPacific) werden in einer Konzentra­ tion von 5 mg/L in C Puffer gelöst (100 mmol Natriumcarbonat in Wasser, pH 9.0). Jeweils 200 µL dieser Lösung werden in 96 Wells einer Standard Polystyrol ELISA Platte (Greiner) pipettiert, die Platte versiegelt und 2 h bei 37°C inkubiert. Die Platte wird ausgeklopft und mit 200 µL einer 1% BSA Lösung (Bovines Serum Albumin) in TSE7 Puffer (siehe Beispiel 6) geblockt. Man wäscht drei mal mit je 250 µL TSET7 Puffer (100 mmol Triethanolamin, 50 mmol Natriumchlorid, 1 mmol EDTA, 0.1% Tween 20 in Wasser, pH 7.3). Man pipettiert jeweils 100 µL eines 6-Level Myoglobin Kalibrators (Bayer Immuno 1) und Humanseren in die unterschiedlichen Wells der Mikrotiterplatte und lässt 2 h bei Raumtemperatur inkubieren. Die Analyt­ lösungen werden aus der Platte aus pipettiert und die Platte drei mal wie oben be­ schrieben gewaschen. Zu jedem Well gibt man etwa 1 µg der in Beispiel 7 darge­ stellten erweiterten anti Myoglobin Nachweissonde, dispergiert in 100 µL TSE7. Man lässt 1 h bei Raumtemperatur inkubieren, wäscht drei mal mit TSET7. Der Readout des ELISAs erfolgt durch Messung der lad-Nanopartikelfluoreszenz in einem Mikrotiterplattenleser (Tecan).Monoclonal anti myoglobin antibodies (BiosPacific) are in a concentration tion of 5 mg / L dissolved in C buffer (100 mmol sodium carbonate in water, pH 9.0). Each 200 µL of this solution is in 96 wells of a standard polystyrene ELISA Pipette plate (Greiner), seal the plate and incubate for 2 h at 37 ° C. The plate is knocked out and with 200 µL of a 1% BSA solution (Bovine Serum Albumin) blocked in TSE7 buffer (see example 6). Wash three times with 250 µL each TSET7 buffer (100 mmol triethanolamine, 50 mmol sodium chloride, 1 mmol EDTA, 0.1% Tween 20 in water, pH 7.3). Pipette 100 µL of a 6 level Myoglobin calibrators (Bayer Immuno 1) and human sera in the different Wells the microtiter plate and let incubate for 2 h at room temperature. The analyte Solutions are pipetted out of the plate and the plate three times as above wrote washed. About 1 µg of that shown in Example 7 is added to each well provided advanced anti myoglobin detection probe dispersed in 100 µL TSE7. Incubate for 1 h at room temperature, wash three times with TSET7. The Readout of the ELISA is carried out by measuring the lad nanoparticle fluorescence in a microtiter plate reader (Tecan).

Beispiel 10Example 10 Lösen der in Beispiel 3 dargestellten Nanopartikel in Wasser durch Umsetzung von Ethylen- oder PolyethylenglykolDissolve the nanoparticles shown in Example 3 in water Implementation of ethylene or polyethylene glycol

1 g der in Beispiel 3 hergestellten LaPO4 : Ce,Tb (~5 mMol) werden mit 100 ml Ethylenglykol (~2 Mol) (alternativ können auch Polyethylenglykole verschiedener Kettenlänge, HO-(CH2-CH2-O)n-OH, wobei n = 2-9, verwendet werden) und 100 mg Paratoluolsulfonsäure unter Rühren und Stickstoff auf 200°C erhitzt. Dabei lösen sich die Partikel und bleiben auch nach Abkühlen auf RT in Lösung. Anschließend wird gegen Wasser über Nacht dialysiert (cut off MW 10-20.000).1 g of the LaPO 4 : Ce, Tb (~ 5 mmol) prepared in Example 3 are mixed with 100 ml of ethylene glycol (~ 2 mol) (alternatively, polyethylene glycols of different chain lengths, HO- (CH 2 -CH 2 -O) n -OH , where n = 2-9, are used) and 100 mg of paratoluenesulfonic acid are heated to 200 ° C. with stirring and nitrogen. The particles dissolve and remain in solution even after cooling to RT. It is then dialyzed against water overnight (cut off MW 10-20,000).

Beispiel 11Example 11 Funktionalisierung von in Beispiel 10 hergestellten Nanopartikeln durch OxidationFunctionalization of nanoparticles produced in Example 10 through oxidation

Zu 100 mg (0,5 mMol in 20 ml Wasser) der in Beispiel 10 dargestellten Nanopartikel wird unter Rühren zunächst 0.5 mL 96-98%ige Schwefelsäure dazugegeben. Tropfenweise wird 1 mM KMnO4-Lösung dazugegeben, bis keine Entfärbung der violetten Farbe mehr auftritt. Man gibt anschließend nochmals dieselbe Menge KMnO4-Lösung hinzu und läßt über Nacht bei Raumtemperatur nachrühren (<12 h). Überschüssiges Permanganat wird durch tropfenweise Zugabe von frisch bereiteter 1 mM Natriumsulfit-Lösung reduziert. Nacht wird gegen 0,1 M MES, 0,5 M NaCl, pH 6,0 dialysiert.To 100 mg (0.5 mmol in 20 ml water) of the nanoparticles shown in Example 10, 0.5 mL 96-98% sulfuric acid is first added with stirring. 1 mM KMnO 4 solution is added dropwise until the violet color no longer decolours. The same amount of KMnO 4 solution is then added again and the mixture is stirred overnight at room temperature (<12 h). Excess permanganate is reduced by the dropwise addition of freshly prepared 1 mM sodium sulfite solution. Dialyze overnight against 0.1 M MES, 0.5 M NaCl, pH 6.0.

Beispiel 12Example 12 Die Konjugation von in Beispiel 11 dargestellten Nanopartikeln an anti-Biotin AntikörperThe conjugation of nanoparticles shown in Example 11 anti-biotin antibody

1 mg (5 nMol) der in Beispiel 11 dargestellten carboxy-funktionalisierten Nano­ partikel in 1 mL Puffer (0.1 M MES, 0.5 M NaCl, pH 6) werden 0,4 mg EDC (~2 mM) und 1,1 mg (~5 mM) sulfo-NHS (beide Pierce; Rockford, IL) gegeben und für 15 min bei RT gerührt. Das nicht umgesetzte EDC wird durch Zugabe von 1,4 µl 2-Mercaptoethanol (Endkonzentration 20 mM) inaktiviert. Polyklonaler Ziege anti.Biotin Antikörper (Sigma) wird in der gleichen molaren Menge (5 nMol) in Aktivierungs-Puffer (0,1 M MES, 0,5 M NaCl, pH 6,0) hinzugefügt und das Gemisch für 2 Std. bei RT gerührt. Die Reaktion wird durch Zugabe von Hydroxylamin (End­ konzentration von 10 mM) gestoppt. Die so erhaltene Lösung der erweiterten Nach­ weisteilchen wird von nicht umgesetzten Antikörper durch Gelmermeations­ chromatographie auf Superdex 200 (Pharmacia) gereinigt. Als Laufpuffer wird Aktivierungs-Puffer verwendet. Die Retentionszeit für den erweiterten lad-Nano­ partikel beträgt etwa 2 Stunden.1 mg (5 nmol) of the carboxy-functionalized nano shown in Example 11 particles in 1 mL buffer (0.1 M MES, 0.5 M NaCl, pH 6) become 0.4 mg EDC (~ 2mM) and 1.1mg (~ 5mM) sulfo-NHS (both Pierce; Rockford, IL) and stirred for 15 min at RT. The unreacted EDC is by adding 1.4 ul 2-Mercaptoethanol (final concentration 20 mM) inactivated. Polyclonal goat anti.Biotin antibody (Sigma) is in the same molar amount (5 nmol) in Activation buffer (0.1 M MES, 0.5 M NaCl, pH 6.0) was added and the mixture stirred for 2 hours at RT. The reaction is carried out by adding hydroxylamine (end concentration of 10 mM) stopped. The solution of the extended night obtained in this way white particle is from unreacted antibody by gelmermeations Chromatography on Superdex 200 (Pharmacia) cleaned. As a running buffer Activation buffer used. The retention time for the extended lad nano particle is about 2 hours.

Claims (35)

1. Einfache Nachweissonde enthaltend lumineszierende anorganische dotierte Nanoteilchen (lad-Nanoteilchen), die nach Anregung mit einer Strahlungs­ quelle durch Absorption und/oder Streuung und/oder Beugung der Anre­ gungsstrahlung oder durch Emission von Fluoreszenzlicht nachweisbar sind und deren Oberfläche so präpariert ist, dass Affinitätsmoleküle zum Nachweis einer biologischen oder sonstigen organischen Substanz an diese präparierte Oberfläche ankoppeln können.1. Simple detection probe containing luminescent inorganic doped Nanoparticles (lad nanoparticles) that after excitation with a radiation source by absorption and / or scattering and / or diffraction of the stimulus radiation or by emission of fluorescent light are detectable and whose surface is prepared in such a way that affinity molecules for detection a biological or other organic substance Can couple the surface. 2. Einfache Nachweissonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der lad-Nanoteilchen chemisch modifiziert ist und/oder kovalent oder nicht-kovalent gebundene Verbindungsmoleküle und/oder reaktive Gruppen aufweist.2. Simple detection probe according to claim 1, characterized in that the Surface of the lad nanoparticles is chemically modified and / or covalent or non-covalently bound compound molecules and / or reactive Has groups. 3. Einfache Nachweissonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Modifikation der Oberfläche in einer Hülle aus Silika um die Oberfläche des lad-Nanoteilchens besteht.3. Simple detection probe according to claim 2, characterized in that the chemical modification of the surface in a silica shell around the Surface of the lad nanoparticle. 4. Einfache Nachweissonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Modifikation in Oxichloriden besteht, die durch die Behandlung von lad-Nanoteilchen bestehend aus oxidischen Übergangsmetallverbindun­ gen mit Chlorgas oder organischen Chlorierungsagenzien entsteht.4. Simple detection probe according to claim 2, characterized in that the chemical modification in oxychloride exists through treatment of lad nanoparticles consisting of oxidic transition metal compounds with chlorine gas or organic chlorination agents. 5. Einfache Nachweissonde nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass als Verbindungsmolekül ein oder mehrere kettenförmige Mole­ küle mit einer der Oberfläche des lad-Nanoteilchens entgegengesetzten Pola­ rität oder Ladung nicht-kovalent mit der Oberfläche der lad-Nanoteilchen ver­ bunden sind. 5. Simple detection probe according to one of claims 2 to 4, characterized records that as a connecting molecule one or more chain-like moles cool with a pola opposite the surface of the lad nanoparticle verity or charge non-covalently with the surface of the lad nanoparticles are bound.   6. Einfache Nachweissonde nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die kettenförmigen Moleküle anionische, kationische oder zwitterionische Deter­ genzien, saure oder basische Proteine, Polyamine, Polyamide oder Polysul­ fon- oder Polycarbonsäuren sind.6. Simple detection probe according to claim 5, characterized in that the chain-shaped molecules anionic, cationic or zwitterionic detectors genien, acidic or basic proteins, polyamines, polyamides or Polysul are phono or polycarboxylic acids. 7. Einfache Nachweissonde nach einem der Ansprüche 2, 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Oberfläche und/oder die mit der Oberfläche des lad- Nanoteilchens verbundenen Verbindungsmoleküle reaktive neutrale, geladene oder partialgeladene Gruppen wie Aminogruppen, Carbonsäuregruppen, Thiole, Thioether, Disulfide, Imidazole, Guanidine, Hydroxylgruppen, Indole, vicinale Diole, Aldehyde, alpha-Haloacetylgruppen, N-Maleimide, Queck­ silberorganyle, Arylhalogenide, Säureanhydride, Isocyanate, Isothiocyanate, Sulfonsäurehalogenide, Imidoester, Diazoacetate, Diazoniumsalze, 1,2-Di­ ketone, alpha-beta-ungesättigte Carbonylverbindungen, Azolide, Phosphon­ säuren, Phosphorsäureester oder Derivate der genannten Gruppen tragen, wobei diese reaktiven Gruppen eine chemische Bindung mit weiteren Verbin­ dungsmolekülen oder Affinitätsmolekülen erlauben.7. Simple detection probe according to one of claims 2, 5 or 6, characterized ge indicates that the surface and / or the surface of the load Nanoparticle-connected connecting molecules reactive neutral, charged or partially charged groups such as amino groups, carboxylic acid groups, Thiols, thioethers, disulfides, imidazoles, guanidines, hydroxyl groups, indoles, vicinal diols, aldehydes, alpha-haloacetyl groups, N-maleimides, mercury silver organyls, aryl halides, acid anhydrides, isocyanates, isothiocyanates, Sulfonic acid halides, imidoesters, diazoacetates, diazonium salts, 1,2-di ketones, alpha-beta-unsaturated carbonyl compounds, azolides, phosphone bear acids, phosphoric acid esters or derivatives of the groups mentioned, where these reactive groups form a chemical bond with another verbin allow extension molecules or affinity molecules. 8. Einfache Nachweissonde nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass Nukleinsäuremoleküle als Verbindungsmoleküle für ein Affini­ tätsmolekül enthaltend Nukleinsäuremoleküle mit zu den Verbindungsmole­ külen komplementären Sequenzen dient.8. Simple detection probe according to one of claims 2 to 4, characterized records that nucleic acid molecules as connecting molecules for an affini activity molecule containing nucleic acid molecules with the connecting moles cool complementary sequences. 9. Einfache Nachweissonde nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Strahlungsquelle eine Quelle für elektromagnetische Strah­ lung mit Wellenlängen im Bereich des infraroten Lichts, des sichtbaren Lichts, des UV, des Röntgenlichts oder der γ-Strahlung ist oder eine Quelle für Teilchenstrahlung wie Elektronenstrahlung ist.9. Simple detection probe according to one of claims 1 to 8, characterized records that the radiation source is a source of electromagnetic radiation with wavelengths in the range of infrared light, the visible Is light, UV, X-ray or γ-radiation or a source for particle radiation like electron radiation. 10. Einfache Nachweissonde nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die lad-Nanoteilchen Durchmesser im Bereich von 1 nm bis 1 µm, bevorzugt im Bereich von 2 nm bis 100 nm, besonders bevorzugt im Be­ reich von 2 nm bis unter 20 nm und ganz besonders bevorzugt zwischen 2 nm und 10 nm haben.10. Simple detection probe according to one of claims 1 to 9, characterized records that the lad nanoparticles have diameters in the range of 1 nm to 1 µm,  preferably in the range from 2 nm to 100 nm, particularly preferably in the range range from 2 nm to below 20 nm and very particularly preferably between 2 nm and have 10 nm. 11. Einfache Nachweissonde nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die lad-Nanoteilchen eine nadelförmige Morphologie aufwei­ sen mit einer Breite von 3 nm bis 50 nm, bevorzugt von 3 nm bis unter 20 nm und einer Länge von 20 nm bis 5 µm, bevorzugt von 20 nm bis 500 nm.11. Simple detection probe according to one of claims 1 to 9, characterized indicates that the lad nanoparticles have an acicular morphology sen with a width of 3 nm to 50 nm, preferably from 3 nm to below 20 nm and a length of 20 nm to 5 microns, preferably from 20 nm to 500 nm. 12. Einfache Nachweissonde nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Wirtsmaterial der lad-Nanoteilchen Verbindungen des Typs XY enthält, wobei X ein Kation aus einem oder mehreren Elementen der Hauptgruppen 1a, 2a, 3a, 4a, der Nebengruppen 2b, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b oder der Lanthaniden des Periodensystems ist und Y entweder ein mehrato­ miges Anion aus einem oder mehreren Element(en) der Hauptgruppen 3a, 4a, 5a, der Nebengruppen 3b, 4b, 5b, 6b, 7b und/oder 8b sowie Element(en) der Hauptgruppen 6a und/oder 7 oder ein einatomiges Anion aus der Haupt­ gruppe 5a, 6a oder 7a des Periodensystems ist.12. Simple detection probe according to one of claims 1 to 11, characterized ge indicates that the host material of the lad nanoparticle compounds of the Type XY contains, where X is a cation of one or more elements the main groups 1a, 2a, 3a, 4a, the subgroups 2b, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b or the lanthanide of the periodic table and Y is either a Mehrato some anion from one or more element (s) of the main groups 3a, 4a, 5a, the sub-groups 3b, 4b, 5b, 6b, 7b and / or 8b and element (s) of Main groups 6a and / or 7 or a monatomic anion from the main group 5a, 6a or 7a of the periodic table. 13. Einfache Nachweissonde nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirtsmaterial der lad-Nanoteilchen Verbindungen aus der Gruppe der Sulfide, Selenide, Sulfoselenide, Oxysulfide, Borate, Aluminate, Gallate, Silikate, Germanate, Phosphate, Halophosphate, Oxide, Arsenate, Vanadate, Niobate, Tantalate, Sulfate, Wolframate, Molybdate, Alkalihalogenide sowie andere Halogenide oder Nitride enthält.13. Simple detection probe according to claim 12, characterized in that the host material of the lad nanoparticle compounds from the group of Sulfides, selenides, sulfoselenides, oxysulfides, borates, aluminates, gallates, Silicates, germanates, phosphates, halophosphates, oxides, arsenates, vanadates, Niobates, tantalates, sulfates, tungstates, molybdates, alkali halides and contains other halides or nitrides. 14. Einfache Nachweissonde nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, dass als Dotierung ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe enthaltend Elemente der Hauptgruppen 1a, 2a oder Al, Cr, Tl, Mn, Ag, Cu, As, Nb, Nd, Ni, Ti, In, Sb, Ga, Si, Pb, Bi, Zn, Co und/oder Elemente der Lanthaniden verwendet werden. 14. Simple detection probe according to one of claims 1 to 13, characterized ge indicates that as doping one or more elements from the group containing elements of main groups 1a, 2a or Al, Cr, Tl, Mn, Ag, Cu, As, Nb, Nd, Ni, Ti, In, Sb, Ga, Si, Pb, Bi, Zn, Co and / or elements of Lanthanides can be used.   15. Einfache Nachweissonde nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass auch Kombinationen von zwei oder mehreren dieser Elemente in unterschied­ lichen relativen Konzentrationen zueinander als Dotierungsmaterial dienen.15. Simple detection probe according to claim 14, characterized in that also combinations of two or more of these elements in different union relative concentrations serve as doping material. 16. Einfache Nachweissonde nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Konzentration des Dotierungsmaterials im Wirtsgitter zwischen 10-5 mol% und 50 mol%, bevorzugt zwischen 0,01 mol% und 30 mol%, besonders bevorzugt zwischen 0,1 mol% und 20 mol% beträgt.16. Simple detection probe according to one of claims 1 to 15, characterized in that the concentration of the doping material in the host lattice is between 10 -5 mol% and 50 mol%, preferably between 0.01 mol% and 30 mol%, particularly preferably between 0 , 1 mol% and 20 mol%. 17. Einfache Nachweissonde nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, dass LiI : Eu; NaI : Tl; CsI : Tl; CsI : Na; LiF : Mg; LiF : Mg,Ti; LiF : Mg,Na; KMgF3 : Mn; Al2O3 : Eu; BaFCl : Eu; BaFCl : Sm; BaFBr : Eu; BaFCl0,5Br0,5 : Sm; BaY2F8 : A (A = Pr, Tm, Er, Ce); BaSi2O5 : Pb; BaMg2Al16O27 : Eu; BaMgAl14O23 : Eu; BaMgAl10O17 : Eu; BaMgAl2O3 : Eu; Ba2P2O7 : Ti; (Ba,Zn,Mg)3Si2O7 : Pb; Ce(Mg,Ba)Al11O19; Ce0,65Tb0,35MgAl11O19 : Ce,Tb; MgAl11O19 : Ce,Tb; MgF2 : Mn; MgS : Eu; MgS : Ce; MgS : Sm; MgS : (Sm,Ce); (Mg,Ca)S : Eu; MgSiO3 : Mn; 3,5MgO.0,5MgF2.GeO2 : Mn; MgWO4 : Sm; MgWO4 : Pb; 6MgO.As2O5 : Mn; (Zn,Mg)F2 : Mn; (Zn4Be)SO4 : Mn; Zn2SiO4 : Mn; Zn2SiO4 : Mn,As; ZnO : Zn; ZnO : Zn,Si,Ga; Zn3(PO4)2 : Mn; ZnS : A (A = Ag, Al, Cu); (Zn,Cd)S : A (A = Cu, Al, Ag, Ni); CdBO4 : Mn; CaF2 : Mn; CaF2 : Dy; CaS : A (A = Lanthanide, Bi); (Ca,Sr)S : Bi; CaWO4 : Pb; CaWO4 : Sm; CaSO4 : A (A = Mn, Lanthanide); 3Ca3(PO4)2.Ca(F,Cl)2 : Sb,Mn; CaSiO3 : Mn,Pb; Ca2Al2Si2O7 : Ce; (Ca,Mg)SiO3 : Ce; (Ca,Mg)SiO3 : Ti; 2SrO.6(B2O3).SrF2 : Eu; 3Sr3(PO4)2.CaCl2 : Eu; A3(PO4)2.ACl2 : Eu (A = Sr, Ca, Ba); (Sr,Mg)2P2O7 : Eu; (Sr,Mg)3(PO4)2 : Sn; SrS : Ce; SrS : Sm,Ce; SrS : Sm; SrS : Eu; SrS : Eu,Sm; SrS : Cu,Ag; Sr2P2O7 : Sn; Sr2P2O7 : Eu; Sr4Al14O25 : Eu; SrGa2S4 : A (A = Lanthanide, Pb); SrGa2S4 : Pb; Sr3Gd2Si6O18 : Pb,Mn; YF3 : Yb,Er; YF3 : Ln (Ln = Lanthanide); YLiF4 : Ln (Ln = Lanthanide); Y3Al5O12 : Ln (Ln = Lanthanide); YAl3(BO4)3 : Nd,Yb; (Y,Ga)BO3 : Eu; (Y,Gd)BO3 : Eu; Y2Al3Ga2O12 : Tb; Y2SiO5 : Ln (Ln = Lanthanide); Y2O3 : Ln (Ln = Lanthanide); Y2O2S : Ln (Ln = Lanthanide); YVO4 : A (A = Lanthanide, In); Y(P,V)O4 : Eu; YTaO4 : Nb; YAlO3 : A (A = Pr, Tm, Er, Ce); YOCl : Yb,Er; LnPO4 : Ce,Tb (Ln = Lanthanide oder Mischungen von Lanthaniden); LuVO4 : Eu; GdVO4 : Eu; Gd2O2S : Tb; GdMgB5O10 : Ce,Tb; LaOBr : Tb; La2O2S : Tb; LaF3 : Nd,Ce; BaYb2F8 : Eu; NaYF4 : Yb,Er; NaGdF4 : Yb,Er; NaLaF4 : Yb,Er; LaF3 : Yb,Er,Tm; BaYF5 : Yb,Er; Ga2O3 : Dy; GaN : A (A = Pr, Eu, Er, Tm); Bi4Ge3O12; LiNbO3 : Nd,Yb; LiNbO3 : Er; LiCaAlF6 : Ce; LiSrAlF6 : Ce; LiLuF4 : A (A = Pr, Tm, Er, Ce); Li2B4O7 : Mn, SiOx : Er,Al (0 ≦ x ≦ 2) als Material für die lad-Nanoteilchen verwendet wird.17. Simple detection probe according to one of claims 1 to 16, characterized in that LiI: Eu; NaI: Tl; CsI: Tl; CsI: Na; LiF: Mg; LiF: Mg, Ti; LiF: Mg, Na; KMgF 3 : Mn; Al 2 O 3 : Eu; BaFCl: Eu; BaFCl: Sm; BaFBr: Eu; BaFCl 0.5 Br 0.5 : Sm; BaY 2 F 8 : A (A = Pr, Tm, Er, Ce); BaSi 2 O 5 : Pb; BaMg 2 Al 16 O 27 : Eu; BaMgAl 14 O 23 : Eu; BaMgAl 10 O 17 : Eu; BaMgAl 2 O 3 : Eu; Ba 2 P 2 O 7 : Ti; (Ba, Zn, Mg) 3 Si 2 O 7 : Pb; Ce (Mg, Ba) Al 11 O 19 ; Ce 0.65 Tb 0.35 MgAl 11 O 19 : Ce, Tb; MgAl 11 O 19 : Ce, Tb; MgF 2 : Mn; MgS: Eu; MgS: Ce; MgS: Sm; MgS: (Sm, Ce); (Mg, Ca) S: Eu; MgSiO 3 : Mn; 3.5MgO.0.5MgF 2 .GeO 2 : Mn; MgWO 4 : Sm; MgWO 4 : Pb; 6MgO.As 2 O 5 : Mn; (Zn, Mg) F 2 : Mn; (Zn 4 Be) SO 4 : Mn; Zn 2 SiO 4 : Mn; Zn 2 SiO 4 : Mn, As; ZnO: Zn; ZnO: Zn, Si, Ga; Zn 3 (PO 4 ) 2 : Mn; ZnS: A (A = Ag, Al, Cu); (Zn, Cd) S: A (A = Cu, Al, Ag, Ni); CdBO 4 : Mn; CaF 2 : Mn; CaF 2 : Dy; CaS: A (A = lanthanides, Bi); (Ca, Sr) S: Bi; CaWO 4 : Pb; CaWO 4 : Sm; CaSO 4 : A (A = Mn, lanthanide); 3Ca 3 (PO 4 ) 2 .Ca (F, Cl) 2 : Sb, Mn; CaSiO 3 : Mn, Pb; Ca 2 Al 2 Si 2 O 7 : Ce; (Ca, Mg) SiO 3 : Ce; (Ca, Mg) SiO 3 : Ti; 2SrO.6 (B 2 O 3 ) .SrF 2 : Eu; 3Sr 3 (PO 4 ) 2 .CaCl 2 : Eu; A 3 (PO 4 ) 2 .ACl 2 : Eu (A = Sr, Ca, Ba); (Sr, Mg) 2 P 2 O 7 : Eu; (Sr, Mg) 3 (PO 4 ) 2 : Sn; SrS: Ce; SrS: Sm, Ce; SrS: Sm; SrS: Eu; SrS: Eu, Sm; SrS: Cu, Ag; Sr 2 P 2 O 7 : Sn; Sr 2 P 2 O 7 : Eu; Sr 4 Al 14 O 25 : Eu; SrGa 2 S 4 : A (A = lanthanide, Pb); SrGa 2 S 4 : Pb; Sr 3 Gd 2 Si 6 O 18 : Pb, Mn; YF 3 : Yb, Er; YF 3 : Ln (Ln = lanthanide); YLiF 4 : Ln (Ln = lanthanide); Y 3 Al 5 O 12 : Ln (Ln = lanthanide); YAl 3 (BO 4 ) 3 : Nd, Yb; (Y, Ga) BO 3 : Eu; (Y, Gd) BO 3 : Eu; Y 2 Al 3 Ga 2 O 12 : Tb; Y 2 SiO 5 : Ln (Ln = lanthanide); Y 2 O 3 : Ln (Ln = lanthanide); Y 2 O 2 S: Ln (Ln = lanthanide); YVO 4 : A (A = lanthanide, In); Y (P, V) O 4 : Eu; YTaO 4 : Nb; YAlO 3 : A (A = Pr, Tm, Er, Ce); YOCl: Yb, Er; LnPO 4 : Ce, Tb (Ln = lanthanides or mixtures of lanthanides); LuVO 4 : EU; GdVO 4 : Eu; Gd 2 O 2 S: Tb; GdMgB 5 O 10 : Ce, Tb; LaOBr: Tb; La 2 O 2 S: Tb; LaF 3 : Nd, Ce; BaYb 2 F 8 : Eu; NaYF 4 : Yb, Er; NaGdF 4 : Yb, Er; NaLaF 4 : Yb, Er; LaF 3 : Yb, Er, Tm; BaYF 5 : Yb, Er; Ga 2 O 3 : Dy; GaN: A (A = Pr, Eu, Er, Tm); Bi 4 Ge 3 O 12 ; LiNbO 3 : Nd, Yb; LiNbO 3 : He; LiCaAlF 6 : Ce; LiSrAlF 6 : Ce; LiLuF 4 : A (A = Pr, Tm, Er, Ce); Li 2 B 4 O 7 : Mn, SiO x : Er, Al (0 ≦ x ≦ 2) is used as the material for the lad nanoparticles. 18. Einfache Nachweissonde nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, dass YVO4 : Eu, YVO4 : Sm, YVO4 : Dy, LaPO4 : Eu, LaPO4 : Ce, LaPO4 : Ce,Tb, LaPO4 : Ce,Dy, LaPO4 : Ce,Nd, ZnS : Tb, ZnS : TbF3, ZnS : Eu, ZnS : EuF3, Y2O3 : Eu, Y2O2S : Eu, Y2SiO5 : Eu, SiO2 : Dy, SiO2 : Al, Y2O3 : Tb, CdS : Mn, ZnS : Tb, ZnS : Ag oder ZnS : Cu als Material für die lad-Nanoteilchen verwendet wird.18. Simple detection probe according to one of claims 1 to 16, characterized in that YVO 4 : Eu, YVO 4 : Sm, YVO 4 : Dy, LaPO 4 : Eu, LaPO 4 : Ce, LaPO 4 : Ce, Tb, LaPO 4 : Ce, Dy, LaPO 4 : Ce, Nd, ZnS: Tb, ZnS: TbF 3 , ZnS: Eu, ZnS: EuF 3 , Y 2 O 3 : Eu, Y 2 O 2 S: Eu, Y 2 SiO 5 : Eu, SiO 2 : Dy, SiO 2 : Al, Y 2 O 3 : Tb, CdS: Mn, ZnS: Tb, ZnS: Ag or ZnS: Cu is used as the material for the lad nanoparticles. 19. Einfache Nachweissonde nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, dass Material mit einer kubischen Gitterstruktur des Wirts­ gitters für die lad-Nanoteilchen verwendet wird.19. Simple detection probe according to one of claims 1 to 18, characterized ge indicates material with a host cubic lattice structure lattice is used for the lad nanoparticles. 20. Einfache Nachweissonde nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, dass MgF2 : Mn, ZnS : Mn, ZnS : Ag, ZnS : Cu, CaSiO3 : Ln, CaS : Ln, CaO : Ln, ZnS : Ln, Y2O3 : Ln oder MgF2 : Ln (Ln = Lanthaniden) als Material für die lad-Nanoteilchen verwendet wird.20. Simple detection probe according to one of claims 1 to 16, characterized in that MgF 2 : Mn, ZnS: Mn, ZnS: Ag, ZnS: Cu, CaSiO 3 : Ln, CaS: Ln, CaO: Ln, ZnS: Ln , Y 2 O 3 : Ln or MgF 2 : Ln (Ln = lanthanides) is used as the material for the lad nanoparticles. 21. Erweiterte Nachweissonde für biologische Anwendungen bestehend aus einer Kombination der einfachen Nachweissonde nach einem der Ansprüche 1 bis 20 mit einem oder mehreren Affinitätsmolekülen oder mehreren miteinander gekoppelten Affinitätsmolekülen, wobei die Affmitätsmoleküle einerseits an die präparierte Oberfläche der einfachen Nachweissonde anbinden und ande­ rerseits an eine biologische oder sonstige organische Substanz binden können.21. Extended detection probe for biological applications consisting of a Combination of the simple detection probe according to one of claims 1 to 20 with one or more affinity molecules or more with each other coupled affinity molecules, the affinity molecules on the one hand  connect the prepared surface of the simple detection probe and others can bind to a biological or other organic substance. 22. Erweiterte Nachweissonde nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Affinitätsmoleküle monoklonale oder polyklonale Antikörper, Proteine, Peptide, Oligonukleotide, Plasmide, Nukleinsäuremoleküle, Oligo- oder Poly­ saccharide, Haptene wie Biotin oder Digoxin, oder ein niedermolekulares synthetisches oder natürliches Antigen sind.22. Extended detection probe according to claim 21, characterized in that the affinity molecules monoclonal or polyclonal antibodies, proteins, Peptides, oligonucleotides, plasmids, nucleic acid molecules, oligo- or poly saccharide, haptens such as biotin or digoxin, or a low molecular weight are synthetic or natural antigen. 23. Erweiterte Nachweissonde nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeich­ net, dass das Affinitätsmolekül durch reaktive Gruppen am Affinitätsmolekül und an der einfachen Nachweissonde kovalent oder nicht-kovalent an die ein­ fache Nachweissonde gekoppelt ist.23. Extended detection probe according to claim 21 or 22, characterized net that the affinity molecule through reactive groups on the affinity molecule and on the simple detection probe covalently or non-covalently to the one multiple detection probe is coupled. 24. Erweiterte Nachweissonde nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die reaktiven Gruppen auf der Oberfläche des Affinitätsmoleküls Amino­ gruppen, Carbonsäuregruppen, Thiole, Thioether, Disulfide, Imidazole, Guanidine, Hydroxylgruppen, Indole, vicinale Diole, Aldehyde, alpha-Halo­ acetylgruppen, N-Maleimide, Quecksilberorganyle, Arylhalogenide, Säurean­ hydride, Isocyanate, Isothiocyanate, Sulfonsäurehalogenide, Imidoester, Dia­ zoacetate, Diazoniumsalze, 1,2-Diketone, alpha-beta-ungesättigte Carbonyl­ verbindungen oder Azolide sind.24. Extended detection probe according to claim 23, characterized in that the reactive groups on the surface of the affinity molecule amino groups, carboxylic acid groups, thiols, thioethers, disulfides, imidazoles, Guanidines, hydroxyl groups, indoles, vicinal diols, aldehydes, alpha-halo acetyl groups, N-maleimides, mercury organyls, aryl halides, acids hydrides, isocyanates, isothiocyanates, sulfonic acid halides, imidoesters, dia zoacetates, diazonium salts, 1,2-diketones, alpha-beta-unsaturated carbonyl are compounds or azolides. 25. Erweiterte Nachweissonde nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch ge­ kennzeichnet, dass zwischen der einfachen Nachweissonde und dem Affini­ tätsmolekül eine nicht-kovalente, selbst-organisierte Verbindung besteht.25. Extended detection probe according to one of claims 21 to 23, characterized ge indicates that between the simple detection probe and the affini a non-covalent, self-organized compound. 26. Erweiterte Nachweissonde nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung zwischen Biotin als Verbindungsmolekül der einfachen Nachweissonde und Avidin oder Streptavidin als reaktive Gruppe des Affini­ tätsmoleküls besteht. 26. Extended detection probe according to claim 25, characterized in that a link between biotin as the simple connecting molecule Detection probe and avidin or streptavidin as a reactive group of the Affini activity molecule.   27. Erweiterte Nachweissonde nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung zwischen Nukleinsäuremolekülen als Verbindungsmolekü­ len der einfachen Nachweissonde und Nukleinsäuremolekülen mit dazu kom­ plementären Sequenzen als reaktiver Gruppe des Affinitätsmoleküls besteht.27. Extended detection probe according to claim 26, characterized in that a connection between nucleic acid molecules as connection molecules len of the simple detection probe and nucleic acid molecules with it complementary sequences as a reactive group of the affinity molecule. 28. Erweiterte Nachweissonde nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Affinitätsmolekül Nukleinsäuresequenzen dienen und die nachzuweisende biologische Substanz aus Nukleinsäuremolekülen mit komplementären Sequenzen besteht.28. Extended detection probe according to claim 22, characterized in that serve as affinity molecule nucleic acid sequences and the one to be detected biological substance from nucleic acid molecules with complementary Sequences exists. 29. Verfahren zur Herstellung der einfachen Nachweissonde gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 enthaltend die Schritte:
  • a) Herstellung von lad-Nanoteilchen,
  • b) chemische Modifikation der Oberfläche der lad-Nanoteilchen und/oder
  • c) Herstellung reaktiver Gruppen auf der Oberfläche der lad-Nanoteil­ chen und/oder
  • d) Verbindung eines oder mehrerer Verbindungsmoleküle mit der Ober­ fläche der lad-Nanoteilchen durch kovalente oder nicht-kovalente Bindung.
29. A method for producing the simple detection probe according to one of claims 1 to 20, comprising the steps:
  • a) production of lad nanoparticles,
  • b) chemical modification of the surface of the lad nanoparticles and / or
  • c) production of reactive groups on the surface of the lad nanoparticles and / or
  • d) connection of one or more connection molecules with the surface of the lad nanoparticles by covalent or non-covalent bond.
30. Verfahren zur Herstellung der einfachen Nachweissonde nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilungsbreite der Ausdehnungen der in Schritt a) hergestellten lad-Nanoteilchen auf einen Bereich von +/-20% einer mittleren Ausdehnung eingeschränkt ist.30. A method for producing the simple detection probe according to claim 29, characterized in that the distribution width of the extents of the in Step a) produced lad nanoparticles to a range of +/- 20% medium expansion is limited. 31. Verfahren zur Herstellung der erweiterten Nachweissonde gemäß den An­ sprüchen 21 bis 28 enthaltend die Schritte:
  • a) Bereitstellung der einfachen Nachweissonde,
  • b) Modifikation der Oberfläche eines Affinitätsmoleküls, um reaktive Gruppen einzuführen, die eine Konjugation mit der einfachen Nach­ weissonde erlauben,
  • c) Konjugation des aktivierten Affinitätsmoleküls und der einfachen Nachweissonde.
31. A method for producing the extended detection probe according to claims 21 to 28, comprising the steps:
  • a) provision of the simple detection probe,
  • b) modification of the surface of an affinity molecule in order to introduce reactive groups which allow conjugation with the simple detection probe,
  • c) Conjugation of the activated affinity molecule and the simple detection probe.
32. Verfahren zum Nachweis einer biologischen oder sonstigen organischen Sub­ stanz enthaltend die Schritte:
  • a) Zusammenführen der erweiterten Nachweissonde gemäß einem der Ansprüche 21 bis 28 und des biologischen und/oder organischen Materials,
  • b) Abtrennung von erweiterten Nachweissonden, die keine Bindung ein­ gegangen sind,
  • c) Belichtung der Probe mit einer elektromagnetischen Strahlung oder mit einem Teilchenstrahl,
  • d) Messung des Fluoreszenzlichtes oder Messung der Absorption und/oder Streuung und/oder Beugung der Strahlung oder der Ände­ rung derselben.
32. A method for the detection of a biological or other organic substance comprising the steps:
  • a) bringing together the extended detection probe according to one of claims 21 to 28 and the biological and / or organic material,
  • b) separation of extended detection probes that have not been bound,
  • c) exposure of the sample to electromagnetic radiation or a particle beam,
  • d) measurement of the fluorescent light or measurement of the absorption and / or scatter and / or diffraction of the radiation or the change thereof.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zu untersuchenden biologischen Material um Serum, Zellen, Gewebeschnitte, Rückenmarksflüssigkeit, Sputum, Plasma, Urin oder um eine andere Probe humanen, tierischen oder pflanzlichen Ursprungs handelt.33. The method according to claim 32, characterized in that it is biological material to be examined around serum, cells, tissue sections, Spinal fluid, sputum, plasma, urine, or any other sample human, animal or vegetable origin. 34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass der zu untersuchende Analyt in dem zu untersuchenden biologischen oder sonstigen Material immobilisiert ist. 34. The method according to claim 32 or 33, characterized in that the to investigating analyte in the biological or other to be examined Material is immobilized.   35. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das zu untersuchende biologische und/oder organische Material gleichzeitig mit verschiedenen erweiterten Nachweissonden zusammengeführt wird und die verschiedenen erweiterten Nachweissonden sich dadurch voneinander unterscheiden, dass ihre Affinitätsmoleküle an verschiedene Analyte anbin­ den und die in ihnen enthaltenen lad-Nanoteilchen bei unterschiedlichen Wellenlängen absorbieren, streuen, beugen oder Fluoreszenzlicht emittieren.35. The method according to any one of claims 32 to 34, characterized in that the biological and / or organic material to be examined simultaneously is merged with various extended detection probes and the different extended detection probes differ from each other distinguish that their affinity molecules bind to different analytes the and the lad nanoparticles contained in them at different Absorb, scatter, diffract or emit fluorescent light.
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