DE10128093A1 - Specific-binding method for detecting substances, useful in sandwich immunoassays, based on binding of colloidal particle to a surface through nucleic acid hybridization - Google Patents

Specific-binding method for detecting substances, useful in sandwich immunoassays, based on binding of colloidal particle to a surface through nucleic acid hybridization

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DE10128093A1 DE2001128093 DE10128093A DE10128093A1 DE 10128093 A1 DE10128093 A1 DE 10128093A1 DE 2001128093 DE2001128093 DE 2001128093 DE 10128093 A DE10128093 A DE 10128093A DE 10128093 A1 DE10128093 A1 DE 10128093A1
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Abstract

Specific-binding (M) for detecting a substance (A) in aqueous solution, is new. M comprises: (a) preparing a surface with specific-binding capacity for (A); (b) preparing a binding molecule (B), with specific-binding capacity for (A); (c) linking (B) to a colloidal particle (CP) to impart specific-binding properties; (d) combining surface, test sample and (B)-modified CP so that a surface-bound signal complex (SC) can form; and (e) detecting any CP present in SC. Independent claims are also included for: (1) article for performing M comprising CP with a nucleic acid (NA2) linked to it and one or more (B) containing a nucleic acid (NA1) complementary to NA2, where NA1/2 are linked; and (2) kit for preparing the article.

Description

Die Einführung von Antikörper- oder Rezeptor-basierter Immunoassays in den 60er und 70er Jahren führte zur Entwicklung einer Vielzahl hochspezifischer Verfahren, um niedrigkonzentrierte Analytsubstanzen empfindlich und präzise nachzuweisen. So beschreibt J. R. Crowther in ELISA: Theory and Practice, Humana Press Inc., 1995, dass mit Enzym-verstärkten Assays oder Radioimmuno- Assays Substanzen bis in den Attomol-Bereich (1 amol = 1 × 10-18 mol) nachgewiesen werden können. Die Entwicklung hochwirksamer Wirkstoffe und Behandlungs-Methoden der modernen Medizin, das Auftreten neuer Krankheiten wie die über das Prionprotein PrPSc nachweisbaren Encephalopathien (beispielsweise die bovine spongiforme Encephalopathie, Scrapie, Creutzfeld- Jacob-Krankheit, Gerstmann-Straussler-Scheinker-Syndrom), aber auch die zunehmende Erforschung komplexer biologischer Vorgänge durch die Proteomforschung erfordern jedoch die Entwicklung von Nachweisverfahren, die einerseits eine möglichst hohe Empfindlichkeit und andererseits eine möglichst starke Parallelisierbarkeit erlauben. The introduction of antibody- or receptor-based immunoassays in the 1960s and 1970s led to the development of a large number of highly specific methods for the sensitive and precise detection of low-concentration analyte substances. For example, JR Crowther in ELISA: Theory and Practice, Humana Press Inc., 1995 describes that substances up to the attomol range (1 amol = 1 × 10 -18 mol) can be detected with enzyme-enhanced assays or radioimmunoassays. The development of highly effective active ingredients and treatment methods in modern medicine, the appearance of new diseases such as the encephalopathies detectable via the prion protein PrP Sc (e.g. bovine spongiform encephalopathy, scrapie, Creutzfeld-Jacob disease, Gerstmann-Straussler-Scheinker syndrome), but However, the increasing research into complex biological processes through proteome research also requires the development of detection methods which, on the one hand, allow the highest possible sensitivity and, on the other hand, the greatest possible parallelism.

Ein Ansatz zur Lösung dieses Problems besteht darin, Multiplex-Analysen mit mikrostrukturierten Testarrays durchzuführen, die in räumlich-definierter Anordnung eine Vielzahl von Bindungsmolekülen auf ihrer Oberfläche enthalten. Diese Anordnung von Bindungsmolekülen kann dann für den parallelen Nachweis von Substanzen eingesetzt werden, die mit einem oder mehreren Bindungsmolekülen auf dem Array spezifische Wechselwirkungen eingehen und dadurch an den Anay gebunden werden. Beispielsweise beschreiben MacBeath und Schreiber in Science 2000, 289, 1760 die Anfertigung eines Protein-Arrays für die Hochdurchsatz-Analyse von Protein-Protein Wechselwirkungen. Hergenrother et al. beschreiben in J Am Chem Soc 2000, 122, 7849, dass niedermolekulare Alkoholderivate auf Glasträgern immobilisiert werden, und dass diese Arrays zur Detektion der Bindung von Proteinen eingesetzt werden. R. M. de Wildt et al. beschreiben in Nat. Biotechnol. 2000, 18, 989, dass Testarrays aus Antikörpern für die Hochdurchsatz-Analyse von Antikörper-Antigen Wechselwirkungen eingesetzt werden. All diesen Beschreibungen gemeinsam ist, dass für die Detektion des gebundenen Analyten stets eine aufwendige Markierung des Gesamtprobenmaterials erforderlich ist. Dies erfolgt typischerweise durch Radionuklide, die beispielsweise durch metabolische Markierung im Zuge der in- vivo Herstellung von Gesamtprotein eingeführt werden. Alternativ können die Markierungssubstanzen (Radionuklide, Chromophore, Fluorophore oder Haptengruppen) nachträglich (z. B. durch chemische Modifikation) eingeführt werden. Auch dies erfordert einen beträchtlichen zeitlichen und materiellen Aufwand. Wünschenswert wäre es deshalb, lediglich die Analytmoleküle zu markieren, die spezifisch an der Oberfläche gebundenen sind. One approach to solving this problem is using multiplex analysis perform microstructured test arrays in spatially defined Arrangement contain a large number of binding molecules on their surface. This arrangement of binding molecules can then be used for parallel detection of substances used with one or more Binding molecules on the array enter into specific interactions and thereby bound to the anay. For example, describe MacBeath and Schreiber in Science 2000, 289, 1760 the preparation of a protein array for the high-throughput analysis of protein-protein interactions. Hergenrother et al. describe in J Am Chem Soc 2000, 122, 7849 that low molecular weight Alcohol derivatives are immobilized on glass slides, and that these arrays are used for Detection of protein binding can be used. R. M. de Wildt et al. describe in Nat. Biotechnol. 2000, 18, 989 that test arrays of antibodies for used the high-throughput analysis of antibody-antigen interactions become. All these descriptions have in common that for the detection of the bound analytes always a complex labeling of Bulk sample material is required. This is typically done by Radionuclides, for example by metabolic labeling in the course of the Vivo total protein production will be introduced. Alternatively, the Labeling substances (radionuclides, chromophores, fluorophores or Hapten groups) subsequently introduced (e.g. by chemical modification) become. This also requires a considerable amount of time and material Expenditure. It would therefore be desirable to only add the analyte molecules mark those that are specifically bound to the surface.

Dieses Vorgehen wird durch einen "two-sided" (Sandwich) Immun-Nachweis ermöglicht, wie er standardmäßig beim Sandwich-ELSIA oder Sandwich- Radioimmunoassay (RIA) eingesetzt wird (vgl. hierzu: J. R. Crowther in ELISA: Theory and Practice, Humana Press Inc., 1995). Auf das oben genannte Problem der Multiplex-Analytik mit Protein-Testarrays ist dieses Verfahren jedoch nur bedingt anwendbar, da die Diffusion der Substrate im enzymatischen Verstärkungsschritt in der Regel auch zu unspezifischen Anfärbungen ganzer Regionen führt, so dass eine ortsaufgelöste Detektion nicht möglich ist. Die Verwendung nicht-diffusibler Substrate bewirkt häufig eine irreversible Schädigung des Testarrays, die eine ortsaufgelöste Detektion erschweren. This procedure is based on a "two-sided" (sandwich) immune detection enables, as is standard with sandwich ELSIA or sandwich Radioimmunoassay (RIA) is used (see: J. R. Crowther in ELISA: Theory and Practice, Humana Press Inc., 1995). To the problem above multiplex analysis with protein test arrays, however, is only this method limited use, since the diffusion of the substrates in the enzymatic Reinforcement step usually also for unspecific staining of whole Regions leads so that a spatially resolved detection is not possible. The The use of non-diffusible substrates often causes irreversible damage of the test array, which complicate a spatially resolved detection.

Angesichts der bestehenden Nachteile der bekannten Verfahren war eine erste (Teil-)Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Methode anzugeben, die es erlaubt, die parallele Analyse Oberflächen-gebundener Substanzen in wenigen Reaktionsschritten mit möglichst hoher Nachweisempfindlichkeit durchzuführen. Hierbei bestand eine weitere (Teil-)Aufgabe darin, das Nachweisverfahren so anzugeben, dass es für möglichst viele unterschiedliche nachzuweisende Substanzen, beispielsweise Proteine, Peptide, Zucker, Lipide und dergleichen einsetzbar ist. In view of the existing disadvantages of the known methods, the first was (Partial) object of the present invention to provide a method that allows the parallel analysis of surface-bound substances in a few Carry out reaction steps with the highest possible sensitivity. Another (partial) task was to do the detection procedure like this indicate that there are as many different demonstrable items as possible Substances such as proteins, peptides, sugars, lipids and the like can be used.

In verfahrensmäßiger Hinsicht war es eine zweite (Teil-)Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Methode so zu gestalten, dass die dabei einzusetzenden Reagenzien im Sinne eines modular aufgebauten Reagenzien-Kits herstellbar sind. Hierbei sollten die Bestandteile des Reagenzien-Kits eine hohe physikalisch-chemische Stabilität insbesondere im Hinblick auf thermische und chemische Belastungen bei den einzelnen Reaktionsschritten aufweisen. In procedural terms, it was a second (partial) task of the present one Invention to design the method so that the reagents to be used can be produced in the sense of a modular reagent kit. in this connection the components of the reagent kit should have a high physico-chemical Stability especially with regard to thermal and chemical loads have the individual reaction steps.

Eine dritte (Teil-)Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, einen Artikel bereitzustellen mit dem die Reagenzien-Kits eingesetzt werden können, um eine experimentell einfach durchzuführende Detektion von Substanzen vorzunehmen. A third (partial) object of the present invention was an article provide with which the reagent kits can be used to a experimentally easy to carry out detection of substances.

Die erste (Teil-)Aufgabe wird durch die vorliegenden Erfindung gelöst, indem ein Verfahren mit folgenden Schritten durchgeführt wird:

  • a) Bereitstellung einer Oberfläche die eine spezifische Bindungsfähigkeit für die nachzuweisende Substanz aufweist;
  • b) Bereitstellung eines Bindemoleküls, dass eine spezifische Bindungsfähigkeit für die nachzuweisende Substanz aufweist;
  • c) Verknüpfung des Bindemoleküls mit kolloidalen Partikeln, so dass die Partikel eine spezifische Bindungsfähigkeit für die nachzuweisende Substanz erhalten;
  • d) Zusammenbringen der Oberfläche, der nachzuweisenden Substanz und der Bindemolekül-verknüpften kolloidalen Partikel, so dass eine Oberflächen- gebundener Signalkomplex gebildet wird;
  • e) Nachweis der kolloidalen Partikel, soweit sie in einem Oberflächen- gebundenen Signalkomplex vorliegen
The first (partial) object is achieved by the present invention by carrying out a method with the following steps:
  • a) provision of a surface which has a specific binding capacity for the substance to be detected;
  • b) provision of a binding molecule which has a specific binding ability for the substance to be detected;
  • c) Linking the binding molecule with colloidal particles so that the particles acquire a specific binding ability for the substance to be detected;
  • d) bringing together the surface, the substance to be detected and the binding molecule-linked colloidal particles so that a surface-bound signal complex is formed;
  • e) Detection of the colloidal particles, insofar as they are present in a surface-bound signal complex

Eine Oberfläche die eine spezifische Bindungsfähigkeit für die nachzuweisende Substanz aufweist, kann im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens jede mit einem Bindemolekül (dazu siehe unten) verbindbare Oberfläche sein. Insbesondere kann es sich um eine Glas-, Silizium- oder Metalloberfläche oder eine andere, vorzugsweise zur Herstellung von Biochips geeignete Oberfläche handeln. Unter den Metalloberflächen sind Gold- oder goldbeschichtete Oberflächen bevorzugt. Es kann sich jedoch auch um Kunststoffoberflächen, insbesondere Polystyrol- oder Polycarbonat-Oberflächen handeln, wie sie insbesondere in Mikrotiterplatten- Kavitäten vorliegen. Bei der Oberfläche kann es sich auch um die Oberfläche vorzugsweise magnetischer Mikropartikel handeln, wie sie zur Extraktion von Nucleinsäuren aus Flüssigkeiten verwendet werden. A surface that has a specific binding capacity for the one to be detected Has substance, can each in the sense of the inventive method a binding molecule (see below) connectable surface. In particular can it be a glass, silicon or metal surface or another, act preferably surface suitable for the production of biochips. Under gold or gold-coated surfaces are preferred over the metal surfaces. It can also be plastic surfaces, especially polystyrene or Polycarbonate surfaces act as they are especially in microtiter plate Cavities are present. The surface can also be the surface preferably act magnetic microparticles, such as those for the extraction of Liquid nucleic acids can be used.

Die Oberfläche kann mit Substanzen beschichtet (geblockt) werden, die die Verfahrensdurchführung nicht stören. Insbesondere kann die Oberfläche mit Gelatine, Milchpulver und/oder Rinderserum-Albumin (BSA) beschichtet sein. Die Oberfläche kann auch mit Nucleinsäuren versehen sein, soweit diese die Durchführung des Nachweisverfahrens nicht beeinträchtigen. The surface can be coated (blocked) with substances that block the Do not disturb process execution. In particular, the surface with Gelatin, milk powder and / or bovine serum albumin (BSA) can be coated. The The surface can also be provided with nucleic acids, insofar as these are Do not interfere with the implementation of the verification procedure.

Bindungsmoleküle im Sinne des Nachweisverfahrens sind solche Substanzen oder Substanzgemische, die unter den gewählten Verfahrensbedingungen vorzugsweise selektiv an die nachzuweisende Substanz binden können. Bindungsmoleküle können insbesondere Rezeptoren wie Protein A und Enzyme sein, aber auch mono- und/oder polyklonale Immunglobuline, insbesondere solche vom Typ G, und deren Fragmente sein. Solche Fragmente sind insbesondere bekannt unter den Bezeichnungen Fab, F(ab)2, dsFv-Fragmente, scFv-Fragmente und Single-Chain- Antikörper. Desweiteren können Bindungsmoleküle auch niedermolekulare Stoffe sein, wie Peptide, Peptoide, Haptene und Nucleinsäure-Bindungsreagenzien, wie Einzel- und Doppelstrang-Nucleinsäuren, Ribozynie oder Aptamere. Die Verwendung polyklonaler Immunglobuline als Bindungsmolekül des Fänger- und/oder Nachweis-Reagens ist wegen ihrer im Vergleich zu monoklonalen Immunglobulinen häufig höheren Stabilität und häufig leichteren Verfügbarkeit bevorzugt. Die Fänger- und/oder Nachweisreagenzien umfassen, wenn das Bindungsmolekül ein Substanzgemisch mehrerer Substanz-Varianten wie beispielsweise ein polyclonales Immunglobulin ist, jeweils in einem Molekül mehrere der Substanz-Varianten (beispielsweise mehrere der Varianten eines polyclonalen Immunglobulins) oder sind jeweils Gemische aus Fänger- bzw. Nachweis-Reagenzien, deren Moleküle sich voneinander jeweils in ihren Bindungsmolekül-Varianten (beispielsweise den einzelnen Varianten eines polyclonalen Immunglobulins) unterscheiden. Binding molecules in the sense of the detection method are those substances or substance mixtures which can preferably bind selectively to the substance to be detected under the selected process conditions. Binding molecules can in particular be receptors such as protein A and enzymes, but also mono- and / or polyclonal immunoglobulins, in particular those of type G, and their fragments. Such fragments are known in particular under the names Fab, F (ab) 2 , dsFv fragments, scFv fragments and single-chain antibodies. Furthermore, binding molecules can also be low-molecular substances, such as peptides, peptoids, haptens and nucleic acid binding reagents, such as single and double-stranded nucleic acids, ribocynia or aptamers. The use of polyclonal immunoglobulins as binding molecules of the capture and / or detection reagent is preferred because of their often higher stability and often easier availability compared to monoclonal immunoglobulins. If the binding molecule is a substance mixture of several substance variants such as, for example, a polyclonal immunoglobulin, the capture and / or detection reagents each comprise several of the substance variants (for example several of the variants of a polyclonal immunoglobulin) in one molecule or are mixtures of or detection reagents whose molecules differ from one another in their binding molecule variants (for example the individual variants of a polyclonal immunoglobulin).

Kolloidale Partikel im Sinne des Nachweisverfahrens sind solche Komponenten oder Komponentengemische, die aus Gold, Silber, Platin und anderen Metallen, Halbmetallen, Metall- oder Nichtmetalloxiden, -sulfiden oder anderen leitfähigen Materialien oder Halbleiter-Materialien bestehen und deren durchschnittliche Größe im Bereich von 1-500 nm liegt. Besonders bevorzugt sind dabei Kolloide aus Gold mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ca. 5-100 nm, da sie einfach und in großen Mengen durch eine Vielzahl Literaturbekannter Verfahren herstellbar sind (siehe dazu beispielsweise: G. Schmid, Clusters and Colloids, VCH, Weinheim 1994). Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, fluoreszente Halbleiter-Partikel und Kolloide zu verwenden, deren intrinsische Fluoreszenz- und Halbleitereigenschaft eine besonders einfache und effiziente Detektion ermöglicht. Colloidal particles in the sense of the detection method are such components or component mixtures consisting of gold, silver, platinum and other metals, Semimetals, metal or non-metal oxides, sulfides or other conductive Materials or semiconductor materials exist and their average Size is in the range of 1-500 nm. Colloids are particularly preferred made of gold with an average diameter of approx. 5-100 nm since they easily and in large quantities by a variety of methods known from the literature can be produced (see for example: G. Schmid, Clusters and Colloids, VCH, Weinheim 1994). There is an advantageous embodiment of the method in using fluorescent semiconductor particles and colloids, their intrinsic fluorescence and semiconductor properties a particularly simple and enables efficient detection.

Die Detektion der kolloidalen Partikel im Sinne des Nachweisverfahrens kann durch eine Vielzahl von Methoden erfolgen. Hierbei sind mikroskopische Verfahren, wie Licht- und Elektronenmikroskopie, aber auch insbesondere Rastersonden-Mikroskopie wie z. B. die Rasterkraft- und die Rastertunnelmikroskopie bevorzugt. Besonders bevorzugt ist der Nachweis durch eine Silberentwicklung. Hierbei handelt es sich um eine seit Jahren bekannte Standardmethode, bei der metallische Nanopartikel und Kolloide zur Anfärbung von Antikörper-Markierungen eingesetzt werden, beispielsweise um die histologische Untersuchung biologischer Proben und Gewebe durchzuführen (siehe hierzu: J. Kreuter, in M. Donbrow (Ed.): Microcapsules and Nanoparticles in Medicine and Pharmacy, CRC Press, Boca Raton, FL 1992). The detection of the colloidal particles in the sense of the detection method can done by a variety of methods. Here are microscopic Methods such as light and electron microscopy, but also in particular Scanning probe microscopy such as B. the atomic force and Scanning tunneling microscopy preferred. Detection by a Silver development. This is a known one for years Standard method in which metallic nanoparticles and colloids for staining of antibody labels are used, for example, around the perform histological examination of biological samples and tissues (see on this: J. Kreuter, in M. Donbrow (Ed.): Microcapsules and Nanoparticles in Medicine and Pharmacy, CRC Press, Boca Raton, FL 1992).

Auch können spezifische Eigenschaften der kolloidalen Komponenten genutzt werden, um die Detektion der Kolloide vorzunehmen. So kann beispielsweise bei Verwendung von fluoreszenten Halbleiterpartikeln aus CdS, CdTe, ZnS oder ähnlichen Materialien ein direkter Nachweis durch handelsübliche Fluoreszenz- Scanner oder Fluoreszenz-Mikroskope erfolgen. Fluoreszente Halbleiterpartikel ermöglichen auch deren Nachweis durch photoelektrochemische Messungen. Im Falle von Gold- und Silberkolloiden ist es ebenfalls bevorzugt, den Nachweis der kolloidalen Partikel durch optische Verfahren wie die Oberflächenplasmonresonanz (vgl. hierzu: L. He, M. D. Musick, S. R. Nicewarner, F. G. Salinas, S. J. Benkovic, M. J. Natan, C. D. Keating. Colloidal Au-Enhanced Surface Plasmon Resonance for Ultrasensitive Detection of DNA Hybridization. J Am Chem Soc 2000, 122, 907), Reflektometrische Interferrenzspektroskopie (vgl. hierzu: G. Gauglitz. Optical deteetion methods for combinatorial libraries. Curr Opin Chem Biol 2000, 4, 351), oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie (surface-enhanced raman spectroscopy, SERS, vgl.: C. D. Keating, K. M. Kovaleski, M. J. Natan. Protein- Colloid Conjugates for Surface Enhanced Raman Scattering: Stability and Control of Protein Orientation. J Phys Chem B 1998, 102, 9404), durch elektrische Detektion mittels Impedanzmessung (vgl.: R. Hintsche, M. Paeschke, A. Uhlig, R. Seitz, in F. W. Scheller, F. Schaubert, J. Fredrowitz (Eds.): Frontiers in Biosensors: Fundamental Aspects, Birkhäuser Verlag 1997, p. 267) oder durch massensensitive Methoden wie die Quarzkristall-Mikrowaage (QCM, vgl.: F. Patolsky, K. T. Ranjit, A. Lichtenstein, I. Willner. Dendritic amplification of DNA analysis by oligonucleotide-functionalized Au-nanoparticles. Chem. Commun. 2000, 1025) oder Surface Acoustic Wave Messungen (SAW: Wang et al. (1998) Sensors and Actuators B49, 13) zu führen. Specific properties of the colloidal components can also be used to make the detection of the colloids. For example, at Use of fluorescent semiconductor particles made of CdS, CdTe, ZnS or similar materials a direct detection by commercially available fluorescence Scanners or fluorescence microscopes are used. Fluorescent semiconductor particles also enable their detection by photoelectrochemical measurements. in the In the case of gold and silver colloids, it is also preferred to detect the colloidal particles by optical methods such as surface plasmon resonance (see: L. He, M. D. Musick, S. R. Nicewarner, F. G. Salinas, S. J. Benkovic, Natan, M.J., Keating, C.D. Colloidal Au-Enhanced Surface Plasmon Resonance for Ultrasensitive Detection of DNA Hybridization. J Am Chem Soc 2000, 122, 907), reflectometric interference spectroscopy (see: G. Gauglitz. Optical detection methods for combinatorial libraries. Curr Opin Chem Biol 2000, 4, 351), surface-enhanced Raman spectroscopy (surface-enhanced raman spectroscopy, SERS, see: C. D. Keating, K. M. Kovaleski, M. J. Natan. Protein- Colloid Conjugates for Surface Enhanced Raman Scattering: Stability and Control of protein orientation. J Phys Chem B 1998, 102, 9404), by electrical Detection using impedance measurement (see: R. Hintsche, M. Paeschke, A. Uhlig, R. Seitz, in F. W. Scheller, F. Schaubert, J. Fredrowitz (Eds.): Frontiers in Biosensors: Fundamental Aspects, Birkhäuser Verlag 1997, p. 267) or by mass-sensitive methods such as the quartz crystal microbalance (QCM, see: F. Patolsky, K. T. Ranjit, A. Lichtenstein, I. Willner. Dendritic amplification of DNA analysis by oligonucleotide-functionalized Au nanoparticles. Chem. Commun. 2000, 1025) or surface acoustic wave measurements (SAW: Wang et al. (1998) Sensors and Actuators B49, 13).

Es hat sich herausgestellt, dass die Durchführung einer Silberentwicklung besonders bevorzugt ist, da sich bei der von den Goldkolloiden beschleunigten Silberentwicklung geringe Antigenmengen nachweisen lassen, wobei wegen der fehlenden Diffusibilität die Entwicklung des Silberspiegels zur ortsaufgelösten Detektion von Antigenen eingesetzt werden kann. Somit läßt sich die Immunreaktion mit einem handelsüblichen Flachbettscanner nachweisen, wodurch aufwendige Laborgeräte und teure Nachweisverfahren unnötig werden. Damit sind die Protein/DNA-modifizierten Goldkolloide besonders für das Auslesen von Protein-Mikroarrays geeignet, die in zunehmendem Maße in der Immunologischen Diagnostik und der Proteomforschung (Vgl. hierzu: C. Niemeyer, Chem. Eur. J., im Druck) eingesetzt werden (siehe Ausführungsbeispiel 10). It has been found that performing silver development is particularly preferred since accelerated by the gold colloids Silver development can detect small amounts of antigen, because of the lack of diffusibility the development of the silver mirror to the spatially resolved Detection of antigens can be used. Thus, the Detect the immune reaction with a commercially available flatbed scanner, whereby elaborate laboratory equipment and expensive detection methods become unnecessary. With that the protein / DNA modified gold colloids especially for reading out Protein microarrays are increasingly being used in immunology Diagnostics and proteome research (see: C. Niemeyer, Chem. Eur. J., in print) can be used (see embodiment 10).

Die zweite (Teil-)Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, die Reagenzien so zu gestalten, dass sie im Sinne eines modular aufgebauten Reagenzien-Kits einsetztbar sind, wobei insbesondere eine hohe physikalisch- chemische Stabilität der Reagenzien im Hinblick auf thermische und chemische Belastungen essentiell für die erfolgreiche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist. Letzterer Punkt wird besonders deutlich, wenn man die Probleme betrachtet, die bei Verwendung herkömmlicher Antikörper- oder Rezeptorbeschichteter kolloidaler Goldreagenzien auftreten. Diese herkömmlichen Proteinbeschichteten Goldpartikel haben eine starke Tendenz, schwerlösliche Konglomerate in wäßrigen Lösungen auszubilden, so dass entweder starke unspezifische Reaktionen auftreten oder die Kolloide generell nicht mehr für immunologische Nachweisverfahren einsetzbar sind. The second (partial) object of the present invention was that To design reagents in such a way that they have a modular structure Reagent kits can be used, in particular a high physical chemical stability of the reagents with regard to thermal and chemical Stresses essential for the successful implementation of the invention Procedure is. The latter point becomes particularly clear when you look at the problems considered when using conventional antibody or Receptor-coated colloidal gold reagents occur. These conventional ones Protein-coated gold particles have a strong tendency to be poorly soluble Form conglomerates in aqueous solutions, so that either strong unspecific reactions occur or the colloids generally no longer for immunological detection methods can be used.

Die zweite (Teil-)Aufgabe wird durch die vorliegenden Erfindung gelöst, indem Schritt c des oben beschriebenen Verfahrens so durchgeführt wird, dass

  • a) das Bindemolekül mit einer ersten Nucleinsäure verküpft, und
  • b) die kolloidalen Partikel mit einer zweiten Nucleinsäure verknüpft werden, die komplementär zur ersten Nucleinsäure ist, und
  • c) das Nucleinsäure-modifizierte Bindemolekül mit den Nucleinsäure- modifizierten kolloidalen Partikeln zusammengebracht wird, so dass es zur Hybridisierung der ersten mit der zweiten Nucleinsäure kommt
The second (partial) object is achieved by the present invention by performing step c of the method described above in such a way that
  • a) the binding molecule is linked to a first nucleic acid, and
  • b) the colloidal particles are linked to a second nucleic acid which is complementary to the first nucleic acid, and
  • c) the nucleic acid-modified binding molecule is brought together with the nucleic acid-modified colloidal particles, so that the first nucleic acid hybridizes with the second

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass die Kupplung von Bindemolekül und kolloidalem Partikel über eine Hybridisierung komplementärer Nucleinsäuren nicht nur rasch und experimentell einfach durchführbar ist, sondern auch zur hocheffizienten Funktionalisierung des Kolloids mit dem Protein führt. Besonders bemerkenswert ist hierbei, dass die biologische Funktionalität des Proteins in keiner Weise durch die DNA-vermittelte Adsorption an das Kolloid beeinträchtigt wird. Besonders überraschend war der experimentelle Befund, dass sowohl die Nucleinsäure-gekuppelten Bindemoleküle als auch die Nucleinsäure- gekuppelten Kolloide eine unerwartet hohe physikalisch-chemische Stabilität zeigen. Die physikalisch-chemische Stabilität der Nucleinsäure-gekuppelten Komponenten gestattet sogar, die über DNA-Hybridisierung adsorbierten Proteine von den Kolloiden abzuspalten bzw. die Kolloide mehrfach mit DNA-Protein Konjugaten zu beschichten (vgl. Ausführungsbeispiel 7). It has surprisingly been found that the coupling of Binding molecule and colloidal particle via a hybridization complementary Nucleic acids are not only quick and easy to carry out experimentally, but also leads to the highly efficient functionalization of the colloid with the protein. It is particularly noteworthy that the biological functionality of the Protein in no way by DNA-mediated adsorption on the colloid is affected. The experimental finding was particularly surprising that both the nucleic acid-coupled binding molecules and the nucleic acid coupled colloids an unexpectedly high physicochemical stability demonstrate. The physicochemical stability of the nucleic acid-coupled Components even allowed the proteins adsorbed via DNA hybridization cleave from the colloids or the colloids several times with DNA protein Coating conjugates (cf. embodiment 7).

Nucleinsäuren im Sinne des Nachweisverfahrens sind Substanzen, die eine oder mehrere Nucleobasen (Adenin, Cytosin, Guanin, Thymin, Uracil) oder deren funktionale Analoga, wie zum Beispiel Hypoxanthin, umfassen. Die Nucleobasen sind dabei vorzugsweise mit einem Zucker, insbesondere mit einer Pentose, Pentopyranose oder Pentofuranose verbunden. Besonders bevorzugt sind dabei Ribose und Desoxyribose. Die Zucker wiederum sind vorzugsweise über Phosphodiester-Bindungen miteinander verknüpft. Der Begriff Nucleinsäure umfasst auch sogenannte Peptid-Nucleinsäuren, bei denen das Zuckerphosphat-Rückgrat durch Aminosäuren, die durch Peptidbindungen miteinander verbunden sind, ersetzt ist (PNAs, siehe dazu beispielsweise E. Uhlmann, Biol. Chem. 1998, 1045-1052; P. Neilsen, Acc. Chem. Res, 1999 (32), 624-630), und Pyranosyl-Nucleinsäuren wie p-RNAs (siehe dazu beispielsweise M. Bolli, R. Micura, A. Eschenmoser, Chem. Biol. 1997(4), 309-320). Nucleic acids in the sense of the detection method are substances that one or several nucleobases (adenine, cytosine, guanine, thymine, uracil) or their functional analogs such as hypoxanthine. The nucleobases are preferably with a sugar, especially with a pentose, Pentopyranose or Pentofuranose linked. Are particularly preferred Ribose and deoxyribose. The sugars, in turn, are preferably over Phosphodiester bonds linked together. The term nucleic acid also includes so-called peptide nucleic acids, in which the sugar phosphate backbone through Amino acids linked by peptide bonds are replaced (PNAs, see, for example, E. Uhlmann, Biol. Chem. 1998, 1045-1052; P. Neilsen, Acc. Chem. Res, 1999 (32), 624-630), and pyranosyl nucleic acids such as p-RNAs (see, for example, M. Bolli, R. Micura, A. Eschenmoser, Chem. Biol. 1997 (4), 309-320).

Die Nucleinsäuren sind jeweils mit dem Bindemolekül bzw. der Oberfläche der kolloidalen Partikel derart verbunden, dass sie sich von ihren jeweiligen Bindungspartnern unter den gewählten Verfahrensbedingungen im wesentlichen nicht lösen, das heißt, dass während der Durchführung des Verfahrens weniger als 25% der Bindungen zerfallen. The nucleic acids are each with the binding molecule or the surface of the colloidal particles connected in such a way that they differ from their respective Binding partners under the chosen process conditions essentially do not solve, that is, that while performing the procedure less than 25% of the bonds break down.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste Nucleinsäure und das Bindemolekül so verknüpft werden, dass Schritt f) wie folgt durchgeführt wird:

  • a) Bereitstellung eines Konjugats, das aus der ersten Nucleinsäure und Streptavidin oder Avidin besteht;
  • b) Bereitstellung eines Bindemoleküls, das mit einer Biotin-Gruppe modifiziert ist;
  • c) Zusammenbringen des in Schritt i) beschriebenen Konjugates und des in Schritt k) beschriebenen Bindemoleküls, so dass es zur Kupplung dieser Komponenten kommt.
It is particularly preferred if the first nucleic acid and the binding molecule are linked such that step f) is carried out as follows:
  • a) providing a conjugate consisting of the first nucleic acid and streptavidin or avidin;
  • b) provision of a binding molecule which is modified with a biotin group;
  • c) Bringing together the conjugate described in step i) and the binding molecule described in step k) so that these components are coupled.

Hierbei wird die erste Nucleinsäure beispielsweise als Biotin-Derivat zunächst mit Streptavidin oder Avidin, oder rekombinant- oder chemisch-modifizierte Derivate dieser Proteine verknüpft und das entstandene Konjugat mit dem biotinylierten Bindungsmolekül gemischt, wodurch eine Kupplung zwischen der ersten Nucleinsäure und dem Bindemolekül erreicht wird. Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung von kovalenten DNA-Streptavidin Konjugaten (siehe zum Beispiel: Niemeyer, C. M., et al., Nucleic Acids Res 22 (25): 5530-9, 1994), die als Verbindungsmoleküle eingesetzt werden können, um das biotinylierte Bindungsmolekül mit der ersten Nucleinsäure zu verknüpfen. Freie Biotin- Bindungsstellen von Streptavidin oder Avidin sollten anschließend durch Zugabe von Biotin abgesättigt werden, um störende Nebenreaktionen zu vermeiden. Here, the first nucleic acid, for example as a biotin derivative, is initially included Streptavidin or avidin, or recombinantly or chemically modified derivatives linked these proteins and the resulting conjugate with the biotinylated Binding molecule mixed, creating a coupling between the first Nucleic acid and the binding molecule is reached. However, it is particularly preferred the use of covalent DNA-streptavidin conjugates (see on Example: Niemeyer, C.M., et al., Nucleic Acids Res 22 (25): 5530-9, 1994), which as Compound molecules can be used to make the biotinylated Linking the binding molecule with the first nucleic acid. Free Biotin Binding sites of streptavidin or avidin should then be added be saturated with biotin to avoid undesirable side reactions.

Statt einer Biotin-Streptavidin-Kupplung der jeweils beteiligten Substanzen (Bindungsmoleküle, Nucleinsäuren) können diese auch auf andere Weise miteinander verbunden werden. Insbesondere können sie über kovalente Bindungen miteinander verbunden werden. Die Verwendung von Biotin-Streptavidin- Verbindungen ist jedoch bevorzugt, da Biotin und Streptavidin in hoher Reinheit zu geringem Preis und in großer Menge verfügbar sind, die Verknüpfung beider Substanzen mit einer Vielzahl von Stoffen, insbesondere von Nucleinsäuren und Immunglobulinen und Proteinen leicht möglich ist und weil die Biotin-Streptavidin- Bindung unter üblichen Verfahrensbedingungen sehr stabil und leicht handhabbar ist. Der Umgang mit Biotin-Streptavidin-Systemen ist unter anderem beschrieben worden von Diamandis, E. P. und T. K. Christopoulos (1991) ("The biotin- (strept)avidin system: prineiples and applications in biotechnology." Clin Chem 37 (5): 625-36). Instead of a biotin-streptavidin coupling of the substances involved (Binding molecules, nucleic acids) these can also be linked to one another in other ways get connected. In particular, they can have covalent bonds be connected to each other. The use of biotin streptavidin However, compounds is preferred because biotin and streptavidin are in high purity are available at a low price and in large quantities, linking the two Substances with a large number of substances, in particular nucleic acids and Immunoglobulins and proteins is easily possible and because the biotin streptavidin Binding very stable and easy to handle under normal process conditions is. The handling of biotin-streptavidin systems is described, among other things by Diamandis, E.P. and T.K. Christopoulos (1991) ("The biotin (strept) avidin system: prineiples and applications in biotechnology. "Clin Chem 37 (5): 625-36).

Die Verknüpfung der kolloidalen Partikel mit der zweiten Nucleinsäure kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Insbesondere können Amino- oder Thiol- derivatisierte Nucleinsäuren mit entsprechenden Ligandengruppen der kolloidalen Komponente kovalent verknüpft werden. Bevorzugt ist die chemisorptive Bindung Thiol-modifizierter Nucleinsäuren an Goldkolloide, da sie zu einer sehr stabilen Bindung der Nucleinsäure an die Goldkolloide führt und experimentell leicht zu bewerkstelligen ist. Kolloide aus anderen Materialien lassen sich ebenfalls durch die Chemisorption mit Amino- oder Thiol-derivatisierten Nucleinsäuren funktionalisieren. So können beispielsweise auch Nanopartikel aus CdTe zunächst mit einem Überschuß an thiolierter DNA gekuppelt und anschließend mit DNA- modifiziertem Protein funktionalisiert werden (siehe Ausführungsbeispiel 2). The colloidal particles can be linked to the second nucleic acid different ways are done. In particular, amino or thiol derivatized nucleic acids with corresponding ligand groups of the colloidal Components are covalently linked. The chemisorptive bond is preferred Thiol-modified nucleic acids on gold colloids as they become very stable Binding of the nucleic acid to the gold colloids leads and is easy to experiment is accomplished. Colloids from other materials can also be used chemisorption with amino or thiol derivatized nucleic acids functionalize. For example, nanoparticles made from CdTe can also be used initially coupled with an excess of thiolated DNA and then with DNA modified protein are functionalized (see embodiment 2).

Die erste und zweite Nucleinsäure können unter den Verfahrensbedingungen jeweils miteinander hybridisieren. Dabei ist es bevorzugt, wenn sie unter den Verfahrensbedingungen keine internen Schleifen bilden können, wenn es also keine zwei Abschnitte jeweils innerhalb einer Nucleinsäure gibt, die miteinander stabil hybridisieren können. Ebenfalls ist es bevorzugt, wenn die erste und zweite Nucleinsäure unter den gewählten Verfahrensbedinungen keine stabilen Homodimere bilden, so dass also keine zwei Moleküle der ersten Nucleinsäure miteinander stabil hybridisieren und/oder keine zwei Moleküle der zweiten Nucleinsäure stabil miteinander hybridisieren. The first and second nucleic acids can under the process conditions hybridize with each other. It is preferred if they are among the Process conditions cannot form internal loops, so if there are none there are two sections each within a nucleic acid that are stable with each other can hybridize. It is also preferred if the first and second Nucleic acid not stable under the chosen process conditions Form homodimers so that no two molecules of the first nucleic acid hybridize with each other stably and / or no two molecules of the second Hybridize nucleic acid stably.

Die Länge der ersten und zweiten Nucleinsäwe beträgt vorzugsweise 5 bis 50 Nucleotide, sie kann jedoch auch eine Länge von 50 bis 500 Nucleotide oder Basenpaare betragen. Hierbei sind einzelsträngige Nucleinsäure-Moleküle besonders bevorzugt, jedoch kann eine der zwei Nucleinsäuren auch als Doppelstrang eingesetzt werden, an den die andere der zwei Nucleinsäuren dann durch Auslbildung einer Tripelhelix-sequenzspezifisch binden kann. The length of the first and second nucleic acids is preferably 5 to 50 Nucleotides, but can also be 50 to 500 nucleotides in length Base pairs. Here are single-stranded nucleic acid molecules particularly preferred, but one of the two nucleic acids can also be used as Double strand can be used, to which the other of the two nucleic acids then attach can bind to a specific sequence by forming a triple helix.

Ferner ist ein Kit zum Herstellen der Protein-funktionalisierten kolloidalen Partikel durch Nucleinsäure-Hybridisierung bevorzugt, umfassend

  • a) einem oder mehreren Bindungsmolekülen, und dazu passend
  • b) eine oder mehrere erste Nucleinsäuren,
  • c) einem oder mehreren Arten kolloidaler Partikel, und dazu passend
  • d) eine oder mehrere zweite Nucleinsäuren,
  • e) Mittel zum Verbinden der Bindungsmoleküle mit jeweils einer der ersten Nucleinsäuren, bzw. Mittel zum Verbinden der kolloidalen Partikel mit jeweils einer der zweiten Nucleinsäuren, aus denen ein oder mehrere, zueinander komplementäre Paare von Bindungsmolekül/erste Nucleinsäure und Kolloidpartikel/zweite Nucleinsäure hergestellt werden können.
Further preferred is a kit for producing the protein functionalized colloidal particles by nucleic acid hybridization, comprising
  • a) one or more binding molecules, and matching
  • b) one or more first nucleic acids,
  • c) one or more types of colloidal particles, and matching
  • d) one or more second nucleic acids,
  • e) means for connecting the binding molecules to one of the first nucleic acids, or means for connecting the colloidal particles to one of the second nucleic acids, from which one or more mutually complementary pairs of binding molecule / first nucleic acid and colloidal particles / second nucleic acid are produced can.

Ferner bevorzugt ist ein Kit zum Herstellen der Protein-funktionalisierten kolloidalen Partikel durch Nucleinsäure-Hybridisierung, umfassend

  • a) eine oder mehrere erste Nucleinsäuren,
  • b) einem oder mehreren Arten kolloidaler Partikel, und dazu passend
  • c) eine oder mehrere zweite Nucleinsäuren,
  • d) Mittel zum Verbinden von Bindungsmolekülen mit jeweils einer der ersten Nucleinsäuren, bzw. Mittel zum Verbinden der kolloidalen Partikel mit jeweils einer der zweiten Nucleinsäuren, aus denen ein oder mehrere, zueinander komplementäre Paare von Bindungsmolekül/erste Nucleinsäure und Kolloidpartikel/zweite Nucleinsäure hergestellt werden können.
Also preferred is a kit for producing the protein functionalized colloidal particles by nucleic acid hybridization
  • a) one or more first nucleic acids,
  • b) one or more types of colloidal particles, and matching
  • c) one or more second nucleic acids,
  • d) means for connecting binding molecules to one of the first nucleic acids, or means for connecting the colloidal particles to one of the second nucleic acids, from which one or more mutually complementary pairs of binding molecule / first nucleic acid and colloidal particles / second nucleic acid are produced can.

Ferner bevorzugt ist ein Kit zum Herstellen der Protein-funktionalisierten kolloidalen Partikel durch Nucleinsäure-Hybridisierung, umfassend

  • a) eine oder mehrere erste Nucleinsäuren,
  • b) eine oder mehrere zweite Nucleinsäuren,
  • c) Mittel zum Verbinden von Bindungsmolekülen mit jeweils einer der ersten Nucleinsäuren, bzw. Mittel zum Verbinden kolloidaler Partikel mit jeweils einer der zweiten Nucleinsäuren, so dass ein oder mehrere, zueinander komplementäre Paare von Bindungsmolekül/erste Nucleinsäure und Kolloidpartikel/zweite Nucleinsäure hergestellt werden können.
Also preferred is a kit for producing the protein functionalized colloidal particles by nucleic acid hybridization
  • a) one or more first nucleic acids,
  • b) one or more second nucleic acids,
  • c) means for connecting binding molecules with one of the first nucleic acids, or means for connecting colloidal particles with one of the second nucleic acids, so that one or more mutually complementary pairs of binding molecule / first nucleic acid and colloidal particles / second nucleic acid can be produced ,

Mit einer Zusammenstellung von Substanzen in einem solchen erfindungsgemäßen Kit können Protein-DNA-funktionalisierte kolloidale Partikel vorteilhaft einfach hergestellt werden. With a compilation of substances in such an inventive Kit DNA-functionalized colloidal particles can be advantageously simple getting produced.

Eine dritte (Teil-)Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, einen Artikel bereitzustellen, mit dem die Reagenzien-Kits für die einfach-durchführbare Detektion von Substanzen eingesetzt werden können. Diese (Teil-)Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Oberflächen-gebundene Signalkomplex im Zwischenraum zwischen einem oder mehreren, paarförmig angeordneten, elektrisch-leitenden Elektroden erzeugt wird. Dies kann beispielsweise in Form einer mikrostrukturierten Interdigitalschaltung erfolgen, bei der Anode und Kathode Kammartig ineinander verschachtelt sind, so dass kein elektrischer Kontakt zwischen den zwei Polen erfolgt. Die Fläche zwischen den Elektroden wird nun mit einem Fängerreagenz versehen, dass den Analyten im Elektroden- Zwischenraum immobilisiert. Anschließend werden die erfindungsgemäßen Protein-DNA-funktionalisierten kolloidalen Partikel an den immobilisierten Analyten gekuppelt und eine Silber-Enwicklung durchgeführt. Der abgeschiedene Silberspiegels bewirkt einen elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden, der mittels Strom-, Spannungs- oder Widerstandsmessung als Signal aufgenommen werden kann. A third (partial) object of the present invention was an article provide with which the reagent kits for the easy-to-perform Detection of substances can be used. This (sub) task will solved in that the surface-bound signal complex in the space between one or more, electrically-conductive, arranged in pairs Electrodes is generated. This can take the form of, for example Microstructured interdigital switching is done at the anode and cathode Are interleaved like a comb, so that no electrical contact between the two poles. The area between the electrodes is now with a capture reagent that the analyte in the electrode Intermediate space immobilized. Then the invention Protein-DNA functionalized colloidal particles on the immobilized Coupled analytes and performed silver development. The secluded Silver mirror causes electrical contact between the electrodes recorded as a signal by means of current, voltage or resistance measurement can be.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren und einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es stellen dar: The invention is described below with reference to the figures and some Exemplary embodiments described in more detail. They represent:

Fig. 1 schematische Darstellung der Herstellung von Protein-DNA- funktionalisierten Goldkolloiden. Fig. 1 shows a schematic representation of the production of protein-DNA-functionalized gold colloids.

Fig. 2 elektrophoretische Untersuchung der DNA-vermittelten Adsorption von Proteinen an Goldkolloide. Fig. 2 electrophoretic investigation of the DNA-mediated adsorption of proteins to gold colloids.

Fig. 3 schematische Darstellung der Verwendung von Antikörper/DNA- funktionalisierten Goldkolloide als Reagenzien in einem Sandwich- Immunoassay. Fig. 3 is a schematic representation of the use of antibody / DNA-functionalized gold colloids as reagents in a sandwich immunoassay.

Fig. 4 experimentelle Daten zur Verwendung von Antikörper- funktionalisierten Goldkolloiden als Reagenzien in einem Sandwich- Immunoassay. Fig. 4 experimental data on the use of antibody-functionalized gold colloids as reagents in a sandwich immunoassay.

Fig. 5 experimentelle Daten zur Verwendung von Antikörper- funktionalisierten Goldkolloiden zur Analyse von Protein- Mikroarrays. Fig. 5 experimental data on the use of antibody-functionalized gold colloids for the analysis of protein microarrays.

Fig. 6 experimentelle Daten zur Verwendung DNA-funktionalisierter Cadmiumtellurid (CdTe) Nanopartikel. Fig. 6 experimental data for use DNA-functionalized cadmium telluride (CdTe) nanoparticles.

Fig. 7 schematische Darstellung der elektrischen Detektion der Verwendung von Antikörper/DNA-funktionalisierten Goldkolloide als Reagenzien in einem Sandwich-Immunoassay. Fig. 7 schematic representation of the electrical detection of the use of antibody / DNA-functionalized gold colloids as reagents in a sandwich immunoassay.

Fig. 1 zeigt schematisch den Ablauf der Funktionalisierung von kolloidalen Partikeln (am Beispiel von Goldkolloiden) durch DNA-vermittelte Adsorption von Proteinen. Goldkolloide werden mit dem 5'-Thiol-modifizierten Oligonucleotid 1 modifiziert, indem die Oligonucleotide durch Chemisorption an die Goldkolloide gebunden werden (Au-1). Die als modulare Adapter verwendeten, kovalenten DNA-Streptavidin (STV) Konjugate 4a, b werden aus Streptavidin 3 und 5'-Thiol- modifizierten Oligonucleotiden 2a, b nach bekannten Methoden synthetisiert (vgl. hierzu: Niemeyer et al., (2001) Colloid. Polym. Sci. 279, 68). Das Oligonucleotid 2a ist komplementär zum Goldkolloid-gebundenen Oligomer 1. Das DNA-STV Konjugat 4a wird mit biotinylierten Bindemolekülen, beispielsweise Antikörper gegen IgG aus Maus (aM-IgG) zum Konjugat 5 oder mit biotinylierten Antikörpern gegen IgG aus Kaninchen (aK-IgG) zu 6 gekuppelt. Die Antikörper- STV-DNA Konjugate 5 bzw. 6 binden durch Nucleinsäure-Hybridisierung an 1- modifizierte Goldkolloide (Au-1). Zur Vereinfachung sind komplementäre DNA- Stränge als Helices dargestellt, deren 3'-Enden durch Pfeilspitzen markiert sind. Fig. 1 shows schematically the course of the functionalization of colloidal particles (the example of gold colloids) by DNA-mediated adsorption of proteins. Gold colloids are modified with the 5'-thiol-modified oligonucleotide 1 by binding the oligonucleotides to the gold colloids by chemisorption (Au-1). The covalent DNA-streptavidin (STV) conjugates 4 a, b used as modular adapters are synthesized from streptavidin 3 and 5'-thiol-modified oligonucleotides 2 a, b according to known methods (see: Niemeyer et al., (2001 ) Colloid, Polym. Sci. 279, 68). The oligonucleotide 2 a is complementary to the gold colloid-bound oligomer 1 . The DNA-STV conjugate 4 a is coupled with biotinylated binding molecules, for example antibodies against IgG from mouse (aM-IgG) to conjugate 5 or with biotinylated antibodies against IgG from rabbits (aK-IgG) to 6. Antibody-STV-DNA conjugates 5 and 6 bind to 1-modified gold colloids (Au-1) by nucleic acid hybridization. To simplify matters, complementary DNA strands are shown as helices, the 3 'ends of which are marked by arrowheads.

Mit Hilfe der DNA-STV Konjugate 4 lassen sich also beliebige Antikörper-STV- DNA Konjugate (z. B. 5 oder 6) nach dem Baukastenprinzip herstellen. Da die DNA-Sequenz in 4a (und damit auch in 5 oder 6) komplementär zur Goldkolloid- gebundenen DNA 1 ist, können also beliebige Antikörper (oder auch andere Proteine) mit den kolloidalen Partikeln verknüpft werden. Wird ein zweites DNA- STV Konjugat eingesetzt, dass beispielsweise aus dem Oligonucleotid 2b hergestellt wurde, kann damit eine zweite Charge von kolloidalen Partikeln, die mit einer zu 2b komplementären Nucleinsäure modifiziert wurde, nach dem gleichen Prinzip wie Au-1 mit Proteinen gekuppelt werden. Dieses Vorgehen kann mit beliebig vielen, jeweils mit einer individuellen DNA Sequenzmodifizierten, kolloidalen Partikeln durchgeführt werden, so dass nach dem Baukastenprinzip beliebig viele Partikel mit beliebigen Proteinen spezifisch funktionalisierbar sind. With the help of the DNA-STV conjugates 4 , any antibody-STV-DNA conjugates (e.g. 5 or 6 ) can be produced according to the modular principle. Since the DNA sequence in 4 a (and thus also in 5 or 6 ) is complementary to the gold colloid-bound DNA 1 , any antibodies (or other proteins) can be linked to the colloidal particles. If a second DNA-STV conjugate is used, which was produced, for example, from oligonucleotide 2 b, a second batch of colloidal particles which has been modified with a nucleic acid complementary to 2 b can be coupled to proteins according to the same principle as Au-1 become. This procedure can be carried out with any number of colloidal particles, each modified with an individual DNA sequence, so that any number of particles with any proteins can be specifically functionalized according to the modular principle.

Fig. 2 zeigt die Gel-elektrophoretische Untersuchung der in Fig. 1 gezeigten Funktionalisierung kolloidaler Partikel. Gezeigt ist ein nicht-denaturierendes 1% Agarose-Gel. Die schwarzen Banden zeigen die Mobilität von Goldkolloiden mit einem Durchmesser von 34 Nanometern (Au34-1 in Spur 1). In Spur 2 ist Au34-1 mit komplementärem DNA-STV Konjugat 4a gekuppelt (Au34-4a), und in Spur 3 wurde Au34-1 mit nicht komplementärem DNA-STV Hybrid 4b gemischt. Die in dieser Spur zu beobachtende identische Mobilität der Kolloide wie in Spur 1 zeigt, dass die Funktionalisierung der Goldpartikel allein durch die Spezifität der Nucleinsäure-Hybridisierung bestimmt wird. In Spur 4 wurde Au34-1 mit komplementärem Antikörper-STV-DNA Konjugat 5 gekuppelt. Die verringerte elektrophoretische Mobilität der Bande wird durch das höhere Molekulargewicht des adsorbierten Antikörpers verursacht. In Spur 5 wurden Goldkolloide aufgetragen, die zunächst mit einem komplementären DNA-STV Konjugat 4a gekuppelt wurden, und anschließend die Proteine durch Behandlung mit NaOH wieder abgespalten wurden. Die elektrophoretische Mobilität entspricht der des in Spur 1 aufgetragenen Au34-1. Dieses Experiment, in dem keinerlei Zersetzung der kolloidalen Komponenten beobachtet wird, zeigt die überraschend hohe physikalisch-chemische Stabilität der DNA-Protein-modifizierten Kolloide. Diese Stabilität ermöglicht sogar die Regenerierung der DNA-Kolloide Au34-1. FIG. 2 shows the gel electrophoretic examination of the functionalization of colloidal particles shown in FIG. 1. A non-denaturing 1% agarose gel is shown. The black bands show the mobility of gold colloids with a diameter of 34 nanometers (Au 34 -1 in lane 1 ). In lane 2 Au 34 -1 is coupled with complementary DNA-STV conjugate 4 a (Au 34 -4a), and in lane 3 Au 34 -1 is mixed with non-complementary DNA-STV hybrid 4 b. The identical mobility of the colloids as seen in lane 1 shows that the functionalization of the gold particles is determined solely by the specificity of the nucleic acid hybridization. In lane 4 , Au 34 -1 was coupled with complementary antibody-STV-DNA conjugate 5 . The reduced electrophoretic mobility of the band is caused by the higher molecular weight of the adsorbed antibody. Gold colloids were applied in lane 5 , which were first coupled with a complementary DNA-STV conjugate 4 a, and then the proteins were cleaved off again by treatment with NaOH. The electrophoretic mobility corresponds to that of Au 34 -1 plotted in lane 1 . This experiment, in which no decomposition of the colloidal components is observed, shows the surprisingly high physicochemical stability of the DNA-protein-modified colloids. This stability even makes it possible to regenerate the Au 34 -1 DNA colloids.

Fig. 3 zeigt schematisch die Verwendung Antikörper-DNA-funktionalisierter Kolloide als Reagenzien im Sandwich-Immunoassay. Maus IgG, repräsentiert durch schwarze Kugeln, wird als Modell-Antigen durch Oberflächen-immobilisierte Fänger-Antikörper immunosorptiv an der Festphase gebunden und mit Au-5 gekuppelt. Zur Signalerzeugung wird eine Silberentwicklung durchgeführt. Das Entstehen des Silberspiegels kann photometrisch oder durch Abbildung mit einer Kamera oder einem Flachbett-Scanner verfolgt werden. Fig. 3 shows the use shows schematically antibody DNA-functionalized colloids as reagents in the sandwich immunoassay. Mouse IgG, represented by black spheres, is immunosorptively bound to the solid phase as a model antigen by surface-immobilized capture antibodies and coupled with Au-5. Silver development is carried out for signal generation. The formation of the silver mirror can be monitored photometrically or by imaging with a camera or a flatbed scanner.

Fig. 4 zeigt die Verwendung Antikörper-funktionalisierter Kolloide, am Beispiel der Goldkolloide Au34-5 und Au13-5, als Reagenzien in einem Sandwich- Immunoassay, der wie in Fig. 3 skizziert durchgeführt wurde. In Fig. 4a sind die Kavitäten einer Mikrotiterplatte abgebildet, die je nach Menge des immobilisierten Antigens, einen unterschiedlich stark ausgebildetem Silberspiegel aufweisen. In Fig. 4b ist die Abhängigkeit der durch Messung der Absorption bei 490 nm erhaltenen Signalintensitäten von der Menge des nachzuweisenden Antigens gezeigt. Die Stärke der Absorption bei 490 nm entspricht der Intensität des gebildeten Silberspiegels. Zur Aufnahme der Absorption wurde die Mikrotiterplatte im Zuge der Silberentwicklung auf einem handelsüblichen Mikrotiterplatten-Lesegerät vermessen, womit die Absorption der einzelnen Kavitäten bei 490 nm bestimmt wurde. Die schwarzen Signalsätze links wurden mit Au34-5, die grauen Histogramme rechts mit Au13-5 erhalten. Als Kontrolle wurde jeweils nur Silberentwickler ohne andere Reagenzien gemessen. FIG. 4 shows the use of antibody-functionalized colloids, using the gold colloids Au 34 -5 and Au 13 -5 as an example, as reagents in a sandwich immunoassay, which was carried out as outlined in FIG. 3. In Fig. 4a the wells of a microtiter plate are shown which have, depending on the amount of the immobilized antigen, a different highly trained silver mirror. In Fig. 4b the dependence of nm by measuring the absorbance at 490 signal intensities obtained is shown by the amount of the antigen to be detected. The strength of the absorption at 490 nm corresponds to the intensity of the silver level formed. In order to record the absorption, the microtiter plate was measured in the course of silver development on a commercially available microtiter plate reader, with which the absorption of the individual cavities at 490 nm was determined. The black signal sets on the left were obtained with Au 34 -5, the gray histograms on the right with Au 13 -5. Only silver developers without other reagents were measured as controls.

Die in Abhängigkeit von der Menge des Antigens erhaltenen Signalintensitäten zeigen, dass mit Au34-5 die spezifische Detektion des Antigens (Maus IgG) möglich ist. In Fig. 4c ist dargestellt, dass die Kontrollen, in denen eine Mischung aus Au34-1 + 4b-αM-IgG gekuppelt mit biotinyliertem αM-IgG ("richtiger" Antikörper aber "falsches", d. h. nicht komplementäres also nicht bindendes DNA- STV Konjugat) oder Au34-6 ("falscher" Antikörper über STV an die Goldkolloide gekuppelt) anstelle von Au34-5 eingesetzt wurde, keine signifikante Silberentwicklung zeigen. Auch die anderen Kontrollen in denen STV-modifizierte Goldkolloide ohne Antikörper (Au34-1 + 4a), DNA-modifizierte Gold-Kolloide und richtiger Antikörper ohne STV-Brücke (Au34-1 + αM-IgG), nur DNA- modifizierte Gold-Kolloide (Au34-1) eingesetzt wurden, zeigen genau wie die Kontrolle, bei der kein Antigen immobilisiert wurde, lediglich Absorptionswerte die dem des reinen Ag-Entwickler Reagenzes entsprechen. The signal intensities obtained as a function of the amount of antigen show that specific detection of the antigen (mouse IgG) is possible with Au 34 -5. FIG. 4c shows that the controls in which a mixture of Au 34 -1 + 4b-αM-IgG coupled with biotinylated αM-IgG ("correct" antibody but "wrong", ie non-complementary, ie non-binding DNA- STV conjugate) or Au 34 -6 ("wrong" antibody coupled to the gold colloids via STV) was used instead of Au 34 -5, showed no significant silver development. The other controls in which STV-modified gold colloids without antibody (Au 34 -1 + 4a), DNA-modified gold colloids and correct antibodies without STV bridge (Au 34 -1 + αM-IgG), only DNA-modified gold Colloids (Au 34 -1) were used, just like the control in which no antigen was immobilized, only show absorption values that correspond to that of the pure Ag developer reagent.

Die Analyse einer seriellen Verdünnung erlaubte den Nachweis von weniger als 10 fmol des Antigens. Damit entspricht der Nachweisbereich des Verfahrens etwa dem eines konventionellen enzymverstärkten Immunoassays. Eine Optimierung der Nachweisempfindlichkeit kann durch Einsatz von Kolloiden mit anderer Größe im Sandwich-Immunoassay erreicht werden wie dies in Fig. 4b (Au13-5, graue Histogramme) dargestellt ist. Diese Ergebnisse zeigen einerseits, dass das modulare Verfahren zur Funktionalisierung von Nanopartikeln direkt auf andere Kolloide übertragbar ist. Andererseits läßt sich mit Au13-5 eine deutliche Steigerung der Signalintensitäten erreichen. Analysis of a serial dilution allowed the detection of less than 10 fmol of the antigen. The detection range of the method thus corresponds approximately to that of a conventional enzyme-enhanced immunoassay. The detection sensitivity can be optimized by using colloids of different sizes in the sandwich immunoassay, as shown in FIG. 4b (Au 13 -5, gray histograms). On the one hand, these results show that the modular process for the functionalization of nanoparticles can be transferred directly to other colloids. On the other hand, a significant increase in signal intensities can be achieved with Au 13 -5.

In Fig. 5 sind experimentelle Daten zur Verwendung von Antikörper- funktionaliserten Goldkolloiden in der Analyse von Protein Mikroarrays gezeigt. Die Proteine wurden in 5 Feldern auf dem chemisch-aktivierten Objektträger aufgebracht und kovalent immobilisiert. Anschließend wurden die Felder mit Lösungen von Au-5 überschichtet. Nicht gebundene Au-5 wurden nach der Inkubation durch mehrmaliges Waschen des Objektträgers mit Wasch-Puffer entfernt. Schließlich wurde der Objektträger in Silber-Entwicklungsreagenz eingelegt und nach Ausbildung der Silberspiegel auf einem Flachbett-Scanner abgelichtet. Die dunklen Punkte zeigen das Vorhandensein von immobilisierten Proteinen auf dem Glasträger. Die Spezifität der Detektion wird dadurch gezeigt, dass lediglich die Spots angefärbt werden, in denen Antigen auf dem Glas immobilisiert wird. Die umliegenden Bereiche, in denen lediglich Blocker-Proteine gebunden sind (siehe hierzu Ausführungsbeispiel 10) verbleiben dahingegen ungefärbt. In Fig. 5 experimental data for use of antibody the functionalized gold colloids in the analysis of protein microarrays are shown. The proteins were applied to the chemically activated slide in 5 fields and covalently immobilized. The fields were then overlaid with solutions of Au-5. Unbound Au-5 was removed after incubation by washing the slide several times with wash buffer. Finally, the slide was placed in silver development reagent and, after the silver mirrors had been formed, scanned on a flatbed scanner. The dark spots show the presence of immobilized proteins on the glass slide. The specificity of the detection is shown by staining only the spots in which antigen is immobilized on the glass. The surrounding areas, in which only blocker proteins are bound (see here embodiment 10), on the other hand, remain uncolored.

In Fig. 6 sind experimentelle Daten zur Verwendung DNA-funktionaliserter Cadmiumtellurid (CdTe) Nanopartikel in der Analyse von DNA-Mikroarrays gezeigt. Fänger-Oligonucleatide wurden auf einem chemisch-aktivierten Objektträger aufgebracht und kovalent immobilisiert. Anschließend wurde der Objektträger mit Lösungen von CdTe-1 überschichtet. Nicht gebundene CdTe-1 wurden durch mehrmaliges Waschen des Objektträgers entfernt und der Objektträger. wurde anschließend im Fluoreszenz-Scanner bei 532 nm vermessen. Die hellen Punkte zeigen die Anwesenheit von immobilisiertem CdTe. Die Spezifität der Detektion wird dadurch gezeigt, dass lediglich von denjenigen Spots Licht emittiert wird, in denen Bindemoleküle auf dem Glas immobilisiert sind. Die umliegenden Bereiche, in denen lediglich Blocker-Proteine gebunden sind zeigen dahingegen keine Fluorezenz. In FIG. 6 experimental data for use are shown in the analysis of DNA microarrays DNA functionalised cadmium telluride (CdTe) nanoparticles. Catcher oligonucleotides were applied to a chemically activated slide and covalently immobilized. Then the slide was overlaid with solutions of CdTe-1. Unbound CdTe-1 was removed by washing the slide several times and the slide. was then measured in the fluorescence scanner at 532 nm. The light dots show the presence of immobilized CdTe. The specificity of the detection is shown by the fact that light is emitted only from those spots in which binding molecules are immobilized on the glass. The surrounding areas, in which only blocker proteins are bound, show no fluorescence.

Fig. 7 zeigt schematisch die Verwendung Antikörper-DNA-funktionalisierter Kolloide als Reagenzien für die elektrische Detektion eines Sandwich- Immunoassays. Der Oberflächen-gebundene Signalkomplex wird im Zwischenraum zwischen einem Paar elektrisch leitfähiger Elektroden erzeugt (a → b). Die Elektroden können, wie in a) gezeigt, beispielsweise in Form einer mikrostrukturierten Interdigitalschaltung vorliegen, bei der Anode und Kathode Kammartig ineinander verschachtelt sind, so dass kein elektrischer Kontakt zwischen den zwei Polen erfolgt. Die Fläche zwischen den Elektroden wird nun mit einem Fänger-Antikörper funktionalisiert, der den Analyten im Elektroden- Zwischenraum immobilisiert. Anschließend werden die erfindungsgemäßen Protein-DNA-funktionalisierten kolloidalen Partikel an das immobilisierte Antigen gekuppelt (b → c) und eine Silber-Enwicklung durchgeführt (c → d). Der abgeschiedene Silberspiegel in d) bewirkt einen elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden, der mittels Strom-, Spannungs- oder Widerstandsmessung als Signal aufgenommen werden kann. Fig. 7 shows schematically the use of antibody-DNA functionalized colloids as reagents for the electrical detection of a sandwich immunoassay. The surface-bound signal complex is generated in the space between a pair of electrically conductive electrodes (a → b). As shown in a), the electrodes can, for example, be in the form of a microstructured interdigital circuit in which the anode and cathode are interleaved in a comb-like manner, so that there is no electrical contact between the two poles. The area between the electrodes is now functionalized with a capture antibody, which immobilizes the analyte in the gap between the electrodes. The protein-DNA-functionalized colloidal particles according to the invention are then coupled to the immobilized antigen (b → c) and silver development is carried out (c → d). The deposited silver mirror in d) causes an electrical contact between the electrodes, which can be recorded as a signal by means of current, voltage or resistance measurement.

Ausführungsbeispieleembodiments 1. Herstellung DNA-gekuppelter Goldkolloide1. Production of DNA-Coupled Gold Colloids

Die Synthese und Aufreinigung von DNA-gekuppelten Goldkolloiden wird nach Literaturbekannten Verfahren, wie sie z. B. in der Publikation von Storhoff et al. (James J. Storhoff, Robert Elghanian, Robert C. Mucuc, Chad A. Mirkin; (1998), "One-Pot Colorimetric Differentiation of Polynucleotides with Single Base Imperfections Using Gold Nanoparticle Probes" J. Am. Chem. Soc. 120, 1959-1964) beschrieben, durchgeführt. Typischerweise werden hierbei zunächst die zwei für die DNA-Kupplung einzusetzenden Goldkolloid-Lösungen (ICN Biomedicals GmbH) unterschiedlicher Größe mittels Transmissions-Elektronenmikroskopie analysiert, um ihre tatsächliche Größe zu bestimmen. Hiernach ergab sich beispielsweise für die 40 nm großen Kolloide eine durchschnittliche Größe von 34,2 ± 2,7 nm (Au34) bzw. 13,2 ± 0,6 nm (Au13) für die 15 nm großen Kolloide. Für die Kupplung der Goldkolloide Au34 bzw. Au13 mit DNA-Molekülen zu Au34(13)-1, werden 2 ml der kolloidalen Goldlösung Au34 (0,25 nM) bzw. Au13 (2,01 nM) mit 1 ml einer 5'-Thiol-modifizierten Oligonukleotid-Lösung der Sequenz "A" (Interactiva, 20 µM in dH2O) vereinigt und anschließend wie in der obigen Literatur beschrieben aufgereinigt. Die DNA-gekuppelten Kolloide Au34 (13)-1 'werden nach ihrer Aufreinigung photometrisch quantifiziert. Die zur Kolloid-Kupplung eingesetzte DNA mit der Bezeichnung "A" hat die Sequenz: 5'- Thiol-TCC TGT GTG AAA TTG TTA TCC GCT-3'. The synthesis and purification of DNA-coupled gold colloids is carried out according to methods known from the literature, such as e.g. B. in the publication by Storhoff et al. (James J. Storhoff, Robert Elghanian, Robert C. Mucuc, Chad A. Mirkin; (1998), "One-Pot Colorimetric Differentiation of Polynucleotides with Single Base Imperfections Using Gold Nanoparticle Probes" J. Am. Chem. Soc. 120, 1959-1964). Typically, the two gold colloid solutions (ICN Biomedicals GmbH) of different sizes to be used for the DNA coupling are first analyzed by means of transmission electron microscopy in order to determine their actual size. According to this, the average size for the 40 nm colloids was 34.2 ± 2.7 nm (Au 34 ) and 13.2 ± 0.6 nm (Au 13 ) for the 15 nm colloids. For the coupling of the gold colloids Au 34 or Au 13 with DNA molecules to Au 34 (13) -1, 2 ml of the colloidal gold solution Au 34 (0.25 nM) or Au 13 (2.01 nM) with 1 ml of a 5'-thiol-modified oligonucleotide solution of the sequence "A" (interactives, 20 μM in dH 2 O) combined and then purified as described in the above literature. The DNA-coupled colloids Au 34 (13) -1 'are quantified photometrically after their purification. The DNA with the designation "A" used for the colloid coupling has the sequence: 5'-thiol-TCC TGT GTG AAA TTG TTA TCC GCT-3 '.

2. Herstellung DNA-gekup elter Cadmium-Tellurid (CdTe) Partikel2. Production of DNA-Coupled Cadmium Telluride (CdTe) Particles

Für die Kupplung der CdTe-Partikel mit DNA-Molekülen, werden 50 µl einer CdTe-Lösung (75 µM), die mit Thioglycolsäure stabilisiert ist, eingesetzt und mit 750 µl (40 µM in Borat-Puffer, pH = 8.5) eines 5' Thiol-modifizierten- Oligonukleotids der Sequenz "A" gemischt. Die Aufreinigung der DNA- gekuppelten CdTe-Cluster (CdTe-1) erfolgte gemäß der im Ausführungsbeispiel 1 zitierten Literatur. Die zur CdTe-Kupplung eingesetzte DNA mit der Bezeichnung "A" hat die Sequenz: 5'-Thiol-TCC TGT GTG AAA TTG TTA TCC GCT-3'. For the coupling of the CdTe particles with DNA molecules, 50 µl one CdTe solution (75 µM), stabilized with thioglycolic acid, used and with 750 µl (40 µM in borate buffer, pH = 8.5) of a 5 'thiol-modified Oligonucleotides of sequence "A" mixed. The purification of the DNA coupled CdTe cluster (CdTe-1) was carried out in accordance with the example 1 cited literature. The DNA used for the CdTe coupling with the name "A" has the sequence: 5'-thiol-TCC TGT GTG AAA TTG TTA TCC GCT-3 '.

3. Kovalente Konjugate 4 aus Streptavidin und erster Nucleinsäure3. Covalent conjugates 4 from streptavidin and first nucleic acid

Zur Kupplung des biotinylierten Antikörpers mit der Nucleinsäure-Sequenz "A" (siehe 1) wurde zunächst ein kovalentes Konjugat "4a" aus STV und einer thiolierten Nucleinsäure "cA" hergestellt (vgl. Fig. 1). Die Synthese dieses Konjugats unter Verwendung eines heterobifunktionellen chemischen Crosslinkers ist in der Literatur ausführlich beschrieben (Niemeyer, C. M., T. Sano, C. L. Smith und C. R. Cantor (1994), "Oligonucleotide-directed self-assembly of proteins: semisynthetic DNA-streptavidin hybrid molecules as connectors for the generation of macroscopic arrays and the construction of supramolecular bioconjugates." Nucleic Acids Res 22 (25): 5530-9). Kurzgefasst wurde ein kommerziell erhältliches 5'-Thiol-modifiziertes Oligonucleotid (Interactiva) mittels Sulfo- SMCC (Pierce) mit einer Maleimid-aktivierten primären Amino-Gruppe des STV verknüpft. Das nach anschließender Ionenaustausch-Chromatographie-Reinigung auf einer FPLC (Pharmacia) erhaltene gereinigte Produkt 4a kann gewöhnlich bei 4°C mehrere Monate in TE gelagert werden. Die Sequenz des Oligonukleotids (Interactiva) zur Synthese des DNA-STV Hybrids "4a" lautet: STV-5'-AGC GGA TAA CAA TTT CAC ACA GGA-3' Die DNA-Sequenz des nicht komplementären DNA-STV Hybrids "4b" lautet: STV-5'-CCG GGT ACC GAG CTC GAA TTC- 3'. To couple the biotinylated antibody with the nucleic acid sequence "A" (see FIG. 1), a covalent conjugate " 4 a" was first prepared from STV and a thiolated nucleic acid "cA" (cf. FIG. 1). The synthesis of this conjugate using a heterobifunctional chemical crosslinker is described in detail in the literature (Niemeyer, CM, T. Sano, CL Smith and CR Cantor (1994), "Oligonucleotide-directed self-assembly of proteins: semisynthetic DNA-streptavidin hybrid molecules as connectors for the generation of macroscopic arrays and the construction of supramolecular bioconjugates. "Nucleic Acids Res 22 (25): 5530-9). In short, a commercially available 5'-thiol-modified oligonucleotide (Interactiva) was linked to a maleimide-activated primary amino group of the STV using sulfo-SMCC (Pierce). The purified product 4 a obtained after subsequent ion exchange chromatography purification on an FPLC (Pharmacia) can usually be stored in TE at 4 ° C. for several months. The sequence of the oligonucleotide (interactives) for the synthesis of the DNA-STV hybrid " 4 a" is: STV-5'-AGC GGA TAA CAA TTT CAC ACA GGA-3 'The DNA sequence of the non-complementary DNA-STV hybrid " 4 b "reads: STV-5'-CCG GGT ACC GAG CTC GAA TTC-3 '.

4. Kupplung der DNA-STV Konjugate 4 mit biotinylierten Proteinen4. Coupling of the DNA-STV conjugates 4 with biotinylated proteins

Zur Herstellung von DNA-STV-Protein Konjugaten werden typischerweise äquimolare Mengen an DNA-STV Hybriden und biotinyliertem Protein zusammengegeben. Beispielsweise werden zur Herstellung der DNA-STV- Antikörper Konjugate 5 bzw. 5b (Hybrid-Antikörper-Konjugat mit falscher Sequenz) je 150 µl einer 28 nM Lösung des DNA-STV Hybrids (4a bzw. 4b) in TETBS-Puffer mit 150 µl einer Lösung von biotinyliertem Ziege anti-Maus IgG (Sigma) in TETBS gemischt und die Lösungen für 10 min inkubiert. Das DNA- STV-Antikörper Konjugat 6 wird in gleicher Weise aus biotinyliertem Ziege anti- Kaninchen IgG (Coulter Immunotech) und 4a hergestellt. To produce DNA-STV-protein conjugates, typically equimolar amounts of DNA-STV hybrids and biotinylated protein are combined. For example, to produce the DNA-STV antibodies, conjugates 5 and 5 b (hybrid-antibody conjugate with wrong sequence) each 150 ul of a 28 nM solution of the DNA-STV hybrid ( 4 a and 4 b) in TETBS buffer mixed with 150 ul of a solution of biotinylated goat anti-mouse IgG (Sigma) in TETBS and the solutions incubated for 10 min. The DNA-STV-antibody conjugate 6 is produced in the same way from biotinylated goat anti-rabbit IgG (Coulter Immunotech) and 4a.

5. Kupplung von STV-DNA-Antikörper Konjugaten mit DNA-modifizierten Goldkolloiden5. Coupling of STV-DNA-antibody conjugates with DNA-modified gold colloids

Zur Kupplung der in Punkt 4. hergestellten DNA-STV-Antikörper Konjugate 5 bzw. 6 mit Au-1 (vgl. Fig. 1) werden 275 µl der Konjugate 5 bzw. 6 (je 14 nM) mit dem gleichem Volumen einer 0,14 nM Lösung von Au34-1 bzw. dem gleichem Volumen einer 1,16 nM Lösung von Au13-1 gemischt und für eine Stunde inkubiert. Die Produkte Au34-5 und Au13-5 bzw. Au34-6 und Au13-6 werden ohne weitere Aufreinigung in den Sandwich-Immunoassays eingesetzt. For coupling the in point 4 . prepared DNA-STV antibodies conjugates 5 and 6 with Au-1 (see FIG. 1) 275 µl of conjugates 5 and 6 (14 nM each) with the same volume of a 0.14 nM solution of Au 34 - 1 or the same volume of a 1.16 nM solution of Au 13 -1 mixed and incubated for one hour. The products Au 34 -5 and Au 13 -5 or Au 34 -6 and Au 13 -6 are used in the sandwich immunoassays without further purification.

6. Gel-Elektrophorese von Protein-DNA-modifizierten Goldkolloiden6. Gel electrophoresis of protein-DNA modified gold colloids

Zur Charakterisierung der Produkte wird ein 1% Agarose-Gel hergestellt. Anschließend werden 10 µl einer Lösung aus Au34-5 mit einer Kolloid- Konzentration von 0,07 nM mit 2 µl eines Gelelektrophorese-Puffers versetzt und auf das Gel aufgetragen. Zur Kontrolle werden gleiche Volumina der Lösungen Au34-1, Au34-1 mit komplementärem DNA-STV Hybrid 4a ohne biotinyliertem Antikörper (Au34-1 + 4a) sowie Au34-1 mit nicht komplementärem DNA-STV Hybrid (Au34-1 + 4b) gleicher Kolloid-Konzentration mit 2 µl eines Gelelektrophorese-Puffers gemischt und mit auf das Gel aufgetragen. Die Gelelektrophorese wird 30 min bei 120 Volt durchgeführt. A 1% agarose gel is produced to characterize the products. Then 10 µl of a solution of Au 34 -5 with a colloid concentration of 0.07 nM are mixed with 2 µl of a gel electrophoresis buffer and applied to the gel. As a control, equal volumes of the solutions Au 34 -1, Au 34 -1 with complementary DNA-STV hybrid 4 a without biotinylated antibody (Au 34 -1 + 4 a) and Au 34 -1 with non-complementary DNA-STV hybrid (Au 34 -1 + 4 b) the same colloid concentration mixed with 2 µl of a gel electrophoresis buffer and applied to the gel. The gel electrophoresis is carried out at 120 volts for 30 min.

7. Regenerierung der Protein-DNA-modifizierten Goldkolloiden7. Regeneration of the protein-DNA-modified gold colloids

Zur Trennung des DNA-STV Hybrids 4a von den DNA-gekuppelten Kolloiden Au-1 werden 80 µl aus Au34-1 + 4a (0,07 nM) mit 80 µl einer 100 mM NaOH Lösung versetzt und 4 Stunden inkubiert. Anschließend wird die Lösung 3 min bei 14 000 rpm zentrifugiert. Der Überstand wird abgenommen und das rote Pellet wieder in 100 nM NaOH Lösung aufgenommen. Dieser Vorgang wird zweimal wiederholt. Nach drei Zentrifugations-/Resuspensionsschritten werden die Kolloide auf eine Gelfiltrationssäule (NAP™-5, Pharmacia Biotech) aufgetragen und mit TETBS-Puffer eluiert. Danach wird die Lösung (ca. 300 µl) ein weiteres mal zentrifugiert und die Kolloide mit 40 µl TETBS-Puffer resuspendiert. To separate the DNA-STV hybrid 4 a from the DNA-coupled colloids Au-1, 80 µl of Au 34 -1 + 4 a (0.07 nM) are mixed with 80 µl of a 100 mM NaOH solution and incubated for 4 hours. The solution is then centrifuged at 14,000 rpm for 3 min. The supernatant is removed and the red pellet is taken up again in 100 nM NaOH solution. This process is repeated twice. After three centrifugation / resuspension steps, the colloids are applied to a gel filtration column (NAP ™ -5, Pharmacia Biotech) and eluted with TETBS buffer. Then the solution (approx. 300 µl) is centrifuged again and the colloids are resuspended with 40 µl TETBS buffer.

8. Einsatz der Protein-DNA-modifizierten Goldkolloide im Sandwich- Immunoassay8. Use of protein-DNA-modified gold colloids in sandwich immunoassay

Zur Durchführung des Sandwich-Immunoassays werden Mikrotiterplatten mit 50 µl einer 20 nM Lösung von Ziege anti-Maus IgG (Sigma) beschichtet und mit Milchpulver gegen unspezifische Bindung geblockt. Je 50 µl einer Lösung die das Maus IgG Antigen in unterschiedlichen Mengen enthält, werden in die Kavitäten der Platte gegeben, für 45 min inkubiert, und die Platte anschließend gewaschen. Die Kupplung mit Au-5 erfolgt durch Zugabe von 50 µl einer 0,07 nM Lösung von Au34-5 bzw. einer 0,58 nM Lösung von Au13-5 und Inkubation für 45 Minuten. Nach Waschen wurden 50 µl eines Silberentwicklungs-Kit (BioRad) in die Kavitäten gegeben und die Entwicklung des Silberspiegels photometrisch bei 490 nm oder durch Abbildung auf einem Flachbett-Scanner verfolgt. To carry out the sandwich immunoassay, microtiter plates are coated with 50 μl of a 20 nM solution of goat anti-mouse IgG (Sigma) and blocked with milk powder against non-specific binding. 50 µl of a solution containing the mouse IgG antigen in different amounts are added to the wells of the plate, incubated for 45 min, and the plate is then washed. Coupling with Au-5 takes place by adding 50 µl of a 0.07 nM solution of Au 34 -5 or a 0.58 nM solution of Au 13 -5 and incubation for 45 minutes. After washing, 50 μl of a silver development kit (BioRad) were added to the cavities and the development of the silver level was monitored photometrically at 490 nm or by imaging on a flatbed scanner.

9. Detektion der Protein-DNA-modifizierten Goldkolloide durch Silberentwicklung9. Detection of protein-DNA-modified gold colloids by silver development

Zur Silberentwicklung an den gebundenen Goldkolloiden werden die Kavitäten zunächst zweimal mit 100 µl dH2O gewaschen. Anschließend werden je 100 µl Fixier-Lösung zugegeben (Biorad: 50% Ethanol, 10% Essigsäure, 10% Fixierer, 30% dH2O) und 10 min inkubiert. Nach zweimaligem Waschen mit dH2O werden je 50 µl Silber-Entwickler (Biorad) in die Kavitäten gegeben und unter Schütteln inkubiert. In Zeitabständen von je 5 min wird die Mikrotiterplatte in den Mikrotiterplattenreader (Wallac) gestellt und die Absorbance des in den Kavitäten abgeschiedenen Silbers bei 490 nm gemessen. To develop silver on the bound gold colloids, the cavities are first washed twice with 100 μl dH 2 O. Then 100 µl of fixer solution are added (Biorad: 50% ethanol, 10% acetic acid, 10% fixer, 30% dH 2 O) and incubated for 10 min. After washing twice with dH 2 O, 50 μl of silver developer (organic wheel) are added to the cavities and incubated with shaking. The microtiter plate is placed in the microtiter plate reader (Wallac) at 5 minute intervals and the absorbance of the silver deposited in the cavities is measured at 490 nm.

10. Verwendung der Protein-DNA-modifizierten Goldkolloide zur Analyse von Protein-Mikroarrays10. Use of the protein-DNA-modified gold colloids for the analysis of Protein microarrays

Zur Analyse eines Protein-Arrays werden zunächst auf einem silanisierten Objektträger aus Glas, das zuvor mit Phenylen-di-isothiocyanat chemisch aktiviert wurde, je 200 nl einer Lösung eines Fänger-Antikörpers Ziege anti Maus IgG in zwei unterschiedlichen Konzentrationen (5 µM und 0,5 µM) alternierend zu fünf identischen Arrays aufgetropft und für zwei Stunden inkubiert. Der Objektträger, auf dem die Arrays mit einem Wasser abweisenden Immuno-Staining Stift (G. Kisker Biotechnologie) eingerahmt sind, wird in eine 50 mM Aminohexanol- Lösung mit 150 mM Di-Isopropylamin in Dimethylformamid (DMF) zum Löschen der Amino-reaktiven Oberfläche eingetaucht, und anschließend dreimal mit dH2O und dreimal mit TETBS-Puffer gewaschen und in einem TETBS-Puffer eingetaucht, der jeweils 0,1 mg/ml Herings-Sperma DNA und Rinderserumalbumin enthält und zur Vermeidung unspezifischer Antigen- bzw. Protein-DNA- modifizierte Goldkolloid-Bindung als Blocker eingesetzt wird. Der Objektträger wird danach mit TETBS-Puffer gewaschen, die Arrays mit 1 µmol Maus IgG Antigen in 50 µl Borat-Puffer (pH = 9.5) versetzt und 45 min inkubiert. Im nächsten Schritt wird zunächst das nicht gebundene Maus IgG Antigen durch mehrmaliges Waschen vom Objektträger entfernt und mit einer 0,07 nM Lösung von Au34-5 (50 µl pro Array) versetzt. Nach 45 min Inkubation wird der Objektträger zuerst dreimal mit TETBS-Puffer, danach zweimal mit dH2O gewaschen und anschließend in eine Fixier-Lösung (Biorad) für 10 min eingetaucht. Anschließend wird der Objektträger dreimal 1 min mit dH2O gewaschen und durch Zugabe von je 50 µl Silber-Entwickler (Biorad) die Silberabscheidung an den gebundenen Goldkolloiden auf dem Objektträger gestartet. Nachdem eine deutliche Silberabscheidung erkennbar ist, wird der Silber- Entwicker verworfen, der Objektträger erst dreimal für 1 min mit dH2O gewaschen und dann an der Luft getrocknet. Anschließend wird der Objektträger auf einem Flachbett-Scanner abgelichtet. To analyze a protein array, 200 nl of a solution of a goat anti-mouse IgG capture antibody in two different concentrations (5 μM and 0 .mu.m) are first placed on a silanized glass slide which has been chemically activated with phenylene di-isothiocyanate. 5 µM) alternately added to five identical arrays and incubated for two hours. The slide, on which the arrays are framed with a water-repellent immuno-staining pen (G. Kisker Biotechnologie), is placed in a 50 mM aminohexanol solution with 150 mM di-isopropylamine in dimethylformamide (DMF) to erase the amino-reactive surface immersed, and then washed three times with dH 2 O and three times with TETBS buffer and immersed in a TETBS buffer, each containing 0.1 mg / ml herring sperm DNA and bovine serum albumin and to avoid non-specific antigen or protein DNA - Modified gold colloid binding is used as a blocker. The slide is then washed with TETBS buffer, the arrays are mixed with 1 µmol mouse IgG antigen in 50 µl borate buffer (pH = 9.5) and incubated for 45 min. In the next step, the unbound mouse IgG antigen is first removed from the slide by washing several times and a 0.07 nM solution of Au 34 -5 (50 μl per array) is added. After 45 minutes of incubation, the slide is first washed three times with TETBS buffer, then twice with dH 2 O and then immersed in a fixing solution (bio wheel) for 10 minutes. The slide is then washed three times for 1 min with dH 2 O and the silver deposition on the bound gold colloids on the slide is started by adding 50 µl of silver developer (Biorad). After a clear silver deposition can be seen, the silver developer is discarded, the slide is first washed three times for 1 min with dH 2 O and then air-dried. The slide is then scanned on a flatbed scanner.

Claims (12)

1. Verfahren zum Nachweis einer Substanz in wäßriger Lösung, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellung einer Oberfläche die eine spezifische Bindungsfähigkeit für die nachzuweisende Substanz aufweist; b) Bereitstellung eines Bindemoleküls, dass eine spezifische Bindungsfähigkeit für die nachzuweisende Substanz aufweist; c) Verknüpfung des Bindemoleküls mit kolloidalen Partikeln, so dass die Partikel eine spezifische Bindungsfähigkeit für die nachzuweisende Substanz aufweisen; d) Zusammenbringen der Oberfläche, der nachzuweisenden Substanz und der Bindemolekül-verknüpften kolloidalen Partikel, so dass eine Oberflächen- gebundener Signalkomplex gebildet wird; e) Nachweisen der kolloidalen Partikel, soweit sie in einem Oberflächen- gebundenen Signalkomplex vorliegen. 1. A method for the detection of a substance in aqueous solution, comprising the following steps: a) provision of a surface which has a specific binding capacity for the substance to be detected; b) provision of a binding molecule which has a specific binding ability for the substance to be detected; c) Linking the binding molecule with colloidal particles so that the particles have a specific binding ability for the substance to be detected; d) bringing together the surface, the substance to be detected and the binding molecule-linked colloidal particles so that a surface-bound signal complex is formed; e) detection of the colloidal particles, insofar as they are present in a surface-bound signal complex. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Schritt c) wie folgt durchgeführt wird: a) Verküpfung des Bindemoleküls mit einer ersten Nucleinsäure; b) Verküpfung der kolloidalen Partikeln mit einer zweiten Nucleinsäure, die komplementär zur ersten Nucleinsäure ist; c) Zusammenbringen des Nucleinsäure-modifizierten Bindemoleküls mit den Nucleinsäure-modifizierten kolloidalen Partikeln, so dass es zur Hybridisierung der ersten mit der zweiten Nucleinsäure kommt. 2. The method according to claim 1, in which step c) is carried out as follows: a) Linking the binding molecule with a first nucleic acid; b) linking the colloidal particles with a second nucleic acid which is complementary to the first nucleic acid; c) bringing the nucleic acid-modified binding molecule together with the nucleic acid-modified colloidal particles so that the first nucleic acid hybridizes with the second. 3. Verfahren nach Anspruch 1-2, bei dem Schritt f) wie folgt durchgeführt wird: a) Bereitstellung eines Konjugats, das aus der ersten Nucleinsäure und Streptavidin oder Avidin besteht; b) Bereitstellung eines Bindemoleküls, das mit einer Biotin-Gruppe modifiziert ist; c) Zusammenbringen des in Schritt i) beschriebenen Konjugates und des in Schritt k) beschriebenen Bindemoleküls, so dass es zur Kupplung dieser Komponenten kommt. 3. The method according to claim 1-2, in which step f) is carried out as follows: a) providing a conjugate consisting of the first nucleic acid and streptavidin or avidin; b) provision of a binding molecule which is modified with a biotin group; c) Bringing together the conjugate described in step i) and the binding molecule described in step k) so that these components are coupled. 4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Nachweis der kolloidalen Partikel diese durch eine Silber-Enwicklung sichtbar gemacht werden. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that to detect the colloidal particles this by silver development be made visible. 5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der unter Schritt a) bereitgestellten Oberfläche um
ein Sensor oder Sensorelement,
ein Array wie z. B. ein DNA-(Mikro-)Array, ein Protein-(Mikro-)Array,
ein Peptide, Peptoide oder niedermolekulare Verbindungen wie Pharmakophore tragendes Testarray,
ein Bestandteil eines (Mikro-)Reaktionsgefäßes oder
ein optisch oder elektronisch aktives Element handelt.
5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is the surface provided under step a)
a sensor or sensor element,
an array such as B. a DNA (micro) array, a protein (micro) array,
a test array carrying peptides, peptoids or small molecules such as pharmacophores,
a component of a (micro) reaction vessel or
is an optically or electronically active element.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächen-gebundene Signalkomplex im Zwischenraum zwischen einem oder mehreren Paaren elektrisch leitfähiger Elektroden aufgebaut wird, so dass zum Nachweis der kolloidalen Partikel diese einer Silber-Enwicklung unterworfen werden, die zur Abscheidung eines Silberspiegels führt und damit ein elektrischer Kontakt zwischen den Elektroden hergestellt wird, der durch Strom-, Spannungs- oder Widerstandsmessung als Signal aufgenommen werden kann. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the surface-bound signal complex in the space between one or several pairs of electrically conductive electrodes is built up so that to detect the colloidal particles, they are subjected to silver development be that leads to the deposition of a silver mirror and thus an electrical Contact between the electrodes is established, which is caused by current, voltage or resistance measurement can be recorded as a signal. 7. Artikel die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche als Reagenzien eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass a) kolloidale Partikel mit einer zweiten Nucleinsäure verknüpft sind, b) ein oder mehrere Bindungsmoleküle mit einer zur zweiten Nucleinsäure komplementären ersten Nucleinsäure verknüpft sind, c) die erste und die zweite Nucleinsäure miteinander verknüpft werden 7. Articles which are used to carry out the method according to one of the preceding claims as reagents, characterized in that a) colloidal particles are linked to a second nucleic acid, b) one or more binding molecules are linked to a first nucleic acid complementary to the second nucleic acid, c) the first and the second nucleic acid are linked together 8. Artikel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Nucleinsäure über Biotin und Streptavidin oder Avidin mit dem Bindemolekül verknüpft ist. 8. Article according to claim 7, characterized in that the first Nucleic acid via biotin and streptavidin or avidin with the binding molecule is linked. 9. Kit zum Herstellen der Artikel nach Anspruch 7 bis 8, bestehend aus a) einem oder mehreren Bindungsmolekülen, und dazu passend b) einer oder mehreren ersten Nucleinsäuren, c) einem oder mehreren Arten kolloidaler Partikel, und dazu passend d) eine oder mehrere zweite Nucleinsäuren, e) Mittel zum Verbinden der Bindungsmoleküle mit jeweils einer der ersten Nucleinsäuren, bzw. Mittel zum Verbinden der kolloidalen Partikel mit jeweils einer der zweiten Nucleinsäuren, aus denen ein oder mehrere, zueinander komplementäre Paare von Bindungsmolekül/erste Nucleinsäure und Kolloidpartikel/zweite Nucleinsäure hergestellt werden können. 9. Kit for producing the article according to claim 7 to 8, consisting of a) one or more binding molecules, and matching b) one or more first nucleic acids, c) one or more types of colloidal particles, and matching d) one or more second nucleic acids, e) means for connecting the binding molecules to one of the first nucleic acids, or means for connecting the colloidal particles to one of the second nucleic acids, from which one or more mutually complementary pairs of binding molecule / first nucleic acid and colloidal particles / second nucleic acid are produced can. 10. Kit zum Herstellen der Artikel nach Anspruch 7 bis 8, bestehend aus a) einer oder mehreren ersten Nucleinsäuren, b) einem oder mehreren Arten kolloidaler Partikel, und dazu passend c) eine oder mehrere zweite Nucleinsäuren, d) Mittel zum Verbinden von Bindungsmolekülen mit jeweils einer der ersten Nucleinsäuren, bzw. Mittel zum Verbinden der kolloidalen Partikel mit jeweils einer der zweiten Nucleinsäuren, aus denen ein oder mehrere, zueinander komplementäre Paare von Bindungsmolekül/erste Nucleinsäure und Kolloidpartikel/zweite Nucleinsäure hergestellt werden können. 10. Kit for producing the article according to claim 7 to 8, consisting of a) one or more first nucleic acids, b) one or more types of colloidal particles, and matching c) one or more second nucleic acids, d) means for connecting binding molecules with one of the first nucleic acids, or means for connecting the colloidal particles with one of the second nucleic acids, from which one or more mutually complementary pairs of binding molecule / first nucleic acid and colloidal particles / second nucleic acid are produced can. 11. Kit zum Herstellen der Artikel nach Anspruch 7 bis 8, bestehend aus a) einer oder mehreren ersten Nucleinsäuren, b) eine oder mehrere zweite Nucleinsäuren, c) Mittel zum Verbinden von Bindungsmolekülen mit jeweils einer der ersten Nucleinsäuren, bzw. Mittel zum Verbinden kolloidaler Partikel mit jeweils einer der zweiten Nucleinsäuren, so dass ein oder mehrere, zueinander komplementäre Paare von Bindungsmolekül/erste Nucleinsäure und Kolloidpartikel/zweite Nucleinsäure hergestellt werden können. 11. Kit for producing the article according to claim 7 to 8, consisting of a) one or more first nucleic acids, b) one or more second nucleic acids, c) means for connecting binding molecules with one of the first nucleic acids, or means for connecting colloidal particles with one of the second nucleic acids, so that one or more mutually complementary pairs of binding molecule / first nucleic acid and colloidal particles / second nucleic acid can be produced , 12. Verwendung der Artikel nach Anspruch 7 bis 8, in analytischen Verfahren die auf der Detektion der Kolloide durch Oberflächenplasmonresonanz, Reflektometrische Interferrenzspektroskopie, oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie, elektrische Detektion mittels Impedanzmessung, oder massensensitive Methoden wie die Quarzkristall-Mikrowaage oder der Surface Acoustic Wave Messung beruhen. 12. Use of the article according to claim 7 to 8, in analytical processes based on the detection of colloids by surface plasmon resonance, Reflectometric interference spectroscopy, surface-enhanced Raman spectroscopy, electrical detection using impedance measurement, or mass-sensitive methods such as the quartz crystal microbalance or the Surface acoustic wave measurement based.
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CN102141567A (en) * 2010-12-19 2011-08-03 浙江大学 Method for preparing enzyme labelling antibody
CN112986213A (en) * 2021-03-12 2021-06-18 福州大学 Raman spectrum sensor for detecting oral cancer DNA

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10344515A1 (en) * 2003-09-24 2005-04-28 Caesar Stiftung Detection of nanoparticles
CN102141567A (en) * 2010-12-19 2011-08-03 浙江大学 Method for preparing enzyme labelling antibody
CN102141567B (en) * 2010-12-19 2014-03-12 浙江大学 Method for preparing enzyme labelling antibody
CN112986213A (en) * 2021-03-12 2021-06-18 福州大学 Raman spectrum sensor for detecting oral cancer DNA
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