EA007105B1 - Сверхчувствительные неизотопные водорастворимые нанокристаллы - Google Patents

Сверхчувствительные неизотопные водорастворимые нанокристаллы Download PDF

Info

Publication number
EA007105B1
EA007105B1 EA200300866A EA200300866A EA007105B1 EA 007105 B1 EA007105 B1 EA 007105B1 EA 200300866 A EA200300866 A EA 200300866A EA 200300866 A EA200300866 A EA 200300866A EA 007105 B1 EA007105 B1 EA 007105B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
water
soluble
nanocrystal
nanocrystals
biological materials
Prior art date
Application number
EA200300866A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200300866A1 (ru
Inventor
Игорь Набиев
Алена Суханова
Михаил Артемьев
Олег Шарапов
Александр Баранов
Жан-Клод Жардийер
Original Assignee
Л'Юниверсите Де Реймс Шампань-Арденн
Сайентифик Дивелопмент Сервис Стройснабсервис
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Л'Юниверсите Де Реймс Шампань-Арденн, Сайентифик Дивелопмент Сервис Стройснабсервис filed Critical Л'Юниверсите Де Реймс Шампань-Арденн
Publication of EA200300866A1 publication Critical patent/EA200300866A1/ru
Publication of EA007105B1 publication Critical patent/EA007105B1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
    • G01N33/588—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with semiconductor nanocrystal label, e.g. quantum dots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/259—Silicic material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Glanulating (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

Данное изобретение относится к водорастворимому полупроводниковому нанокристаллу, содержащему полупроводниковое ядро и оболочку, а также покрытие из одного или более дополнительных соединений, содержащих агенты, способствующие растворению в воде, которые выбирают из группы, состоящей из гидроксаматов или производных гидроксамовой кислоты или их сочетания. Применяется в неизотопных системах обнаружения.

Description

Данное изобретение относится к сверхчувствительным неизотопным растворимым в воде нанокристаллам для использования в системах неизотопного обнаружения, особенно в качестве зондов для биологических областей применения, причем эти зонды способны обеспечить различимый сигнал электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) или флуоресцентный сигнал или их сочетание в качестве отклика на воздействие электромагнитного излучения.
Неизотопные системы обнаружения стали предпочтительным способом по сравнению с использованием радиоактивных маркеров в научных исследованиях и клинической диагностике для обнаружения биомолекул при различных анализах, например при определении последовательности ДНК, приращения нуклеиновых кислот, в иммуногистохимии и т.д.
Полупроводниковые нанокристаллы (квантовые элементы) могут успешно использоваться в биологических областях применения, поскольку их можно сделать водорастворимыми, то есть достаточно растворимыми или способными образовывать суспензию в растворах на водной основе, например в воде, или в растворах на основе воды, или в буферных растворах, включая растворы, применяемые в биологических системах и системах обнаружения молекул.
С этой целью в νΟ-Α-0027365 предложен состав из нанокристаллов с функциональными группами, содержащих квантовые элементы, на поверхность которых нанесено покрывающее соединение, включающее меркаптокарбоновую кислоту, образующее первый слой, и второй слой, содержащий диаминокарбоновую кислоту, связанную с покрывающим соединением, и дополнительные слои, включающие аминокислоту или обеспечивающий сродство лиганд, химически связанный с диаминокарбоновой кислотой.
В νΟ-Α-00/58731 наночастицы сделаны водорастворимыми путем химического связывания с водорастворимым аминопроизводным полисахарида.
В νθ-Α-00/28088 и νθ-Α-00/28089 описаны водорастворимые нанокристаллы того же типа, который описан в νΟ-Α-0027365, имеющие ветви полинуклеотидов для образования дендримеров или нуклеиновых оснований, которые можно определить по флуоресцентной эмиссии.
В νθ-Α-00/17656 описан водорастворимый полупроводниковый нанокристалл, содержащий в качестве солюбилизирующего агента 8Н(СН2)ПХ, где Х представляет собой карбоксилат или сульфонат.
В νθ-Α-00/17655 описан водорастворимый полупроводниковый нанокристалл, содержащий в качестве солюбилизирующего агента молекулу, имеющую гидрофобную область и гидрофильную группу, представляющую собой карбоновую кислоту, карбоксилат, сульфонат, гидроксид, алкоксиды, соли аммония, фосфат, фосфонат, метакриловую кислоту, акриловую кислоту, гидрофилизированные производные стирола, или же молекулы, имеющие формулу (В1)а-В2-[(В3)ь(В4)с]а, где В1 выбран из группы, состоящей из гетероалкила, гетероалкенила, гетероалкинила, -ΟΒ, -8В, -ΝΗΒ, -ΝΒ'Β, -Ν(Ο)ΗΒ, -Ν(Ο)Β'Β, -РНВ, -ΡΒ'Β, -Ρ(ΝΒ'Β)ΝΒ'Β, -Ρ(Ο)(ΝΒ'Β)ΝΒ'Β, -Ρ(Ο)(ΟΒ')ΟΒ, -Ρ(Ο)ΟΒ, -Ρ(Ο)ΝΒ'Β, -Ρ(8)(ΟΒ')ΟΒ и -Ρ(8)ΟΒ, где Β, Β' и Β независимо выбраны из группы, состоящей из Н, разветвленного или неразветвленного алкила, разветвленного или неразветвленного алкенила, разветвленного или неразветвленного гетероалкила, разветвленного или неразветвленного гетероалкенила и разветвленного или неразветвленного гетероалкинила при условии, что если а превышает 1, то группы Β1 могут быть одинаковыми или различными, или же могут быть связаны, образуя шести-, семи-, восьми-, девяти- или десятичленный циклоалкил, циклоалкенил, гетероциклическую группу, арил, гетероарил или шести-тридцатичленный краун-эфир или гетерокраун-эфир; Β2 выбирают из (химической) связи, разветвленного или неразветвленного алкилена, разветвленного или неразветвленного гетероалкилена, циклоалкила, циклоалкенила, гетероциклического арила или гетероарила; Β3 выбирают из разветвленного или неразветвленного алкилена, разветвленного или неразветвленного алкенилена, разветвленного или неразветвленного гетероалкилена, разветвленного или неразветвленного гетероалкенилена, циклоалкила, циклоалкенила, циклоалкинила, гетероциклического арила и гетероарила; Β4 выбирают из группы, состоящей из водорода, карбоксилата, тиокарбоксилата, амина, амида, имина, гидразина, сульфоната, сульфоксида, фосфата, фосфоната, фосфония, спирта, тиола, аммония, алкиламмония, нитрата, группы сахара и пяти-, шести-, семи-, восьми-, девяти-, десятичленного циклоалкила, циклоалкенила, циклоалкинила, гетероциклического арила или гетероарила, причем а равно 1, 2, 3 или 4; Ь равно 0, 1, 2 или 3; с равно 0, 1, 2 или 3; б равно 0,1,2 или 3.
В νΟ-Α-00/17642 описан состав, содержащий флуоресцентные полупроводниковые нанокристаллы, связанные с каким-либо соединением; причем спектр испускания этих нанокристаллов обеспечивает информацию о биологическом состоянии или событии, и эти нанокристаллы являются водорастворимыми из-за наличия лиганда, имеющего, по меньшей мере, обеспечивающую связь группу, связанную с нанокристаллом, и гидрофильную группу.
В νΟ-Α-00/29617 описан водорастворимый люминесцентный квантовый элемент и биомолекулярное соединение, в состав которого он входит, для сверхчувствительного неизотопного определения ίη νίΐτο и ίη νίνο. Этот водорастворимый люминесцентный квантовый элемент включает ядро, состоящее из полупроводника с размерами наночастиц (Сб8 или Сб8е), покрытия, состоящего из полупроводника, отличного от полупроводника ядра (Ζηδ или Сб8), и гидрофильной соединительной группы, состоящей из любой органической группы, которую можно присоединить к поверхности покрытия и которая делает
- 1 007105 квантовый элемент водорастворимым. Связь между покрытием и гидрофильной соединительной группой осуществляется через атом серы.
Этот водорастворимый люминесцентный полупроводниковый квантовый элемент затем можно непосредственно или опосредованно связать с биомолекулой, такой как протеин, фрагмент протеина или нуклеиновая кислота, с помощью гидрофильной соединительной группы.
Задачей данного изобретения является водорастворимый нанокристалл, полученный с новыми солюбилизирующими агентами, и способ перевода этих нанокристаллов в водорастворимое состояние. Предложены также водорастворимые полупроводниковые нанокристаллические зонды для биологического применения, причем эти зонды способны обеспечить различимый сигнал электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) или флуоресцентный сигнал или их сочетание в качестве отклика на воздействие электромагнитного излучения.
Водорастворимый полупроводниковый нанокристалл согласно данному изобретению содержит полупроводниковое ядро и оболочку, а также покрытие из одного или более дополнительных соединений, включающих агенты, способствующие растворению в воде, и характеризуется тем, что агент, способствующий растворению в воде, выбран из группы, состоящей из гидроксаматов или производных гидроксамовой кислоты или их сочетания.
Ядро представляет собой полупроводниковую наночастицу. Хотя можно использовать любое ядро из полупроводников ΙΙΑ-νΐΒ, ША-УБ или 1УА-У1В, это ядро должно быть таким, чтобы при сочетании с оболочкой обеспечивать люминесцентный квантовый элемент. Предпочтительно ядро представляет собой Сб8е или Ζηδβ.
Оболочка представляет собой полупроводник, который отличается от полупроводника ядра и связан с ядром, и предпочтительно представляет собой полупроводник ΙΙΑ-νΐΒ с шириной запрещенной зоны, превышающей ширину запрещенной зоны ядра, предпочтительно Ζηδ, С68 или Ζηδе.
Предпочтительно нанокристаллы согласно данному изобретению легируют парамагнитными ионами, такими как Мп2+ и другие ионы переходных или редкоземельных элементов.
В данном изобретении предложен также водорастворимый нанокристаллический зонд, содержащий полупроводниковый нанокристалл, агент, способствующий растворению в воде, связующий агент и обеспечивающий сродство компонент, который способен к специфичному связыванию с обнаруживаемыми биологическими веществами, характеризующийся тем, что этот водорастворимый нанокристалл представляет собой нанокристалл согласно данному изобретению.
В соответствии с одним из вариантов выполнения, связующий агент способен связывать водорастворимый нанокристалл или полимерную гранулу, содержащую внедренные в нее один или более нанокристаллов совместно с обеспечивающими сродство молекулами, включающими пептиды, протеины (белки), моноклоновые или поликлоновые антитела и их функциональные фрагменты, олигонуклеотиды, РНК, одиночные или двойные скрученные ДНК, химерные молекулы РНК-ДНК, триплексы и мультиплексы ДНК и углеводы, которые способны специфично связываться с определяемыми биологическими веществами, например протеинами, олигонуклеотидами, ДНК, РНК, вирусами, бактериями, клетками, включая живые клетки и ткани.
Предпочтительно агент, способствующий растворению в воде, является также и связующим агентом.
Согласно изобретению предложен способ получения водорастворимого нанокристалла, при котором порошок нанокристаллов растворяют в алифатическом растворителе, а затем смешивают с водным раствором производного гидроксамовой кислоты, алифатический слой, содержащий нанокристаллы, экстрагируют, и нанокристаллы осаждают путем добавления спиртового растворителя, а осадок затем сушат до порошка или растворяют в воде.
Согласно изобретению предложен также способ изготовления нанокристаллов, легированных парамагнитными ионами, при котором триоктилфосфиноксид (ТОФО) сушат и дегазируют при 180°С приблизительно в течение 1 ч в атмосфере аргона, к этому расплаву при 350°С добавляют раствор одноэлементных полупроводников и парамагнитных ионов в три-н-октилфосфине (ТОФ), затем реакционную смесь охлаждают до 300°С и добавляют второй раствор полупроводников, а затем реакционную смесь охлаждают до 105°С; наконец, полупроводниковое ядро и оболочку, легированную парамагнитными ионами, осаждают, промывают метанолом и растворяют в гексане, гептане или тетрагидрофуране или сушат до порошка.
Нанокристаллические зонды, состоящие из полимерных гранул, должны иметь такую же область применения, как и широко применяемые и известные Нанофлуоросферы, содержащие молекулы органических красителей, внедренные в полимерные гранулы. Полимерные гранулы с внедренными в них нанокристаллами, легированными или не легированными парамагнитными ионами, имеют следующие преимущества по сравнению с нанофлуоросферами:
100-кратное увеличение стабильности нанокристаллов в отношении фотообесцвечиеания по сравнению с органическими красителями;
возможность применения многоцветных меток при использовании нанокристаллов различного диаметра и с различными ядрами и оболочками;
- 2 007105 возможность использования зондов, содержащих нанокристаллы, легированные парамагнитными ионами, в качестве флуоресцентных или магнитно-резонансных зондов или их сочетания.
Кроме того, данное изобретение включает способ обнаружения биологических материалов путем регистрации сигнала ЭПР от парамагнитных ионов, введенных в нанокристаллы, или флуоресцентного сигнала от нанокристаллов, или их сочетания, или путем построения изображений биологических материалов с помощью флуоресцентной или ЭПР-микроспектроскопии или путем их сочетания.
Биологическое изображение получают путем сканирования объекта следующими способами: посредством регистрации пространственного распределения флуоресценции нанокристаллов с помощью флуоресцентной микроскопии, посредством регистрации сигнала ЭПР с высоким пространственным разрешением с помощью способа, аналогичного сканирующей туннельной микроскопии с иглой из ферромагнитного кристалла, создающей локальное магнитное поле (НосЫ А., Бигикатеа М., 1кеуа М., АррНсакопк οί писгсшауе ксаппшд ЕЗВ шкгоксоре: кишап 1оо1к текк ше!а1 (Применения микроволнового сканирующего ЭСР микроскопа: зуб человека с металлом). Арр1. Ваб1а1 Ικοΐ. 1993 1аи-БеЬ; 44 (1-2): 401-405), или методом пустот с применением узкого отверстия для проникновения микроволнового электромагнитного поля в объект;
посредством одновременного определения сигнала ЭПР с высоким пространственным разрешением и флуоресцентного сигнала с высоким пространственным разрешением.
Далее данное изобретение будет описано более подробно со ссылкой на следующие примеры и приложенные чертежи, где фиг. 1 представляет собой схематическое изображение легированных нанокристаллов согласно данному изобретению;
фиг. 2 представляет собой схематическое изображение перевода нанокристаллов в водорастворимую форму с помощью гидроксаматов аминокислот или с помощью соединений, обладающих функциональной группой гидроксамовой кислоты;
фиг. 3 представляет собой схематическое изображение иммобилизации молекул, обеспечивающих сродство, на водорастворимых нанокристаллах, покрытых гидроксаматом аминокислоты или соединениями, обладающими функциональными группами гидроксамовой кислоты;
фиг. 4 представляет собой схематическое изображение применения зонда на водорастворимых нанокристаллах согласно данному изобретению, связанного с обеспечивающей сродство молекулой, для сверхчувствительного неизотопного определения и анализа обнаруживаемого вещества в биологическом материале с помощью флуоресценции или метода электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), или их сочетания;
фиг. 5а, 5б, 5в представляют собой примеры применения водорастворимых нанокристаллических зондов согласно данному изобретению для определения биологических объектов.
Следующие примеры служат для иллюстрации данного изобретения и не предполагают ограничение объема данного изобретения.
Пример 1. Изготовление нанокристаллов согласно данному изобретению, легированных ионами Мп2+.
г ТОФО, помещенного в трехгорлую колбу, сушили и дегазировали при 180°С приблизительно в течение 1 ч в атмосфере аргона. К этому расплаву при 350°С добавили при интенсивном перемешивании раствор элементарного селена, диметилкадмия и бис(фенилселенида марганца) в 1,2 мл ТОФ. Относительная мольная концентрация Сб/Зе/Мп в ТОФ составляет 1,0/0,9/<0,05. Содержание кадмия в ТОФ находится в пределах 0,1 ммоль. После добавления раствора в ТОФ, реакционную смесь охлаждают до 300°С и добавляют второй раствор диметилцинка и гексаметилдисилтиана в 2 мл ТОФ. Относительная мольная концентрация Сб/Ζη в конечной смеси составляет около 1/4. После добавления второго раствора в ТОФ реакционную смесь охлаждают до 105°С и оставляют при перемешивании еще на 1,5 ч. В итоге нанокристаллы СбЗе, легированные ионами Мп и покрытые оболочкой Ζη3, осаждают метанолом, промывают метанолом и растворяют в гексане, гептане, тетрагидрофуране или высушивают до порошка (фиг. 1).
Пример 2. Обеспечение водорастворимости нанокристаллов, покрытых гидроксаматом глицина, и их связывание с биологическими молекулами, обеспечивающими сродство.
Несколько миллиграммов порошка нанокристаллов растворяют в гептане и смешивают с водным раствором гидроксамата глицина (0,1-0,001 М) при интенсивном перемешивании. Приблизительно через 1 ч нанокристаллы экстрагируют из алифатического слоя в результате образования связей гидроксамата с атомами Ζη на поверхности нанокристалла. Далее алифатический слой удаляют, а нанокристаллы осаждают путем добавления метанола, этанола, пропанола или ацетона. Осадок высушивают до порошка или растворяют в свежей порции воды для дальнейших манипуляций (фиг. 2а).
Связывание таких водорастворимых нанокристаллов с интересующими биомолекулами, такими как аминокислоты, пептиды, протеины, моноклоновые и поликлоновые антитела и их функциональные фрагменты, олигонуклеотиды, РНК, отдельная или скрученная из двух нитей ДНК, химерообразные молекулы РНК-ДНК, триплексы и мультиплексы ДНК и углеводы, например, сиаловые кислоты и т.д., может быть далее осуществлено так, как это описано в Вюсоищда1е 1ескпк|ие8 (Методы биологического сопряжения), 1996, ред. Негшапзоп, Асабешю Ргекк, с использованием свободной ИН2-группы присоеди
- 3 007105 ненного к нанокристаллу гидроксамата в качестве активной связующей (линкерной) группы, как это представлено на фиг. 3 а, где нанокристаллический зонд реагирует с активированными аминокислотами, пептидами или полипептидами, и К представляет собой аминокислоты, пептиды, протеины, моноклоновые или поликлоновые антитела и их функциональные фрагменты, олигонуклеотиды, РНК, отдельную или скрученную из двух нитей ДНК, химерообразные молекулы РНК-ДНК, триплексы и мультиплексы ДНК и углеводы, например сиаловую кислоту, и т.д.
Пример 3. Применение водорастворимых легированных или нелегированных нанокристаллических сенсоров для обнаружения биологических материалов, а также приготовление образцов, содержащих нанокристаллические зонды согласно данному изобретению, и регистрация флуоресцентного изображения биологических объектов (живых клеток или ίη νίίτο иммунологических анализов).
Фиг. 5а, 5б и 5в изображают примеры применения водорастворимых нанокристаллов согласно данному изобретению для получения флуоресцентного ех-νίνο изображения биологического объекта (моноцитов, обработанных нанокристаллами в водорастворимой форме) и результаты применения конъюгатов (сопряженных систем) антитела-нанокристаллы в иммунологических анализах - Вестерн-блот (Ае81егп Ыо1) и анализ точек-пятен - для сверхчувствительного определения биологических материалов.
Эти образцы были получены с применением обычных способов, условия эксперимента представлены на фигурах.
Мечение клеток с помощью квантовых элементов по данному изобретению проиллюстрировано на фиг. 5а.
Как видно на фиг. 5в, в анализе Вестерн-блот применяют конъюгаты антитела-нанокристаллы. Пятно Вестерн-блот обрабатывали Ι-специфичными антителами первичной топоизомеразы, а затем обрабатывали конъюгатами квантовых элементов диаметром 4 нм с вторичными антителами.
Как видно на фиг. 5б, конъюгаты антитела-нанокристаллы применяют при анализе точек-пятен в иммунологических анализах для сверхчувствительного определения биологических материалов.

Claims (11)

1. Водорастворимый полупроводниковый нанокристалл, включающий полупроводниковое ядро и оболочку, а также покрытие из одного или более дополнительных соединений, включающих агенты, способствующие растворению в воде, отличающийся тем, что агент, способствующий растворению в воде, выбран из группы, состоящей из гидроксаматов или производных гидроксамовой кислоты или их сочетания.
2. Водорастворимый полупроводниковый нанокристалл по п.1, отличающийся тем, что этот нанокристалл легирован парамагнитными ионами, такими как Мп2+ и другие ионы переходных или редкоземельных металлов.
3. Водорастворимый нанокристаллический зонд, содержащий полупроводниковый нанокристалл, агент, способствующий растворению в воде, связующий агент и обеспечивающую сродство группу, которая способна к специфичному связыванию с обнаруживаемыми биологическими материалами, отличающийся тем, что водорастворимый нанокристалл является нанокристаллом по п.1 или 2.
4. Зонд по п.3, отличающийся тем, что связующий агент способен соединять водорастворимый нанокристалл с молекулами, обеспечивающими сродство, включающими пептиды, протеины, моноклональные или поликлональные антитела и их функциональные фрагменты, олигонуклеотиды, РНК, отдельную или скрученную из двух цепочек ДНК, химерную молекулу РНК-ДНК, триплексы и мультиплексы ДНК, и углеводы, которые способны к специфичному связыванию с обнаруживаемыми биологическими материалами, например протеинами, олигонуклеотидами, ДНК, РНК, вирусами, бактериями, клетками, включая живые клетки и ткани.
5. Зонд по пп.3 и 4, отличающийся тем, что агент, способствующий растворению в воде, является также связующим агентом.
6. Способ получения водорастворимого нанокристалла по пп.1 и 2, отличающийся тем, что порошок нанокристаллов растворяют в алифатическом растворителе, а затем смешивают с водным раствором производного гидроксамовой кислоты, алифатический слой, содержащий нанокристаллы, экстрагируют, и нанокристаллы осаждают путем добавления спиртового растворителя, причем осадок затем сушат до порошка или растворяют в воде.
7. Способ получения легированных нанокристаллов с парамагнитными ионами по п.2, отличающийся тем, что триоктилфосфиноксид сушат и дегазируют при 180°С приблизительно в течение 1 ч в атмосфере аргона, к этому расплаву при 350°С добавляют раствор одноэлементных полупроводников и парамагнитных ионов в триоктилфосфине, затем реакционную смесь охлаждают до 300°С и добавляют второй раствор полупроводников, а затем реакционную смесь снова охлаждают до 105°С, наконец, полупроводниковое ядро и оболочку, легированную парамагнитными ионами, осаждают, промывают метанолом и растворяют в гексане, гептане или тетрагидрофуране или сушат до порошка.
8. Способ обнаружения биологических материалов путем регистрации сигнала ЭПР от парамагнитных ионов, введенных в нанокристаллы по п.2.
- 4 007105
9. Способ обнаружения биологических материалов путем регистрации флуоресцентного сигнала от нанокристалла по п.1 или 2.
10. Способ обнаружения биологических материалов путем регистрации сочетания флуоресцентного сигнала и сигнала ЭПР от парамагнитных ионов, введенных в нанокристаллы по п.1 или 2.
11. Способ обнаружения биологических материалов путем построения изображений биологических материалов с помощью флуоресцентной или ЭПР микроспектроскопии или их сочетания от нанокристаллов по п.1 или 2.
Гидроксамат глицина
Фиг. 2
ΝΗ2
Активированные аминокислоты, пептиды, полипептиды
Р Р
Фиг. 3
- 5 007105
Оптическое или СВЧ-электромагнитное излучение
Флуоресцентный сигнал или
Фиг. 4
Сигнал электронного парамагнитного резонанса
Вещество, которое Нанокристаллический зонд возможно определить
Мечение клеток с помощью квантовых элементов
Фагоцитоз водорастворимой формы наночастиц моноцитами
Водорастворимые квантовые элементы !
Моноциты, обработанные квантовыми элементами; обычные изображения ΐ
Моноциты, обработанные квантовыми элементами: флуоресцентные изображения
Фиг. 5а
- 6 007105
Представление топоизомеразы I ДНК человека в §19 клетках насекомых в системе бакуловируса, полученное для соединений вторичных антител с квантовыми элементами диаметром 4 нм Точки-пятна лизатов клеток насекомых, инфицированных рекомбинантным бакуловирусным переносчиком инфекции с геном топоизомеразы I ДНК человека. Вторичные антитела (поликлональные иммуноглобулины, Сигма) были восстановлены 2-меркаптоэтиламином (Р1егсе), конъюгированным с квантовыми элементами, и использованы для определения в разбавлениях 1:100 (1), 1:200 (2), 1:300 (3), 1:400 (4), 1:500 (5) и 1:1000 (6)
Фиг. 5 б
Электрофорез геля полиакриламида (слева) и Вестерн-блот (справа) лизата клеток §19 насекомых, представляющее топоизомеразу I ДНК человека в системе бакуловируса
Вестерн-блот был обработан специфичными по отношению к первичной изомеразе I антителами, а затем соединениями квантовых элементов диаметром 4 нм со вторичными антителами
Топоизомераза I ДНК человека
EA200300866A 2001-03-09 2001-03-09 Сверхчувствительные неизотопные водорастворимые нанокристаллы EA007105B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2001/000478 WO2002073155A1 (en) 2001-03-09 2001-03-09 Ultrasensitive non-isotopic water-soluble nanocrystals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200300866A1 EA200300866A1 (ru) 2004-06-24
EA007105B1 true EA007105B1 (ru) 2006-06-30

Family

ID=11004067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200300866A EA007105B1 (ru) 2001-03-09 2001-03-09 Сверхчувствительные неизотопные водорастворимые нанокристаллы

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20040105973A1 (ru)
EP (2) EP1366347B8 (ru)
AT (1) ATE448474T1 (ru)
DE (1) DE60140486D1 (ru)
EA (1) EA007105B1 (ru)
ES (1) ES2340251T3 (ru)
WO (1) WO2002073155A1 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6207392B1 (en) 1997-11-25 2001-03-27 The Regents Of The University Of California Semiconductor nanocrystal probes for biological applications and process for making and using such probes
AU2003303090A1 (en) 2002-08-16 2004-08-13 University Of Massachusetts Pyridine and related ligand compounds, functionalized nanoparticulate composites and methods of preparation
FR2862955B1 (fr) * 2003-12-02 2006-03-10 Commissariat Energie Atomique Nanocristaux inorganiques a couche de revetement organique, leur procede de preparation, et materiaux constitues par ceux-ci.
US20060240227A1 (en) * 2004-09-23 2006-10-26 Zhijun Zhang Nanocrystal coated surfaces
US7368086B2 (en) * 2004-10-29 2008-05-06 Invitrogen Corporation Functionalized fluorescent nanocrystals, and methods for their preparation and use
US20110129944A1 (en) * 2005-01-17 2011-06-02 Agency For Science, Technology And Research Water-soluble nanocrystals and methods of preparing them
GB2470131B (en) * 2005-04-25 2011-02-16 Univ Arkansas Doped semiconductor nanocrystals and methods of making same
CN101203761A (zh) * 2005-05-04 2008-06-18 新加坡科技研究局 含有聚合涂覆剂的新型水溶性纳米晶及其制备方法
FR2957460B1 (fr) * 2010-03-12 2013-08-09 Thales Sa Solutions colloidales de materiaux moleculaires et composites elabores a partir de ces solutions

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5756825A (en) * 1992-09-08 1998-05-26 Safavy; Ahmad Hydroxamic acid-based bifunctional chelating compounds
US5922537A (en) * 1996-11-08 1999-07-13 N.o slashed.AB Immunoassay, Inc. Nanoparticles biosensor
US6251303B1 (en) * 1998-09-18 2001-06-26 Massachusetts Institute Of Technology Water-soluble fluorescent nanocrystals
WO2000017103A2 (en) * 1998-09-18 2000-03-30 Massachusetts Institute Of Technology Inventory control
US6426513B1 (en) * 1998-09-18 2002-07-30 Massachusetts Institute Of Technology Water-soluble thiol-capped nanocrystals
US6468808B1 (en) 1998-09-24 2002-10-22 Advanced Research And Technology Institute, Inc. Water-soluble luminescent quantum dots and biomolecular conjugates thereof and related compositions and method of use
WO2000027365A1 (en) * 1998-11-10 2000-05-18 Biocrystal Limited Functionalized nanocrystals and their use in detection systems
WO2000028598A1 (en) * 1998-11-10 2000-05-18 Biocrystal Limited Methods for identification and verification
WO2000028089A1 (en) 1998-11-10 2000-05-18 Biocrystal Limited Functionalized nanocrystals and their use in labeling for strand synthesis or sequence determination
US6261779B1 (en) 1998-11-10 2001-07-17 Bio-Pixels Ltd. Nanocrystals having polynucleotide strands and their use to form dendrimers in a signal amplification system
US6114038A (en) * 1998-11-10 2000-09-05 Biocrystal Ltd. Functionalized nanocrystals and their use in detection systems
US6235540B1 (en) * 1999-03-30 2001-05-22 Coulter International Corp. Semiconductor nanoparticles for analysis of blood cell populations and methods of making same
WO2000068692A1 (en) * 1999-05-07 2000-11-16 Quantum Dot Corporation A method of detecting an analyte using semiconductor nanocrystals
US6939604B1 (en) * 2000-10-19 2005-09-06 Arch Development Corporation Doped semiconductor nanocrystals

Also Published As

Publication number Publication date
US20040105973A1 (en) 2004-06-03
WO2002073155A1 (en) 2002-09-19
DE60140486D1 (de) 2009-12-24
EP2128624A3 (en) 2009-12-16
ATE448474T1 (de) 2009-11-15
EP2128624A2 (en) 2009-12-02
EP1366347B8 (en) 2010-02-03
ES2340251T3 (es) 2010-06-01
EP1366347A1 (en) 2003-12-03
EP1366347B1 (en) 2009-11-11
EA200300866A1 (ru) 2004-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6828142B2 (en) Polynucleotide strands operably linked to nanocrystals functionalized to be water soluble
EP1573325B1 (en) Particles
JP5254928B2 (ja) ナノ結晶
US8092859B2 (en) Synthesis of highly luminescent colloidal particles
Wu et al. Quantum dot applications endowing novelty to analytical proteomics
US6309701B1 (en) Fluorescent nanocrystal-labeled microspheres for fluorescence analyses
US20060183247A1 (en) Detection method for specific biomolecular interactions using fret between metal nanoparticle and quantum dot
JP2008519108A (ja) 官能化蛍光性ナノ結晶、並びにそれらの調製及び使用方法
US20070275383A1 (en) Novel Hybrid Probes with Heightened Luminescence
JP2003532898A (ja) 生体標識としてのドープ処理されたナノ粒子
WO2005086830A2 (en) Raman-enhancing, and non-linear optically active nano-sized optical labels and uses thereof
JP2005501238A (ja) アフィニティタグで改変された粒子
EA007105B1 (ru) Сверхчувствительные неизотопные водорастворимые нанокристаллы
Liu et al. Nanovehicles based bioassay labels
KR101622239B1 (ko) 광변색성 물질과 형광물질이 결합되어 있는 실리카 나노입자 및 그 제조방법
Miao et al. Construction of biomolecular sensors based on quantum dots
US20060263897A1 (en) Nanoparticles for detecting analytes
US11401463B2 (en) Luminescent particles based on rare earth elements and use thereof as a diagnostic agent
KR20230039483A (ko) 자성-광학 복합기능 나노입자

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY KZ