JP2019194581A - 多層ナノワイヤ複合体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図2Aに示すように、バーコード(barcode)形態の鉄/金(Fe/Au)多層ナノワイヤ110の合成は、一つのめっき槽でパルス電気めっき(pulsed electrodeposition)法によって行われた。めっき槽に使用される脱イオン水基盤の溶液は前駆体である硫酸鉄七水化物(iron sulfate heptahydrate (FeSO47H2O、0.16 M)、ジシアノ金( I )酸カリウム(potassium dicyanoaurate (I)、K[Au(CN)2]、0.01 M)、そして緩衝剤であるホウ酸(boric acid、 H3BO3、 0.80 M)を含む。
多層ナノワイヤ110の表面処理は、アミノ基とカルボキシ基を両端に同時に有している11−アミノウンデカン酸(11−aminoundecanoic acid)を第2金属(鉄)に追加することによって構成される。11-アミノウンデカン酸は両端にアミノ基とカルボキシル基を有する。具体的には、11-アミノウンデカン酸をリン酸緩衝液に6 mMで溶解させる。その後、1 mLのリン酸緩衝液に分散された多層ナノワイヤ110とアミノウンデカン酸溶液1 mLを1:1の割合で混ぜる。この後、混合溶液を常温で8時間以上シェーカ(shaker)で混合させる。11-アミノウンデカン酸のアミノ基は、第2金属(鉄)の表面に付着する。反応終了後、遠心分離機を用いた洗浄法を用いて残余物を除去する。
異種の2つの抗体をそれぞれ前記多層ナノワイヤ110の他の部位に修飾するために2つの化学反応を用いた。免疫物質検知用抗体(第1抗体)の表面にチオール基(thiol’s group)を修飾するために、2−イミノチオラン(2−iminothiolane、 traut’s reagent)を2 mg/mLの濃度で溶液を作製する。以後、この溶液から50μLを取り出し、免疫物質検知用抗体(第1抗体)50μLと混合する。常温で2時間反応した後、スピン脱塩カラム(spin desalting columns)を用いて洗浄する。
免疫細胞捕集用抗体(第2抗体)124を第2金属(鉄)に選択的修飾過程を進行する。この場合、免疫細胞捕集用抗体124 30μL、EDC(1−ethyl−3−(−3−dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride)0.4mL、sulfo NHS(sulfo−N−hydroxysulosuccccside)0.5mlを多層ナノワイヤ溶液と混合して2時間常温でシェーカで反応させる。チオール基が先に修飾された免疫物質検知用抗体(第1抗体)を優先的に第1金属(金)に反応させる過程によって、2回目の修飾過程を経る免疫細胞捕集用抗体(第2抗体)立場から立体障害(steric hindrance)を誘発する。したがって、立体障害は、免疫細胞捕集用抗体(第2抗体)が第2金属(鉄)に選択的に付着することにおいて決定的な役割を果たす。免疫細胞捕集用抗体(第2抗体)は蛍光体126を含む。前記蛍光体はBV421(商標名)である。
フィコール・ハイパック密度勾配遠心分離法(Ficoll−Hypaque density gradient centrifugation)を用いて末梢血中の末梢血単核細胞を分離する。ナノワイヤ複合体100の免疫細胞捕集用抗体(第2抗体)が結合する特定免疫細胞の捕集効率は、フローサイトメトリで分析する。このために、CD8陽性T細胞(CD8+ T cells)を捕集するためのCD8分子に対する第2抗体(免疫細胞捕集用抗体)を結合させたナノワイヤ複合体100を末梢血単核細胞と混合して、摂氏4度で1時間反応させる。
ナノワイヤ複合体100にインターフェロン−γ(IFN−γ)を定量分析して、免疫物質検知感度を測定した。ナノワイヤ複合体100の量を687.5ngで固定させた後、免疫物質であるIFN−γの量を調節した後、IFN−γをナノワイヤ複合体溶液に混合して、常温で2時間抗原抗体反応を誘導させる。ナノワイヤ複合体100の第1抗体(IFN−γ検知用抗体)は、免疫物質であるIFN−γと反応する。
112 第1金属
114 第2金属
122 高分子
124 第2抗体
126 蛍光体
134 第1抗体
137 補助抗体
138 補助蛍光体
Claims (20)
- 第1金属及び第2金属が交互に積層された多層ナノワイヤを調製する段階と、
両端にカルボキシル基とアミノ基を有する高分子を前記第2金属に付着する段階と、
前記多層ナノワイヤの前記第1金属にチオール基(thiol’s group)で処理された第1抗体を付着する段階と、
前記第2金属に前記高分子のカルボキシル基を通して前記第2抗体を付着する段階と、を含み、
前記第2抗体は蛍光体を含むことを特徴とする免疫物質検知ナノワイヤ複合体の製造方法。 - 前記第1金属は金であり、
前記第2金属はFe、Ni、Coのうち少なくとも一つを含む強磁性材料であることを特徴とする請求項1に記載の免疫物質検知ナノワイヤ複合体の製造方法。 - 両端にカルボキシル基とアミノ基を有する高分子は、エチル基又はポリエチレングリコールに連結されることを特徴とする請求項1に記載の免疫物質検知ナノワイヤ複合体の製造方法。
- 両端にカルボキシル基とアミノ基を有する高分子は、11−アミノウンデカン酸(11−aminoundecanoic acid)であることを特徴とする請求項3に記載の免疫物質検知ナノワイヤ複合体の製造方法。
- 前記チオール基(thiol’s group)の処理は、前記高分子のアミノ基と反応できる2−Iminothiolane又はSATA(N−succinimidyl−S−acetylthioacetate)を用いて行われることを特徴とする請求項4に記載の免疫物質検知ナノワイヤ複合体の製造方法。
- 前記第1抗体は、前記第2抗体より先に反応させることを特徴とする請求項1に記載の免疫物質検知ナノワイヤ複合体の製造方法。
- 前記第2抗体は、EDC(1−ethyl−3−(−3−dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride)、そしてsulfo NHS(sulfo−N−hydroxysulfosuccinimide)と混合された後、前記高分子に結合することを特徴とする請求項5に記載の免疫物質検知ナノワイヤ複合体の製造方法。
- 前記多層ナノワイヤの前記第1金属の厚さは20nmないし50nmであり、
前記多層ナノワイヤの前記第2金属の厚さは20nmないし50nmであることを特徴とする請求項1に記載の免疫物質検知ナノワイヤ複合体の製造方法。 - 第1金属及び第2金属が交互に積層された多層ナノワイヤと、
前記第2金属に付着され、両端にカルボキシル基とアミノ基を有する高分子と、
前記多層ナノワイヤの前記第1金属にチオール基(thiol’s group)で処理されたあと付着された第1抗体と、
前記第2金属に前記高分子のカルボキシル基を通して付着された前記第2抗体と、を含み、
前記第2抗体は蛍光体を含むことを特徴とする免疫物質検知ナノワイヤ複合体。 - 前記第1抗体は、免疫物質及び第1補助抗体とサンドイッチ結合し、
前記第1補助抗体は補助蛍光体を含み、
前記第2抗体は免疫細胞と結合し、
前記第2抗体の蛍光体は外部光の提供を受けて第1蛍光を提供し、
前記第1抗体の補助蛍光体は、前記第2抗体の蛍光体の第1蛍光の提供を受けて第2蛍光を提供することを特徴とする請求項9に記載の免疫物質検知ナノワイヤ複合体。 - 前記第1金属は金であり、
前記第2金属はFe、Ni、Coのうち少なくとも一つを含む強磁性材料であることを特徴とする請求項9に記載の免疫物質検知ナノワイヤ複合体。 - 両端にカルボキシル基とアミノ基を有する高分子は、エチル基又はポリエチレングリコールに連結されることを特徴とする請求項9に記載の免疫物質検知ナノワイヤ複合体。
- 両端にカルボキシル基とアミノ基を有する高分子は、11−アミノウンデカン酸(11−aminoundecanoic acid)であることを特徴とする請求項9に記載の免疫物質検知ナノワイヤ複合体。
- 前記多層ナノワイヤの前記第1金属の厚さは20nmないし50nmであり、
前記多層ナノワイヤの前記第2金属の厚さは20nmないし50nmであることを特徴とする請求項9に記載の免疫物質検知ナノワイヤ複合体。 - 第1金属及び第2金属が交互に積層された多層ナノワイヤ、前記第1金属に付着された第1抗体、及び前記第2金属に付着された高分子、蛍光体を含み、前記高分子に付着された第2抗体を含むナノワイヤ複合体を調製する段階と、
免疫細胞を含む免疫細胞溶液を調製する段階と、
前記ナノワイヤ複合体と前記免疫細胞溶液を混合して第1混合溶液を生成し、前記免疫細胞と前記第2抗体を反応させる段階と、
補助蛍光体を含む第1補助抗体を前記ナノワイヤ複合体と前記免疫細胞溶液が混合された混合溶液に投入して第2混合溶液を生成し、前記免疫細胞が放出した免疫物質、第1抗体、及び第1補助抗体をサンドイッチ結合させる段階と、
励起光を第2混合溶液に照射して前記蛍光体を発光させ、前記蛍光体の発光による前記補助蛍光体の発光を検出する段階と、を含むことを特徴とする免疫物質検知方法。 - 前記第1抗体とサンドイッチ結合しない前記第1補助抗体を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の免疫物質検知方法。
- 前記免疫細胞と前記第2抗体が反応しないナノワイヤ複合体を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の免疫物質検知方法。
- 前記免疫細胞はCD8陽性T細胞であり、
前記免疫物質はIFN−γであることを特徴とする請求項15に記載の免疫物質検知方法。 - 前記第1金属は金であり、
前記第2金属はFe、Ni、Coのうち少なくとも一つを含む強磁性材料であることを特徴とする請求項15に記載の免疫物質検知方法。 - 両端にカルボキシル基とアミノ基を有する高分子は、エチル基又はポリエチレングリコールに連結されることを特徴とする請求項15に記載の免疫物質検知方法。
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