JPWO2022250055A5 - ナノ粒子体、およびその製造方法 - Google Patents

ナノ粒子体、およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2022250055A5
JPWO2022250055A5 JP2023523489A JP2023523489A JPWO2022250055A5 JP WO2022250055 A5 JPWO2022250055 A5 JP WO2022250055A5 JP 2023523489 A JP2023523489 A JP 2023523489A JP 2023523489 A JP2023523489 A JP 2023523489A JP WO2022250055 A5 JPWO2022250055 A5 JP WO2022250055A5
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nanoparticle
group
nanoparticle body
body according
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2023523489A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2022250055A1 (ja
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority claimed from PCT/JP2022/021270 external-priority patent/WO2022250055A1/ja
Publication of JPWO2022250055A1 publication Critical patent/JPWO2022250055A1/ja
Publication of JPWO2022250055A5 publication Critical patent/JPWO2022250055A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Description

本発明はかかる課題に鑑みて為されものである。すなわち、本発明は、金属粒子表面上に安定的に固定された薄膜を形成することで、検出安定性により優れるナノ粒子体を提供することを主たる目的とする。より具体的には、本発明の主たる目的は、被験物質を確実に捕捉し、蛍光物質の消光を十分に抑制し、かつ複合体における金属粒子間距離を減少させて、検出感度により優れるナノ粒子体を提供することにある。
[作用機序]
本実施形態に係るナノ粒子体は、検出安定性により優れる。特定の理論に拘束されるわけではないが、その理由は以下のように推測される。本実施形態に係るナノ粒子体は、金属ナノ粒子と、金属ナノ粒子の表面を被覆する高分子膜とを含んで成り、高分子膜は、金属ナノ粒子の表面との間に硫黄原子を介した結合部位、正帯電性、および疎水性基からなる群より選択された少なくとも1つを含む。よって、高分子膜は、金属ナノ粒子の表面と比較的強い結合を形成するため、金属ナノ粒子の表面に安定的に固定される。これにより、高分子膜の金属ナノ粒子表面からの剥離等が防止され、ひいては「金属ナノ粒子表面の露出」、および高分子膜の剥離等に伴う「特異結合物質の脱離」が抑制され、検出感度の低下が抑制される。さらに、高分子膜は、高分子を含んで構成されているため、シリカ層に比べ、化学修飾しやすい。これにより、シリカ層に比べ膜厚を小さくして、複合体における金属粒子間距離を減少させることができる。よって、検出感度を向上させることができる。以上から、本実施形態に係るナノ粒子体は、検出安定性により優れると考えられる。
図2を参照して、高分子膜3を説明する。図2は、図1のA部拡大図であり、ナノ粒子体1の高分子膜3と金属ナノ粒子2の表面との界面付近の拡大断面図である。高分子膜3は、金属ナノ粒子2の表面との間に硫黄原子を介した結合部位3a、正帯電性基3b、および疎水性基3cからなる群より選択される少なくとも1つを含む。より具体的には、高分子膜3は、金属ナノ粒子2の表面との間に硫黄原子を介した結合部位3aと、正帯電性基3bとしての第1級アンモニウム基(-NH )と、疎水性基3cとを含む。結合部位3aは、硫黄原子を介して金属ナノ粒子2の表面と高分子膜3との間を結合する。正帯電性基3bは、負帯電性の金属ナノ粒子2の表面との間に静電結合(イオン結合)bを形成する。疎水性基3cは、金属ナノ粒子2の表面と疎水結合cを形成する。
-正帯電性基-
正帯電性基は、金属ナノ粒子2の表面と強い静電結合を形成する。正帯電性基は、本明細書において、1価以上の価数を有し、完全に正に電離した基である。高分子膜3を構成する高分子に含まれる複数の正帯電性基3bを考慮した場合、正帯電性基3bは、下記の数式(1):
Figure 2022250055000001
[式(1)中、pKaは高分子膜3を構成する高分子3Aに含まれる電気的に中性な基であって、正に帯電すれば、正帯電性基(より具体的には、第1級アンモニウム基(-NH )等)3bとなり得る基(以下、電気的中性基とも称する)(より具体的には、第1アミノ基(-NH)等)のpKaを示し、pHは被験物質を検出する環境(より具体的には、検体等)のpHを示し、Bは高分子3Aに含まれる電気的中性基を示し、BH は高分子3Aに含まれる正帯電性基3bを示す]
で表されるpKaが7以上である基をいう。つまり、正帯電性基3bは、高分子膜3を構成する高分子3Aの電気的中性基および正帯電性基3bとが被験物質を検出する環境(例えば、pHおおよそ6~8の検体)中で、下記の化学平衡式(2):
Figure 2022250055000002
で表される平衡状態を形成している場合であって、正帯電性基の濃度([BH])が電気的中性基の濃度([B])に比べ10倍以上大きい基をいう。
芳香族環状基としては、例えば、芳香族炭素環基、および芳香族複素環基が挙げられる。芳香族炭素環基は、芳香族複素環を含まず、環員原子がすべて炭素原子である芳香族環を含む基である。芳香族炭素環基としては、例えば、アリール基(より具体的には、フェニル基等)およびアリールアルキル基(より具体的には、ベンジル基等)が挙げられる。芳香族複素環基は、環員原子の少なくとも1つがヘテロ原子(より具体的には、酸素原子、硫黄原子および窒素原子等)である芳香環を含む基である。芳香族複素環基としては、例えば、含窒素芳香族複素環基(より具体的には、イミダゾイル基およびピリジル基(ピリジニル基)等)、含硫黄芳香族複素環基、含酸素芳香族複素環基が挙げられる。
脂肪族環状基は、芳香族環を含まず、非芳香族環からなる環状基を含む基である。脂肪族環状基としては、例えば、脂肪族炭素環基および脂肪族複素環基が挙げられる。脂肪族炭素環基は、環員原子がすべて炭素原子である非芳香族環を含む基であり、例えば、シクロアルキル基が挙げられる。脂肪族複素環基は、環員原子の少なくとも1つがヘテロ原子である非芳香環を含む基である。
脂肪族鎖状基は、芳香環および非芳香環を含まない鎖状(より具体的には、直鎖状および分岐鎖状)の基である。脂肪族鎖状基としては、例えば、脂肪族炭素鎖基(より具体的には、アルキル基およびアルキレン基等)および脂肪族ヘテロ鎖基が挙げられる。
ナノ抗体は、例えば、VHH(variable domain of heavy chain antibody)抗体、Fab(Fragment Antigen Binding)抗体およびそれらの変異体である。VHH抗体は、単一ドメイン抗体である。変異体は、抗原に対する特異結合性を有する範囲内で、アミノ酸配列の一部を組み換えた抗体または置換基を導入した抗体である。ナノ抗体は、好ましくはVHH抗体である。ナノ抗体がVHH抗体であると、VHH抗体は比較的体積が小さいため、複合体における2つの金属ナノ粒子2間の距離(離隔距離)を狭め、近接場をより効率的に形成し、蛍光強度をさらに増大させることができる。
(溶媒)
溶媒には、ナノ粒子体に加えてポリアニオン系高分子が含まれる。溶媒は、例えば、水性溶媒を含む。水性溶媒は、少なくとも水(より具体的には、純水)を含んで成る。水性溶媒としては、例えば、水(純水)、水と有機溶媒とを含む混合溶媒、および塩成分が溶解している溶媒(より具体的には、緩衝液等)である。前記有機溶媒は、水と混和する有機溶媒であり、例えば、アルコール(より具体的には、メタノール、エタノールおよびプロパノール等)、ならびにテトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、およびジメチルスルホキシドからなる群より選択される少なくとも1種である。
リンカーは、例えば、ポリアルキレンエーテル鎖、およびアルキル鎖からなる群より選択される少なくとも1種を含む。ポリアルキレンエーテル鎖およびアルキル鎖は、リンカー部の一部であってもよく、全てであってもよい。ポリアルキレンエーテル鎖としては、例えば、ポリアルキレンオキシ基(より具体的には、ポリエチレンオキシ基等)である。アルキル鎖としては、例えば、アルキレン基(より具体的には、-プロピレン基、n-ブチレン基等)である。
本実施形態では、金属ナノ粒子12,22の表面を被覆する膜が高分子膜13,23であるため、蛍光強度を増大させることができる。その理由は以下のように推測される。金属ナノ粒子12,22の表面を被覆する膜が高分子膜13,23であり、高分子膜13,23は、無機酸化物を含む無機膜に比べ、比較的高い柔軟性を有する。このため、複合体40において、高分子膜13,23が収縮することができ、これにより2つの金属ナノ粒子12,22が高分子膜の膜厚2つ分(高分子膜13の膜厚+高分子膜23の膜厚)に相当する距離よりも近接することが可能となる。つまり、金属ナノ粒子12,22の表面を被覆する膜が高分子膜13,23であるため、離隔距離Lは、高分子膜の膜厚2つ分未満となり得る。これにより、プラズモン増強効果が得やすく、蛍光強度がより増大する。なお、本明細書において、「高分子膜の膜厚2つ分」における高分子膜の膜厚とは、離隔距離の対象となる収縮した部分の高分子膜13,23の膜厚ではなく、離隔対象とならない収縮していない部分の高分子膜13,23の膜厚(例えば、後述する図15のT )である。
(製造例2)
製造例1の銀ナノ粒子(nanocomposix製「AGCB80-1M」,直径80nm,OD455=0.1)の分散液1mLを金ナノ粒子(SigmaAldrich製「753610-25ml」,直径20nm,OD520=0.1)の分散液1mLに変更した以外は製造例1と同様にして高分子膜3で被覆された金ナノ粒子2の分散液(以下、被覆金ナノ粒子分散液とも称する)を調製した。高分子膜3は、金ナノ粒子2の表面に硫黄原子を介した結合部位3a、正帯電性基(第1級アンモニウム基)3b、および疎水性基(ピリジル基(ピリジニル基))3cを有する。得られた金ナノ粒子2のSEM画像(倍率500,000倍)を作成し、金ナノ粒子2の表面が高分子膜3によって連続的に被覆されていることが確認された。また、SEM画像から金ナノ粒子2の高分子膜の膜厚は、8.64nm(期待値M)±0.58nm(標準偏差σ,測定数n=6)であり、膜厚のばらつき(σ/M)は4.36%であった(図9(b)参照)。
図11(a)~(b)に示すように、銀ナノ粒子(粒子径80nm)および金ナノ粒子(粒子径20nm)のゼータ電位は、いずれもマイナス電位にピークを有し、そのゼータ電位の度数分布全体がマイナス電位の範囲にほぼおさまる形状を有していた。このため、高分子膜3で被覆されていない金属ナノ粒子2の表面は、負帯電していることが確認された。
図10(a)~(b)に示すように、高分子膜3でその表面が被覆された、銀ナノ粒子(粒子径80nm)および金ナノ粒子(粒子径20nm)のゼータ電位は、いずれもプラス電位にピークを有し、そのゼータ電の度数分布全体がプラス電位の範囲にほぼおさまる形状を有していた。このため、高分子膜3で被覆された金属ナノ粒子2の表面(すなわち、高分子膜3の表面)は、正帯電していることが確認された。
図10~図11の結果から、金属ナノ粒子2の表面と、高分子膜3とは対となる帯電性を有することが確認された。よって、高分子膜3で被覆された金属ナノ粒子2では、金属ナノ粒子2の表面と高分子膜3とが静電結合を形成することが強く示唆された。
(蛍光物質-被覆金属ナノ粒子混合系)
蛍光物質16,26としての塩化トリス(2,2’-ビピリジル)ルテニウム(II)六水和物(Tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(II)Chloride Hexsahydrate)(東京化成工業株式会社 T1655))のジメチルスルホキシド溶液(濃度10mg/ml)5μLに、製造例2の被覆金ナノ粒子分散液を添加して混合し混合液を調製した。混合液をマイクロプレートに入れた。測定容器を蛍光光度計(TECANジャパン株式会社製「infinite M200 PRO」)に配置して、蛍光スペクトルを測定した。測定条件は、励起光の波長430nm、検出波長470~700nmであった。被覆金ナノ粒子分散液の添加量(60μL,120μL,180μL,および240μL)を変化させて、蛍光スペクトルを測定した。その結果を図12(a)に示す。
(蛍光物質-非被覆金属ナノ粒子混合系)
製造例2の被覆金ナノ粒子分散液を金ナノ粒子(SigmaAldrich社製「753610-25ml」,直径20nm,OD520=0.1)の分散液(以下、非被覆金ナノ粒子分散液とも称する)に変更した以外は同様にして、蛍光物質-高分子膜で被覆されていない金ナノ粒子混合系(以下、蛍光物質-非被覆金属ナノ粒子混合系とも称する)の蛍光スペクトルを測定した。測定結果を図12(b)に示す。
(蛍光標識VHH抗体への架橋剤の結合)
次いで、蛍光物質標識VHH抗体にNHS-ビピリジルジスルフィド架橋剤としての3-(2-ピリジルジチオ)プロピオンアミド-PEG4-NHS(東京化成工業株式会社製「NHS-PEG4-SPDP」)をモル比で8倍当量加え、室温および1時間の条件で小型回転培養機(タイテック株式会社製「RT-30mini」)を用いて攪拌し、混合した。その結果、蛍光物質およびSPDPリンカーが結合したVHH抗体(以下、SPDPリンカーが結合した蛍光標識VHH抗体とも称する)を得た。
[表面プラズモン励起増強蛍光分光免疫測定法による被験物質の検出]
得られたナノ粒子体のリン酸塩緩衝溶液に被験物質としてのC Reactive Protein(ADVY CHEMICAL社製「00-AGN-AP-CRP-00」)(以下、CRP抗原とも称する)を添加し、室温および5分の条件で、小型回転培養機(タイテック株式会社製「RT-30mini」)を用いて攪拌して、サンドイッチ型の複合体を含む測定試料(OD455=0.4)を調製した。また、被験物質を添加しなかったこと以外は測定試料と同様にしてブランク試料を調製した。
-蛍光物質-
蛍光物質をAlexa Fluor 430 carboxylic acid, succinimidyl ester(invitrogen社製「A10169」)から[化]の化学式:
Figure 2022250055000003
で表されるNHS標識Ru錯体誘導体(東京化成工業株式会社製「Ruthenium(II)tris(Bipyridyl)-C5-NHS ester」)に変更した。
-架橋剤-
蛍光標識VHH抗体への架橋剤(NHS-ビピリジルジスルフィド架橋剤)を3-(2-ピリジルジチオ)プロピオンアミド-PEG4-NHS(東京化成工業株式会社製「NHS-PEG4-SPDP」)から3-(2-ピリジルジチオ)プロピオンアミド-PEG4-NHS(Thermo Fisher SCIENTIFIC社製 製品番号「26128」、「NHS-PEG4-SPDP」)に変更した。
(複合体の調製)
実施例2のナノ粒子体のリン酸緩衝液に被験物質としてのC Reactive Protein(ADVY CHEMICAL社製「00-AGN-AP-CRP-00」)を添加し、室温および5分の条件で小型回転培養機(タイテック株式会社製「RT-30mini」)を用いて攪拌して、サンドイッチ型の複合体を含む測定試料を調製した。実施例2のナノ粒子体は、上述のように、金属ナノ粒子の表面を被覆する高分子膜を有していた。この高分子膜を構成する高分子は、その側鎖の末端に正帯電性基としての第1級アンモニウム基と、疎水性基としてのピリジル基と、金属ナノ粒子の表面との間に硫黄原子を介した結合部位とを有していた。
(SEM画像の撮像)
走査型電子顕微鏡(株式会社日立ハイテク製「Regulus8220」)を用いて、得られた実施例2の測定試料中の複合体のSEM画像(倍率100K倍)を撮像した。図15に、実施例2のナノ粒子体を用いて調製した複合体のSEM画像を示す。図15に示すように得られたSEM画像において、複合体におけるナノ粒子体の金属ナノ粒子間の離隔距離L と、前記ナノ粒子体の金属ナノ粒子体間以外の高分子膜の厚みT とを測定し、比較した。なお、高分子膜の厚みT は、離隔距離の対象ではない収縮していない部分の高分子膜の厚みであった。
その結果、離隔距離L は、高分子膜の厚み2つ分に相当する厚み(T ×2)よりも小さかった。このため、実施例2のナノ粒子体組成物で調製した複合体では、高分子膜が収縮し、複合体の2つの金属ナノ粒子が高分子膜の厚み2つ分(T ×2)に相当する離隔距離よりも近接していることが分かった。これにより、プラズモン増強効果がさらに得られ、蛍光強度がさらに増大していることが強く示唆された。
図21(a)~(b)に示すように、サイズの度数分布は、洗浄処理回0回では100nm付近に1つのピークを有する形状であり、洗浄処理回数2回(2回洗浄処理組成物)では100nmより大きい領域にピークを有し、ブロード化した形状であった。このように洗浄処理によって度数分布のピークがサイズのより大きい側にシフトし、かつ度数分布がブロード化した結果から、0回、2回と洗浄処理回数が増加するにつれて、サイズが増加した測定対象物が生じたものと考えられる。つまり、図23(a)図23(b)、図23(c)および図23(d)に示すように、溶媒(より具体的には、純水)による洗浄処理によって、ナノ粒子体を取り囲むポリアニオン系高分子の数が徐々に減少することで、会合体間の静電的斥力が作用しにくくなり、ナノ粒子体同士が凝集して凝集体が生成し、そのサイズが徐々に増加していることを強く示唆している(参照:図23(a)から23()に変化)。なお、図23では、ナノ粒子体における特異結合物質および蛍光物質を便宜上、省略している。
[高分子膜の収縮性]
(複合体の調製)
作製したナノ粒子体組成物の分散液35μLに対してリン酸緩衝液(富士フイルム和光純薬株式会社製「PBS-T」)65μLおよび被験物質としてのC Reactive Protein(ADVY CHEMICAL社製「00-AGN-AP-CRP-00」)(以下、CRP抗原とも称する)を添加し、室温および5分の条件で小型回転培養機(タイテック株式会社製「RT-30mini」)を用いて攪拌して、サンドイッチ型の複合体を含む測定試料を調製した。
本発明に係る実施形態はまた、以下の態様を含む。
[1]
金属ナノ粒子と、該金属ナノ粒子の表面を被覆する高分子膜と、該高分子膜の表面に結合された、検体中の被験物質と特異的に結合するナノサイズの特異結合物質とを含んで成り、
前記高分子膜が、前記金属ナノ粒子の表面との間に硫黄原子を介した結合部位、正帯電性基、および疎水性基からなる群より選択される少なくとも1つを含む、ナノ粒子体。
[2]
前記高分子膜を構成する高分子が、その側鎖に前記結合部位、前記正帯電性基、および前記疎水性基からなる群より選択される少なくとも1つを含む、[1]に記載のナノ粒子体。
[3]
前記高分子膜が、前記硫黄原子を介した前記結合部位を少なくとも含む、[1]または[2]に記載のナノ粒子体。
[4]
前記高分子膜が、前記正帯電性基を少なくとも含む、[1]~[3]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[5]
前記正帯電性基は、第1級アンモニウム基、第2級アンモニウム基、第3級アンモニウム基、第4級アンモニウム基およびグアニジル基(-NHC(=NH )NH )からなる群より選択される少なくとも1種である、[4]に記載のナノ粒子体。
[6]
前記高分子膜が、前記疎水性基を少なくとも含む、[1]~[5]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[7]
前記疎水性基は、芳香族環状基、脂肪族環状基、および脂肪族鎖状基からなる群より選択される少なくとも1種である、[6]に記載のナノ粒子体。
[8]
前記高分子膜を構成する高分子が、側鎖としてジスルフィド結合を含む部位を有する、[1]~[7]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[9]
前記ジスルフィド結合を含む部位が前記正帯電性基を有する、[3]または[4]に従属する[8]に記載のナノ粒子体。
[10]
前記ジスルフィド結合を含む部位が前記疎水性基を有する、[5]または[6]に従属する[8]に記載のナノ粒子体。
[11]
前記高分子膜の膜厚は、1nm~10nmである、[1]~[10]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[12]
プラズモン励起蛍光分析に用いるナノ粒子体である、[1]~[11]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[13]
前記特異結合物質がナノ抗体である、[1]~[12]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[14]
前記特異結合物質がVHH抗体である、[1]~[13]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[15]
前記金属ナノ粒子が金または銀を含んで成る、[1]~[14]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[16]
前記高分子膜の表面および前記特異結合物質の少なくとも一方に、蛍光物質が標識されている、[1]~[15]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[17]
前記ナノ粒子体として第1ナノ粒子体と第2ナノ粒子体とが含まれ、
前記第1ナノ粒子体は、前記金属ナノ粒子としての第1金属ナノ粒子と、前記高分子膜としての第1高分子膜と、前記特異結合物質としての第1特異結合物質とを含み、
前記第2ナノ粒子体は、前記金属ナノ粒子としての第2金属ナノ粒子と、前記高分子膜としての第2高分子膜と、前記特異結合物質としての第2特異結合物質とを含み、
蛍光物質は、前記第1高分子膜および前記第2高分子膜、ならびに前記第1特異結合物質および前記第2特異結合物質のうちの少なくとも1つに標識されている、[1]~[16]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[18]
前記第1ナノ粒子体と前記第2ナノ粒子体とが前記被験物質を介して結合された複合体を形成する、[17]に記載のナノ粒子体。
[19]
前記被験物質が、血液、血漿、尿、または唾液である前記検体に由来する被験物質である、[18]に記載のナノ粒子体。
[20]
前記複合体において、前記第1ナノ粒子体と前記第2ナノ粒子体との間に前記蛍光物質が位置づけられている、[18]または[19]に記載のナノ粒子体。
本発明に係る実施形態はまた、以下の態様を含む。
[1]
金属ナノ粒子と、該金属ナノ粒子の表面を被覆する高分子膜と、蛍光物質とを含んで成り、
前記蛍光物質は、前記金属ナノ粒子の表面に標識されており、
前記高分子膜が前記金属ナノ粒子の表面との間に硫黄原子を介した結合部位を含む、ナノ粒子体。
[2]
前記高分子膜を構成する高分子が、その側鎖に前記結合部位を含む、[1]に記載のナノ粒子体。
[3]
前記蛍光物質は、前記金属ナノ粒子の表面との間に硫黄原子を介した結合部位を含む、[1]または[2]に記載のナノ粒子体。
[4]
前記高分子膜に結合された、検体中の被験物質と特異的に結合する特異結合物質をさらに含んで成る、[1]~[3]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[5]
前記高分子膜が、正帯電性基および疎水性基からなる群より選択される少なくとも1つをさらに含む、[1]~[4]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[6]
前記高分子膜を構成する高分子が、その側鎖に前記正帯電性基および前記疎水性基からなる群より選択される少なくとも1つをさらに含む、[5]に記載のナノ粒子体。
[7]
前記高分子膜が、前記正帯電性基を少なくとも含み、
前記正帯電性基は、第1級アンモニウム基、第2級アンモニウム基、第3級アンモニウム基、第4級アンモニウム基およびグアニジル基(-NHC(=NH )NH )からなる群より選択される少なくとも1種である、[5]に記載のナノ粒子体。
[8]
前記高分子膜が、前記疎水性基を少なくとも含み、
前記疎水性基は、芳香族環状基、脂肪族環状基および脂肪族鎖状基からなる群より選択される少なくとも1種である、[5]に記載のナノ粒子体。
[9]
前記高分子膜の膜厚は、1nm~10nmである、[1]~[8]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[10]
プラズモン励起蛍光分析に用いるナノ粒子体である、[1]~[9]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[11]
前記特異結合物質が、ナノ抗体、リガンド、酵素および核酸鎖からなる群より選択される少なくとも1つである、[4]に従属する[5]~[10]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[12]
前記特異結合物質が、VHH抗体、断片化抗体およびそれらの変異体からなる群より選択される少なくとも1つのナノ抗体である、[4]に従属する[5]~[11]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[13]
前記金属ナノ粒子が金または銀を含んで成る、[1]~[12]のいずれか1に記載のナノ粒子体。
[14]
前記ナノ粒子体として第1ナノ粒子体と第2ナノ粒子体とが含まれ、
前記第1ナノ粒子体は、前記金属ナノ粒子としての第1金属ナノ粒子と、前記高分子膜としての第1高分子膜とを含み、
前記第2ナノ粒子体は、前記金属ナノ粒子としての第2金属ナノ粒子と、前記高分子膜としての第2高分子膜とを含み、
前記蛍光物質は、前記第1金属ナノ粒子の表面および前記第2金属ナノ粒子の表面の少なくとも1つに標識されている、[1]~[13]のいずれか1つに記載のナノ粒子体。
[15]
前記第1ナノ粒子体と前記第2ナノ粒子体とが被験物質を介して結合された複合体を形成する、[14]に記載のナノ粒子体。
[16]
前記被験物質が、血液、血漿、尿、または唾液である検体に由来する被験物質である、[15]に記載のナノ粒子体。
[17]
前記複合体において、前記第1ナノ粒子体と前記第2ナノ粒子体との間に少なくとも前記蛍光物質が位置づけられている、[15]または[16]に記載のナノ粒子体。
[18]
蛍光物質がジスルフィド結合を介して結合する高分子と、金属ナノ粒子とを混合して、前記蛍光物質を前記金属ナノ粒子の表面に標識しつつ、かつ前記金属ナノ粒子の表面に高分子膜を形成する工程を含んで成る、ナノ粒子体の製造方法。
本発明に係る実施形態はまた、以下の態様を含む。
[1]
ナノ粒子体と、該ナノ粒子体を含む溶媒とを含んで成るナノ粒子体組成物であって、
前記ナノ粒子体は、金属ナノ粒子と、該金属ナノ粒子の表面を被覆する被覆膜と、該被覆膜の表面または前記金属ナノ粒子の表面に結合し、検体中の被験物質と特異的に結合する特異結合物質とを有し、
前記溶媒には、前記ナノ粒子体に加えてポリアニオン系高分子が含まれる、ナノ粒子体組成物。
[2]
前記ポリアニオン系高分子は、カルボン酸塩基、硫酸塩基、スルホン酸塩基、硝酸塩基、リン酸塩基、およびホウ酸塩基からなる群より選択される少なくとも1種のアニオン性基を有する、[1]に記載のナノ粒子体組成物。
[3]
前記ポリアニオン系高分子は、ポリグルタミン酸、ヘパリン、ポリアスパラギン酸、ポリアクリル酸およびそれらの塩、ならびにDNAからなる群より選択される少なくとも1種である、[1]または[2]に記載のナノ粒子体組成物。
[4]
前記被覆膜は、
無機酸化物を含む無機膜、または
前記金属ナノ粒子の表面との間に硫黄原子を介した結合部位、正帯電性基、および疎水性基からなる群より選択される少なくとも1つを含む高分子膜
である、[1]~[3]のいずれか1つに記載のナノ粒子体組成物。
[5]
前記被覆膜は前記高分子膜であり、
前記高分子膜を構成する高分子は、側鎖の末端に前記硫黄原子を介した結合部位、前記正帯電性基、および前記疎水性基からなる群より選択される少なくとも1つを有する、[4]に記載のナノ粒子体組成物。
[6]
前記特異結合物質はナノ抗体である、[1]~[5]のいずれか1つに記載のナノ粒子体組成物。
[7]
前記特異結合物質は、ポリアルキレンエーテル鎖、およびアルキル鎖からなる群より選択される少なくとも1種で架橋されている、[1]~[6]のいずれか1つに記載のナノ粒子体組成物。
[8]
前記ナノ粒子体の個々の粒子体を取り囲むように、前記ポリアニオン系高分子が存在する、[1]~[7]のいずれか1つに記載のナノ粒子体組成物。
[9]
前記溶媒は水性溶媒を含む、[1]~[8]のいずれか1つに記載のナノ粒子体組成物。
[10]
前記ポリアニオン系高分子と、前記ナノ粒子体との会合体を含む、[1]~[9]のいずれか1に記載のナノ粒子体組成物。
[11]
プラズモン励起蛍光分析に用いるナノ粒子体である、[1]~[10]のいずれか1つに記載のナノ粒子体組成物。
[12]
前記金属ナノ粒子が金または銀を含んで成る、[1]~[11]のいずれか1に記載のナノ粒子体組成物。
[13]
前記被覆膜の表面および前記特異結合物質の少なくとも一方に、蛍光物質が標識されている、[1]~[12]のいずれか1つに記載のナノ粒子体組成物。
[14]
前記ナノ粒子体として第1ナノ粒子体と第2ナノ粒子体とが含まれ、
前記第1ナノ粒子体は、前記金属ナノ粒子としての第1金属ナノ粒子と、前記被覆膜としての第1被覆膜と、前記特異結合物質としての第1特異結合物質とを含み、
前記第2ナノ粒子体は、前記金属ナノ粒子としての第2金属ナノ粒子と、前記被覆膜としての第2被覆膜と、前記特異結合物質としての第2特異結合物質とを含み、
蛍光物質は、前記第1被覆膜および前記第2被覆膜、ならびに前記第1特異結合物質および前記第2特異結合物質の少なくとも1つに標識されている、[1]~[13]のいずれか1つに記載のナノ粒子体組成物。
[15]
前記第1ナノ粒子体と前記第2ナノ粒子体とが前記被験物質を介して結合された複合体を形成する、[14]に記載のナノ粒子体組成物。
[16]
前記複合体において、前記第1ナノ粒子体と前記第2ナノ粒子体との間に前記蛍光物質が位置づけられている、[15]に記載のナノ粒子体組成物。
[17]
前記被験物質が、血液、血漿、尿、または唾液に由来する被験物質である、[1]~[16]のいずれか1つに記載のナノ粒子体組成物。

Claims (23)

  1. 金属ナノ粒子と、該金属ナノ粒子の表面を被覆する高分子膜と、該高分子膜の表面に結合された、検体中の被験物質と特異的に結合するナノサイズの特異結合物質とを含んで成る、ナノ粒子体。
  2. 前記高分子膜が、前記金属ナノ粒子の表面との間に硫黄原子を介した結合部位、正帯電性基、および疎水性基からなる群より選択される少なくとも1つを含む、請求項1に記載のナノ粒子体。
  3. さらに、蛍光物質を含んで成り、
    前記蛍光物質は、前記金属ナノ粒子の表面、前記高分子膜の表面および前記特異結合物質からなる群より選択される少なくともいずれかに標識されている、請求項2に記載のナノ粒子体。
  4. 前記蛍光物質は、前記金属ナノ粒子の表面に標識されており、
    前記蛍光物質は、前記金属ナノ粒子の表面との間に硫黄原子を介した結合部位を含む、請求項3に記載のナノ粒子体。
  5. 前記高分子膜を構成する高分子が、その側鎖に前記結合部位、前記正帯電性基、および前記疎水性基からなる群より選択される少なくとも1つを含む、請求項2または3に記載のナノ粒子体。
  6. 前記高分子膜が、前記硫黄原子を介した前記結合部位を少なくとも含む、請求項2または3に記載のナノ粒子体。
  7. 前記高分子膜が、前記正帯電性基を少なくとも含む、請求項2または3に記載のナノ粒子体。
  8. 前記正帯電性基は、第1級アンモニウム基、第2級アンモニウム基、第3級アンモニウム基、第4級アンモニウム基およびグアニジル基(-NHC(=NH )NH)からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項7に記載のナノ粒子体。
  9. 前記高分子膜が、前記疎水性基を少なくとも含む、請求項2または3に記載のナノ粒子体。
  10. 前記疎水性基は、芳香族環状基、脂肪族環状基、および脂肪族鎖状基からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項9に記載のナノ粒子体。
  11. 前記高分子膜を構成する高分子が、側鎖としてジスルフィド結合を含む部位を有する、請求項2または3に記載のナノ粒子体。
  12. 前記高分子膜を構成する高分子が、側鎖としてジスルフィド結合を含む部位を有し、
    前記ジスルフィド結合を含む部位が前記正帯電性基を有する、請求項7に記載のナノ粒子体。
  13. 前記高分子膜を構成する高分子が、側鎖としてジスルフィド結合を含む部位を有し、
    前記ジスルフィド結合を含む部位が前記疎水性基を有する、請求項9に記載のナノ粒子体。
  14. 前記高分子膜の膜厚は、1nm~10nmである、請求項2または3に記載のナノ粒子体。
  15. プラズモン励起蛍光分析に用いるナノ粒子体である、請求項2または3に記載のナノ粒子体。
  16. 前記特異結合物質が、ナノ抗体、リガンド、酵素および核酸鎖からなる群より選択される少なくとも1つである、請求項2または3に記載のナノ粒子体。
  17. 前記特異結合物質が、VHH抗体、断片化抗体およびそれらの変異体からなる群より選択される少なくとも1つのナノ抗体である、請求項2または3に記載のナノ粒子体。
  18. 前記金属ナノ粒子が金または銀を含んで成る、請求項2または3に記載のナノ粒子体。
  19. 前記ナノ粒子体として第1ナノ粒子体と第2ナノ粒子体とが含まれ、
    前記第1ナノ粒子体は、前記金属ナノ粒子としての第1金属ナノ粒子と、前記高分子膜としての第1高分子膜と、前記特異結合物質としての第1特異結合物質とを含み、
    前記第2ナノ粒子体は、前記金属ナノ粒子としての第2金属ナノ粒子と、前記高分子膜としての第2高分子膜と、前記特異結合物質としての第2特異結合物質とを含み、
    蛍光物質は、前記第1金属ナノ粒子の表面および前記第2金属ナノ粒子の表面、前記第1高分子膜および前記第2高分子膜、ならびに前記第1特異結合物質および前記第2特異結合物質のうちの少なくとも1つに標識されている、請求項2または3に記載のナノ粒子体。
  20. 前記第1ナノ粒子体と前記第2ナノ粒子体とが前記被験物質を介して結合された複合体を形成する、請求項19に記載のナノ粒子体。
  21. 前記被験物質が、血液、血漿、尿、または唾液である前記検体に由来する被験物質である、請求項19に記載のナノ粒子体。
  22. 蛍光物質をさらに含んで成り、
    前記第1ナノ粒子体と前記第2ナノ粒子体とが前記被験物質を介して結合された複合体において、前記第1ナノ粒子体と前記第2ナノ粒子体との間に前記蛍光物質が位置づけられている、請求項19に記載のナノ粒子体。
  23. 蛍光物質がジスルフィド結合を介して結合する高分子と、金属ナノ粒子とを混合して、前記蛍光物質を前記金属ナノ粒子の表面に標識しつつ、かつ前記金属ナノ粒子の表面に高分子膜を形成する工程を含んで成る、ナノ粒子体の製造方法。
JP2023523489A 2022-05-24 ナノ粒子体、およびその製造方法 Pending JPWO2022250055A5 (ja)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021089468 2021-05-27
JP2021089524 2021-05-27
JP2021147949 2021-09-10
JP2022014218 2022-02-01
JP2022014357 2022-02-01
JP2022014361 2022-02-01
PCT/JP2022/021270 WO2022250055A1 (ja) 2021-05-27 2022-05-24 ナノ粒子体、その製造方法およびナノ粒子体を含むナノ粒子体組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2022250055A1 JPWO2022250055A1 (ja) 2022-12-01
JPWO2022250055A5 true JPWO2022250055A5 (ja) 2024-03-05

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. A “turn-on” fluorescent receptor for detecting tyrosine phosphopeptide using the surface imprinting procedure and the epitope approach
JP4665762B2 (ja) 非特異吸着を抑制した基材表面
Wang et al. Functional biointerfaces based on mixed zwitterionic self-assembled monolayers for biosensing applications
Van Andel et al. Highly specific binding on antifouling zwitterionic polymer-coated microbeads as measured by flow cytometry
WO2022250055A1 (ja) ナノ粒子体、その製造方法およびナノ粒子体を含むナノ粒子体組成物
US10598658B2 (en) Reduced graphene oxide-based biosensor and use thereof
Bagbi et al. Immunosensor based on nanocomposite of nanostructured zirconium oxide and gelatin-A
Sathish et al. Air plasma-enhanced covalent functionalization of poly (methyl methacrylate): high-throughput protein immobilization for miniaturized bioassays
Han et al. Zwitterion and oligo (ethylene glycol) synergy minimizes nonspecific binding of compact quantum dots
Piletsky et al. A novel assay format as an alternative to ELISA: MINA test for biotin
Dembele et al. Zwitterionic silane copolymer for ultra-stable and bright biomolecular probes based on fluorescent quantum dot nanoclusters
Riley et al. Short-chained oligo (ethylene oxide)-functionalized gold nanoparticles: realization of significant protein resistance
Markov et al. Controlled engineering of oxide surfaces for bioelectronics applications using organic mixed monolayers
JP2003329686A (ja) 発光性微粒子
Behera et al. Ligand exchange on MoS2 nanosheets: applications in array-based sensing and drug delivery
US11261204B2 (en) Composition for substrate surface modification and method using the same
WO2020113361A1 (zh) 一种功能化黑磷/金复合材料及其应用
JPWO2022250055A5 (ja) ナノ粒子体、およびその製造方法
US20240288431A1 (en) Functionalized nanoparticles
Charlton et al. TIRF microscopy as a screening method for non-specific binding on surfaces
EP4220160A1 (en) Base material for manufacturing sensor for analyzing detection object, sensor for analyzing detection object, and method for analyzing detection object
Chaudhary et al. Hierarchical structure of molybdenum disulfide-reduced graphene oxide nanocomposite for the development of a highly efficient serotonin biosensing platform
WO2023234034A1 (ja) 被覆金属基材およびその製造方法、被覆金属基材を含む複合体、ならびに被覆金属基材を製造するための高分子
WO2023243490A1 (ja) ナノ粒子体、ナノ粒子体を含む複合体、ならびにナノ粒子体に含まれる高分子膜の形成方法
Le et al. Compact quantum dots for quantitative cytology