WO2013072213A2 - Nanoparticules coeur-coquille métal-silice, procédé de fabrication et dispositif de test par immunochromatographie comprenant de telles nanoparticules - Google Patents

Nanoparticules coeur-coquille métal-silice, procédé de fabrication et dispositif de test par immunochromatographie comprenant de telles nanoparticules Download PDF

Info

Publication number
WO2013072213A2
WO2013072213A2 PCT/EP2012/071855 EP2012071855W WO2013072213A2 WO 2013072213 A2 WO2013072213 A2 WO 2013072213A2 EP 2012071855 W EP2012071855 W EP 2012071855W WO 2013072213 A2 WO2013072213 A2 WO 2013072213A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nanoparticles
shell
silica
range
core
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/071855
Other languages
English (en)
Other versions
WO2013072213A3 (fr
Inventor
Cyrille GAUTIER
Lynda Si-Ahmed
Original Assignee
Metalor Technologies International Sa
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 Metalor Technologies International Sa filed Critical Metalor Technologies International Sa
Priority to KR1020147015643A priority Critical patent/KR20140092390A/ko
Priority to JP2014541602A priority patent/JP2015507078A/ja
Priority to US14/358,154 priority patent/US20140308756A1/en
Priority to EP12783974.4A priority patent/EP2780710A2/fr
Priority to CN201280056008.9A priority patent/CN103988081A/zh
Publication of WO2013072213A2 publication Critical patent/WO2013072213A2/fr
Publication of WO2013072213A3 publication Critical patent/WO2013072213A3/fr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054—Nanosized particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054—Nanosized particles
    • B22F1/0547—Nanofibres or nanotubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054—Nanosized particles
    • B22F1/056—Submicron particles having a size above 100 nm up to 300 nm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/16—Metallic particles coated with a non-metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/17—Metallic particles coated with metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • 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
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54346—Nanoparticles
    • 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
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/551—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being inorganic
    • G01N33/552—Glass or silica
    • 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
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/551—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being inorganic
    • G01N33/553—Metal or metal coated
    • 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
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/558—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor using diffusion or migration of antigen or antibody
    • 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
    • G01N33/585—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with a particulate label, e.g. coloured latex
    • G01N33/587—Nanoparticles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the present invention relates to core-shell nanoparticles comprising at least one core composed of at least one first metal material based on at least one metal having a plasmon resonance in the field selected from the field of the ultraviolet, the visible range and the near infrared region, and a silica shell, said silica comprising functional groups.
  • the present invention also relates to an immunochromatography test device using such nanoparticles.
  • the present invention also relates, in particular as an intermediate product, to core-shell nanoparticles comprising a core composed of at least a first metallic material based on at least one metal having a plasmon resonance in the field chosen from the the ultraviolet region, the visible range and the near-infrared region, and a metal shell made of a second material based on at least one metal having a plasmonic resonance in the domain selected from the ultraviolet domain, the field visible and the near infrared domain, said second material being different from the first material.
  • the invention also relates to methods of making such nanoparticles. State of the art
  • metal nanoparticles have optical properties that are particularly advantageous for the field of immunochromatographic diagnostics.
  • gold colloids are commonly used as a marker or label in rapid immunochromatographic tests such as pregnancy tests, diagnosis of cancers, viral infections, endocrine disorders or consumption of narcotics.
  • Immunochromatographic tests are based on the capillary migration of nano or microparticles along a membrane in the presence of the tested sample (urine, blood, plasma, saliva, serum, industrial efflux, etc.).
  • the particles are conjugated beforehand with an antibody specific for the antigen sought.
  • the conjugate forms a complex (particle-antibody-antigen) therewith.
  • the complex migrates on the membrane to the test line.
  • the complex is then captured by the test line where a second antibody specific for the antigen and the complex is immobilized.
  • a positive result is the visualization of a colored line formed by the immobilization of the complex.
  • An internal control validates the test.
  • the labels commonly used are nanoparticles of latex or silica colored (or fluorescent), nanoparticles of semiconductor materials (quantum dots) or spherical nanoparticles of precious metals (gold and silver). These labels must meet different criteria: ⁇ have a significant coloring power so as to detect a low concentration of virus; • different colors for the simultaneous analysis of several molecules on the same strip;
  • Colored or fluorescent latex or glass nanoparticles owe their coloration or fluorescence to organic pigments or fluorophores inserted inside and / or on the surface of these particles.
  • These labels suffer from two major drawbacks.
  • the pigment or fluorophore molecules are not always covalently attached to the particle and are gradually released by the particle. This results in a decrease in the coloring power of the particles and may decrease the signal-to-noise ratio of the test.
  • the majority of organic pigments and fluorophores are highly apolar. As a result, they decrease the solubility of the particles and complicate particle-antibody conjugation reactions.
  • the optical properties of metal nanoparticles are mainly dependent on the resonance of their surface plasmons. This phenomenon is dependent on the size, shape and environment of the nanoparticles.
  • the phenomenon of plasmonic resonance is described by Mie's theory (Jain, P. K., Lee, K. S .;
  • Spherical gold nanoparticles having a diameter of 40 nm are commonly used in immunochromatographic assays. These particles exhibit a strong red coloration caused by the resonance of the surface plasmons with the electromagnetic wave at a wavelength of about 520 nm.
  • the absorption cross section of spherical gold nanoparticles having a diameter of 40 nm is 5 orders greater in magnitude than organic pigments. These particles therefore have a high coloring power.
  • Anisotropic gold nanoparticles such as nanoparticles have a coloration that is dependent on the aspect ratio (RA, length / width).
  • Gold rods of different colors can be synthesized using the methods described by Nikoobakht (Nikoobakht, B. El-Sayed, MA Chem Mater 2003, 15, 1957-1962) and Park (Park, K. Vaia, RA Advanced Materials 2008, 20, 3882-3886).
  • the gold rods have higher absorption and light scattering coefficients than spherical gold nanoparticles (Jain, PK, Lee, KS, El-Sayed, IH; Sayed, MAJ Phys Chem B 2006, 10, 7238-7248).
  • Sticks have two advantages over spheres.
  • a fine control of the RA makes it possible to produce nanobistons of different colors which make it possible to carry out tests in multiplexing.
  • the coloring power of rods is greater than that of spheres of the same volume which can make immunochromatographic tests more sensitive if other conditions are met. These other conditions are, for example, high purity, good stability, reactivity with the antibodies and good migration during elution.
  • Gold-anti-HER2 stick conjugate was evaluated for immunochromatographic analysis of HER2 protein (Venkataramasubramani, M, Tang, L., McGoron, AJ, Li, C., Lin; C, Magjarevic, R. IFMBE Procceding 2009, 24, 199-202).
  • Silver nanoparticles have even higher extinction coefficients than gold nanoparticles (Thompson, DG, Enright, A, Faulds, K., Smith, WE, Graham, D. Analytical Chemistry, 2008). , 80, 2805-2810).
  • silver nanoparticles are good candidates as a label for immunochromatographic diagnosis because visual or spectrometric analysis can be done at lower concentrations and even more so if these particles are anisotropic.
  • silver is much less used because silver nanoparticles are unstable and syntheses of anisotropic silver nanoparticles do not allow to obtain sufficiently monodisperse particles.
  • the gold rods serve as seeds in an alkaline condition (pH> 8) and in the presence of cetrimonium bromide (CTAB) or a mixture CTAB - hexadecyl dimethyl benzyl ammonium chloride (BDAC) (Park, K Vaia, RA Advanced Materials 2008, 20, 3882-3886), silver nitrate and ascorbic acid.
  • CTAB cetrimonium bromide
  • BDAC hexadecyl dimethyl benzyl ammonium chloride
  • Yang adds a glycine buffer to stabilize the Ag + ions and avoid the precipitation of AgBr (Huang, C.C., Yang, Z .; Chang, H.-T. Langmuir 2004, 20, 6089-6092; Yang, Z Lin, Y.-W, Tseng, W.-L .;
  • Gold-silica-shell-gold-silica mesoporous-silver particles described by Wang Wang (Wang, G .; Chen, Z .; Chen, L. Nanoscale, 3, 1756-1759) are also known. However, the silver layer of these particles is not protected by the silica layer, which greatly complicates the adhesion of organosilanes.
  • Gold nanobits are also known coated with a mesoporous silica layer used as biosensor molecule nanosensors based on the resonance of localized surface plasmons.
  • Gold-silver-silica core-shell nanoparticles described by Chen Cho (Chen, X., Liu, H., Zhou, X., Hu, J., Nanoscale Royal) are also known.
  • US Application 2010/150828 discloses core-shell nanoparticles or silica. This document mentions that it is possible to conjugate silica-coated gold nanoparticles with specific functional groups. However, no indication is given on the type of grouping or on the methods allowing the functionalization of the surface of the silica layer. The few examples of surfactant described for stabilizing a metal particle can not bind covalently to the silica.
  • An object of the present invention is therefore to overcome these disadvantages, by proposing core-shell metal-silica nanoparticles, and more particularly gold-silica nanoparticles for manufacturing immunochromatography test devices having an improved sensitivity compared to existing devices.
  • Another object of the present invention is to provide core-shell-shell metal-metal-silica nanoparticles, and more particularly gold-silver-silica nanoparticles for manufacturing immunochromatography test devices having an improved sensitivity by compared to existing devices.
  • Another object of the present invention is to provide stable core-shell metal-silica nanoparticles, providing good dispersion over a wide pH range without agglomeration.
  • a heart-shell nanoparticle comprising at least one core composed of at least a first metallic material based on at least one metal having a plasmonic resonance in the domain selected from the ultraviolet domain, the visible domain and the near infrared domain, and a silica shell, said silica comprising functional groups.
  • the silica comprises on its surface, covalently bonded, stabilizing agents of said nanoparticle.
  • the present invention also relates to a process for manufacturing such core-shell nanoparticles, said process comprising:
  • the present invention also relates to the use of such heart-shell nanoparticles as a marker of a biological molecule in an immunochromatography test device.
  • the present invention also relates to a core-shell nanoparticle comprising a core composed of at least a first metallic material based on at least one metal having a plasmonic resonance in the range selected from the range of the ultraviolet, the visible domain and the near-infrared domain, and a metal shell made of a second material based on at least one metal having a plasmonic resonance in the domain selected from the field of the ultraviolet, the visible domain and the domain the near infrared, said second material being different from the first material, the metal shell being stabilized by a halide-free surfactant.
  • the present invention also relates to a method for producing a stable suspension of such core-shell nanoparticles, said process comprising: the preparation of core-shell nanoparticles comprising a core composed of at least a first metallic material based on at least one metal having a plasmonic resonance in the range chosen from the range of the ultraviolet, the visible range and the near-infrared domain, and a metal shell made of a second material based on at least one metal having a plasmon resonance in the range selected from the range of the ultraviolet, the visible range and the near-infrared range, said second material being different from the first material, by forming a layer of the second material around the nanoparticles of the first material in the presence of surfactants having a halide counterion,
  • the present invention also relates to an immunochromatographic test device for the detection of at least one analyte, comprising analyte-specific binding agents, said binding agents being labeled with nanoparticles, wherein the nanoparticles comprise at least one core composed of at least a first metallic material based on at least one metal having a plasmon resonance in the range selected from the range of the ultraviolet, the visible range and the near infrared range, and a silica shell, said silica comprising functional groups.
  • FIG. 1 represents UV-visible spectra of gold-silver core-shell nanoparticles stabilized according to the invention by a surfactant without halide in comparison with nanoparticles stabilized with a surfactant having a halide counterion;
  • FIGS. 2a and 2b show TEM images of heart-shell-shell gold-silver-silica nanoparticles prepared according to example 3 corresponding to the invention and FIG. 2c represents a TEM image of core-shell-shell nanoparticles.
  • FIG. 3 represents the zeta potential of particles according to Examples 6 and 7 as a function of the pH.
  • the present invention relates first of all to core-shell nanoparticles comprising at least one core composed of at least one first metal material based on at least one metal having a plasmon resonance in the field selected from the field of the ultraviolet, the visible range and the near-infrared range, and a silica shell.
  • Said first metal material is preferably selected from the group comprising gold, silver, copper, palladium, platinum, rhodium, and mixtures thereof.
  • the nanoparticle forming the heart of the heart-shell nanoparticles according to the invention may have a shape selected from the spherical or cylindrical form.
  • the diameter of the nanoparticle forming the core is preferably between 1 and 100 nm.
  • the dimensions and distributions are varied.
  • the width of the rod may be between 1 nm and 200 nm, and preferably between 1 nm and 30 nm, and the length of the rod may be between 2 nm and 400 nm, and preferably between 10 nm and 100 nm with ratios. aspect ratio (RA, length / width) of between 1 and 7.
  • RA, length / width aspect ratio
  • Such spheres and rods are prepared according to methods well known to those skilled in the art.
  • the heart of the core-shell nanoparticles according to the invention is a gold nanoparticle, and more particularly a gold nanoparticle in the form of a stick.
  • the core-shell nanoparticle described above may further comprise a metal intermediate shell made of a second material based on at least one metal having a plasmon resonance in the field. selected from the field of the ultraviolet, the visible domain and the near infrared domain, said second material being different from the first material used for the heart.
  • the intermediate shell is silver.
  • the core of the nanoparticles is gold and the intermediate shell is silver.
  • the metal intermediate shell may have a thickness, homogeneous or not, between 1 nm and 200 nm, and preferably less than 100 nm.
  • the silica shell may have a thickness, homogeneous or not, between 1 nm and 300 nm and preferably between 10 nm and 200 nm.
  • the thickness of the silica shell is greater than 10 nm so as to avoid a change in coloration of the label due to a change in the refractive index of the environment close to the metal particle or due to interparticle coupling of surface plasmons.
  • the thickness of the silica shell is less than 200 nm so as to avoid too rapid settling of the particles and poor migration on the test membrane.
  • the silica may be porous or dense.
  • the silica constituting the shell comprises functional groups.
  • the functional group modifying the silica is capable of generating an interaction with a biological molecule. More particularly, said functional groups modifying silica are capable of being conjugated to a biological molecule which is an analyte-specific binding or recognition agent. Preferably, the functional groups allow the conjugation of antibodies specific for an antigen to be detected.
  • Such functional groups are, for example, amine, imine, urea, hydrazine, maleimide, isocyanate, thiol, disulfide, carboxylic acid, acid anhydride, nitrile, N-hydroxysuccinimide ester, N-hydroxysuccinimide ester functions, epoxide, imidoester, phosphonic acid, hydroxyl, aldehyde, ketone, activated hydrogen, azide or alkyne.
  • the silica comprises on its surface, covalently bonded, stabilizing agents of said nanoparticle.
  • the stabilizing agents are chosen to be chemically inert during a coupling reaction or conjugation of the nanoparticle with a biological molecule.
  • said stabilizing agents are charged and / or polar chains making it possible to avoid the agglomeration of the nanoparticles or conjugates either by maintaining a strongly negative zeta potential or by steric hindrance.
  • the chemically inert polar chains may be organic chains comprising a low or high pKa ionizable moiety retaining negative and positive charge over a wide pH range, respectively.
  • the weak pKa moieties are preferred because silanol moieties carried by the silica are negatively charged over a wide pH range.
  • the grafting of positive group neutralizes the negative charges of the silica surface and causes an agglomeration of the particles.
  • low pKa moieties are methylphosphonates and sulfonates.
  • Quaternary amines are examples of high pKa moieties.
  • Nonionizable polar chains can also be used.
  • polyether chains such as polyethylene glycol are effective against the agglomeration of the nanoparticles according to the invention.
  • said functional groups and said stabilizing agents are respectively from organosilanes capable of graft onto the silica. More particularly, according to the present invention, there is used a mixture of organosilanes comprising, besides said functional groups or said stabilizing agents, one or more hydrolyzable functions allowing the condensation of the organosilane on the silica shell.
  • the hydrolysable functions are, for example, mono-, di- or tri-alkoxysilanes, mono-, di- or tri-acethoxysilanes, mono-, di- or trichlorosilanes or organosilanes already hydrolysed, such as mono, di or tri-silanols. .
  • the organosilanes have in addition to their hydrolysable functions, one or more functional groups or one or more stabilizing agents.
  • the present invention also relates to a method for manufacturing the core-shell nanoparticles described above, said method comprising:
  • the grafting of the functional groups and stabilizing agents on the silica is carried out by condensation reaction of organosilanes carrying said functional groups and organosilanes carrying said stabilizing agents.
  • the hydrolysis and condensation of the organosilanes are made in solution in a polar or apolar solvent and catalyzed by a base or an acid.
  • the reaction temperature can also influence the reaction.
  • the choice of solvent or solvent mixture as well as the pH of the solution is optimized so as to selectively condense the organosilanes on the silica surface by avoiding the formation of silica gel that is difficult to separate from the functionalized particles.
  • the choice of the rod ratios / organosilanes and organosilanes chemically active / inert organosilane are optimized so as to respectively functionalize the silica shell to the maximum and to obtain a good compromise between the colloidal stability and the reactivity during the conjugation reactions.
  • organosilanes having only one hydrolyzable function such as trimethylmethoxysilane or trimethylchlorosilane can be used to passivate the surface.
  • Non-grafted organosilane excesses may be removed for example by centrifugation, ultrafiltration, dialysis, distillation, extraction or chromatography (exchange or exclusion).
  • the method for manufacturing nanoparticles according to the invention comprises, prior to the formation of the silica shell, a step of forming the a metallic intermediate shell made of a second material based on at least one metal having a plasmon resonance in the range selected from the range of the ultraviolet, the visible range and the near infrared range, said second material being different from first material, in the presence of surfactants having a halide counterion.
  • a surfactant is, for example, cetrimonium bromide (CTAB).
  • the silver layer is deposited according to methods described in the literature.
  • Silver nitrate is selectively reduced on the surface of the nanoparticles constituting the heart.
  • Other silver salts may be used, for example silver sulphate or silver citrate.
  • Ascorbic acid is used as a reducing agent.
  • the rate of reduction is controlled by the pH of the solution.
  • the pH is increased by adding a basic solution such as a solution of soda or ammonia.
  • Other weak reducing molecules such as hydroquinone, glucose and citric acid can also be used as reducing agent.
  • the nanoparticles are stabilized by the CTAB or a CTAB / BDAC mixture
  • the spherical gold (silver) nanoparticles exhibit a plasmon band of between 500 (400) and 560 (560) nm approximately.
  • the wavelength of the plasmon band depends on the size of the particle. This wavelength increases with the diameter of the particle.
  • the gold nanopartoons exhibit two plasmonic bands, the longitudinal plasmon band and the lateral plasmon band, which respectively correspond to the collective oscillation of the electrons along and perpendicular to the main axis of the rods.
  • a third so-called hybrid plasmonic band appears at about 380 nm.
  • the wavelengths of the longitudinal and lateral plasmonic bands decrease more and more as the thickness of the silver layer increases.
  • the intensity of the three plasmonic bands increases with the thickness of the silver layer. It is possible to create a multitude of heart-shell gold-silver particles by changing the size of the heart as well as the thickness of the silver layer. It is thus possible to obtain a wide range of labels for immunochromatographic diagnostics with different shades of brown, red, orange, blue and green, for example.
  • the process for producing nanoparticles according to the invention further comprises a step of adding halide-free surfactants to replace the surfactants having a counterion halide, and the elimination surfactants having a halide counterion.
  • the surfactant without halide may be a cationic surfactant agent, anionic or nonionic.
  • a cationic surfactant without halide is for example selected from the group comprising cetrimonium nitrate, cetrimonium hydroxide, hexadecyl-dimethyl-benzyl ammonium nitrate, cetrimonium sulfate, hexadecyl sulfate dimethyl benzyl ammonium, cetrimonium phosphate, hexadecyl dimethyl benzyl ammonium phosphate.
  • a nonionic surfactant without halide is for example selected from the group consisting of Triton® X-100, nonaethylene glycol monododecyl ether, N-nonanoyl-N-methylglucamine, Nonidet® P40, nonyl ⁇ -D- glucopyranoside, octaethylene glycol monododecyl ether.
  • An anionic surfactant without halide is sodium dodecyl sulphate.
  • a cationic surfactant is used.
  • the concentration of surfactant without halide is preferably between 1 mM and 0.1 M.
  • This process makes it possible in particular to selectively cover the nanoparticles having a silver intermediate shell with a homogeneous silica layer, without the addition of generally used precursors (silane, citrate, PVP, polyelectrolyte, enzyme or gelatin).
  • these non-halogenated surfactants preferably cationic, confer good colloidal stability, good stability against the oxidation of the silver layer and are sufficiently vitreophilic to allow the formation of a homogeneous and selective layer of silica.
  • the surfactant having a counterion halide used in the formation of the intermediate metal shell is substituted by the surfactant without halide by centrifugation, ultrafiltration, extraction, dialysis or cold precipitation.
  • the replacement of the surfactant agent having a halide counterion with a halide-free surfactant agent makes it possible to prevent oxidation of the intermediate layer, and more specifically of the silver layer.
  • this step eliminates excess reagents such as ascorbic acid, silver salt introduced during the formation of the silver layer.
  • the heart-shell nanobots, thus purified, can be stored for several months without any change in optical properties.
  • the core-shell nanobots are stabilized with a halide-free surfactant and can be selectively coated with a homogeneous silica layer in a single step.
  • a preferred method of manufacturing the nanoparticles according to the invention comprises the steps of:
  • intermediate core-shell nanoparticles preferably gold-silver
  • surfactants having a counter-ion halide preferably gold-silver
  • the silica layer has three advantages: (i) It stabilizes the possible intermediate silver layer by protecting it, for example, from the halides contained in the different buffer solutions used during the preparation of the conjugates and the preparation of the immunochromatographic tests. (ii) The silica layer makes it possible to stabilize the coloration of the nanoparticles obtained by keeping the dielectric constant constant on the surface of said nanoparticles and preventing the coupling of the surface plasmons of said nanoparticles when they are too close. The coupling of the plasmonic bands is zero when the distance between two nanoparticles is greater than about 20 nm.
  • silica layer of 10 nm is largely sufficient, (iii)
  • the silanol groups of the silica layer make it possible, as we have seen above, to graft numerous organosilanes offering a wide range of surface chemistry. particularly suitable for the conjugation of biological molecules, and more particularly antibodies.
  • organosilanes are strongly bound to the silica layer whereas the surfactants adsorbed on the surface of the gold colloids used in the state of the art can very easily be exchanged between different particles.
  • the heart-shell and core-shell-shell nanoparticles functionalized and stabilized shells according to the invention with a mixture of organosilanes are particularly suitable for multiplex immunochromatographic tests.
  • the risks of antibody exchange between the different nanoparticle-antibody conjugates are lower with core-shell and core-shell-shell nanoparticles functionalized and stabilized with a mixture of organosilanes according to the invention.
  • the outer layer of silica nanoparticles heart-shell or core-shell-shell offers the possibility of grafting a wide variety of organosilanes such as for example 3-aminopropyl triethoxysilane (APTES) or carboxyethylsilanetriol (CEST).
  • APTES 3-aminopropyl triethoxysilane
  • CEST carboxyethylsilanetriol
  • a high density of carboxylic acid groups causes agglomeration of the particles at acidic pH. This phenomenon is due to the loss of negative charges on the surface during the protonation of carboxylic acids and the hydrogen bonds formed between the acids carried by the particles.
  • too high carboxylic acid density is also problematic in antibody conjugation reactions.
  • amide peptide-type bonds
  • EDC 1-ethyl-3 [3-dimethylaminopropyl] carbodiimide
  • NHS N-hydroxysuccinimide
  • the formation of intermediate activated acids drastically neutralizes the surface charges and causes agglomeration of the particles.
  • An agglomeration problem is also observed during functionalization with APTMS.
  • the surface of the silica and the amino groups of the APTMS carry respectively negative and positive charges. During the APTMS grafting, the charges are neutralized and the zeta potential becomes too low to stabilize the particles which consequently agglomerate.
  • the solution provided by the present invention consisting in using a mixture of functional organosilanes and chemically inert organosilanes as described above, makes it possible to avoid problems of agglomeration during grafting, storage or storage. conjugation of the nanoparticles with an antibody.
  • Functional organosilanes such as, for example, APTMS or CEST allow the adhesion of antibodies whereas the chemically inert organosilanes avoid agglomeration of the nanoparticles or conjugates either by maintaining a strongly negative zeta potential or by steric hindrance.
  • the core-shell nanoparticles according to the invention described above may be used as a marker for a biological molecule in an immunochromatography test device.
  • the present invention also relates, as an intermediate product in particular, to a core-shell nanoparticle comprising a core composed of at least a first metal material based on at least one metal having a plasmonic resonance in the domain selected from the domain. of the ultraviolet, the visible range and the near-infrared range, and a metal shell made of a second material based on at least one metal having a plasmonic resonance in the range selected from the range of the ultraviolet, the visible domain and the near infrared domain, said second material being different from the first material, said metal shell being stabilized by a halide-free surfactant.
  • Such a nanoparticle is used to manufacture a nanoparticle described above comprising an intermediate shell.
  • the surfactant is cationic, anionic or nonionic and corresponds to the halide-free surfactant described above.
  • this halide-free surfactant is selected from the group consisting of cetrimonium nitrate, cetrimonium hydroxide, hexadecyl dimethyl benzyl ammonium nitrate, cetrimonium sulfate, hexadecyl dimethyl sulfate and the like. Benzyl ammonium, cetrimonium phosphate, hexadecyl dimethyl benzyl ammonium phosphate,
  • Triton® X-100 nonaethylene glycol monododecyl ether, N-nonanoyl-N-methylglucamine, Nonidet® P40, nonyl ⁇ -D-glucopyranoside, octaethylene glycol monododecyl ether and sodium dodecyl sulfate.
  • Said nanoparticle forming the core may have a shape selected from the spherical or cylindrical shape, according to the same characteristics as described above.
  • the core is a gold nanoparticle, preferably anisotropic.
  • the metal shell is silver.
  • the nanoparticle, as an intermediate product is a nanoparticle heart-shell gold-silver.
  • the present invention also relates to a method for manufacturing a stable suspension of nanoparticles, such as the nanoparticles described above as an intermediate product, this process comprising:
  • core-shell nanoparticles comprising a core composed of at least a first metallic material based on at least one metal having a plasmonic resonance in the range chosen from the range of the ultraviolet, the visible range and the near-infrared domain, and a metal shell made of a second material based on at least one metal having a plasmon resonance in the range selected from the range of the ultraviolet, the visible range and the near-infrared range, said second material being different from the first material, by forming a layer of the second material around the nanoparticles of the first material in the presence of surfactants having a halide counterion,
  • the surfactant without halide is preferably selected from the group comprising cetrimonium nitrate, cetrimonium hydroxide, hexadecyl-dimethyl-benzyl ammonium nitrate, cetrimonium sulfate, hexadecyl sulphate dimethyl benzyl ammonium, cetrimonium phosphate, hexadecyl dimethyl benzyl ammonium phosphate, Triton X-100, nonaethylene glycol monododecyl ether, N-nonanoyl-N-methylglucamine, Nonidet® P40, nonyl ⁇ -D- glucopyranoside, octaethylene glycol monododecyl ether and sodium dodecyl sulfate, or any other suitable halide-free surfactant.
  • the core-shell nanoparticles thus obtained are purified and can be stored for several months without changing optical properties.
  • the present invention also relates to an immunochromatographic test device for the detection of at least one analyte, comprising analyte-specific binding or recognition agents, said binding or recognition agents being labeled with nanoparticles. conjugated to said recognition agent, said nanoparticles comprising at least one core composed of at least a first metal material based on at least one metal having a plasmonic resonance in the range selected from the range of the ultraviolet, the visible range and the near-infrared region, and a silica shell, said silica comprising functional groups.
  • nanoparticles are used as a label for immunochromatographic diagnostics.
  • label refers to colored materials for detecting the molecule (s) sought (s) following the immobilization of (the) complex (s) on the (the) line (s) test (s) of the immunochromatographic strip.
  • the detection may be visual or use a specialized detection device.
  • the silica further comprises, on its surface, covalently bonded, stabilizing agents of said nanoparticles.
  • the stabilizing agents are chosen to be chemically inert during a coupling reaction or conjugation of the nanoparticles with the binding agents.
  • the functional groups modifying the silica are capable of generating an interaction with the specific binding agents for the analyte.
  • the functional groups and the stabilizing agents are derived from organosilanes capable of grafting onto the silica.
  • the nanoparticle forming the core of the nanoparticles may have a shape selected from the spherical or cylindrical form.
  • the core of the nanoparticles is a gold nanoparticle.
  • the nanoparticles further comprise a metal intermediate shell made of a second material based on at least one metal having a plasmonic resonance in the field selected from the field of the ultraviolet, the field visible and the near-infrared domain, said second material of the intermediate shell being different from the first material constituting the core of the nanoparticles.
  • the intermediate shell is silver.
  • core-shell-shell gold-silver-silica nanoparticles are used.
  • the analyte to be detected is an antigen and the binding agent is an antibody specific for the antigen.
  • the functionalized core-shell or core-shell-shell nanoparticles as well as the functionalized and stabilized core-shell or core-shell-shell nanoparticles according to the present invention can be conjugated chemically or physically with a specific recognition agent to the analyte.
  • the conjugate thus prepared can be used for the qualitative or quantitative detection of the targeted analyte in an immunochromatographic test.
  • the specific binding agents are, for example, monoclonal or polyclonal antibodies carrying one or more molecular recognition sites (paratope) specific for the desired complementary antigen.
  • Other examples of pairs of molecules exhibiting a specific exploitable recognition for the preparation of immunochromatographic tests are the hapten / antigen pairs, ligand / receptor, substrate / enzyme, enzyme inhibitor, carbohydrate / lectin, biotin / avidin (biotin / steptavidin), virus / cell receptor.
  • the conjugation corresponds to the coupling reaction between the label (nanoparticle) and the specific binding agent.
  • the methods of conjugation are varied. Many books and articles describe these conjugation reactions which are known to those skilled in the art.
  • the most common method is the formation of amide from the carboxylic and amine functional groups available on the surface of the label and the specific binding agent.
  • the conjugates described in the present invention can be integrated in the preparation of immunochromatographic tests.
  • the methods for preparing these tests are detailed, for example, in the patent application WO 2008/030546.
  • Gold nanobanks having an RA of 4.2 are prepared according to the method published by Nikoobakht (cited above).
  • a growth solution is prepared by mixing (magnetic stirring) at 27 ° C, 500 mL of an aqueous solution of CTAB (0.2M), 30 mL of an aqueous solution of silver nitrate (4 mM), 500 mL an aqueous solution of tetrachloauric acid (1 mM) and 5.39 mL of an aqueous solution of ascorbic acid (78 mM).
  • Spherical gold nanoparticles are prepared by mixing at 27 ° C, 5 ml of water, 5 ml of an aqueous solution of tetrachloauric acid (1 mM), 10 ml of an aqueous solution of CTAB ( 0.2M) and 0.6 ml of an ice-cold aqueous solution of sodium borohydride (1 mM). A few minutes after adding the borohydride, 1.6 mL of the brown seed solution is added to the growth solution. The solution is stirred magnetically for three hours. The solution slowly becomes brown. Excess reagents are removed by centrifugation and the gold rods are redispersed in a liter of ultra pure water.
  • the nanoconnets heart-shells Au-Ag are prepared by mixing, 1 L of the gold stick solution, 2 ml of an aqueous solution of silver nitrate (0.1 M), 8 ml of a solution aqueous ascorbic acid (0.1 M) and 175 ml of a sodium hydroxide solution (0.01 M). The solution becomes progressively green indicating the formation of the silver shell around the gold rods. 34.64 g of CTAN are dissolved in the solution. The excess reagents are removed by centrifugation and the Au-Ag heart-shell rods are redispersed in 1 L of ultrapure water. The Au-Ag heart-shell nanobag nuts agglomerate irreversibly if the CTAN is not added before centrifugation.
  • Gold nanobistons having an RA of 4.2 are prepared exactly according to the method described in Example 1 (paragraph [0097]).
  • Au-Ag heart-shell nanobots are prepared according to the method described in Example 1 (paragraph [0098]).
  • 36.44 g of CTAB are dissolved in the solution in place of 34.64 g of CTAN before excess reagents are removed by centrifugation and the Au-Ag core-shell rods are redispersed in 1 L of ultrapure water.
  • UV-visible spectra were measured for gold-shell nanobots money suspended for 2 weeks in a solution containing CTAN (curve A), Gold-silver heart-shell nanobanks suspended for 12 hours in a solution containing CTAN and 0.1 M NaBr (curve B) and gold nanobones used as seeds for the preparation of heart-shell gold-silver nanobeads and suspended in the CTAB (curve C).
  • Curve A Gold-silver heart-shell nanobanks suspended for 12 hours in a solution containing CTAN and 0.1 M NaBr
  • gold nanobones used as seeds for the preparation of heart-shell gold-silver nanobeads and suspended in the CTAB
  • the Au-Ag-silica core-shell-shell nanoboxes are prepared according to the method described in Example 3 except that the seeds used are the Au-Ag core-shell nanoboxes prepared according to Comparative Example 2 (suspension in CTAB) and not according to Example 1 (suspension in CTAN). It should be noted that in this comparative example, the pH decreases very rapidly after adjustment to pH 10.5 due to the formation of silver particles or silver oxide.
  • gold-silica core-shell nanoboxes functionalized with carboxylic acids and stabilized with methylphosphonates
  • the gold-silica core-shell nanoboxes prepared according to the method described in Example 5 are functionalized and stabilized according to the process of the invention with a mixture of 3- (trihydroxysilyl) propyl methylphosphonate (THPMP salt 42% in water, Gelest) and carboxyethylsilanetriol (CEST).
  • 54.2 ml of gold-silica core-shell nanoballoons are added to 248 ml of citrate buffer solution (0.1 M, pH 3) in a 500 ml flask equipped with a magnetic bar and a condenser. While stirring, 17.72 mL of THPMP and 0.246 mL of CEST are added before the solution is refluxed for 12 hours. Excess reagents are removed by centrifugation.
  • the nanoconnets heart-gold-silica shells prepared according to the method described in Example 5 are functionalized with carboxyethylsilanetriol (CEST 25% salt solution in water, Gelest).
  • the zeta potentials of the nanoparticles functionalized with the mixture of carboxylic acids and methylphosponates are significantly more negative over the measured pH range.
  • Example 9 Minimum amount of immobilized nanoparticles on the test line to observe a positive signal
  • nanobacco conjugates heart-shell or-silica-goat anti-rabbit IgG according to Example 8 and gold colloids - anti-rabbit goat IgG (British Biocell International) were compared.
  • the minimum number of conjugates immobilized on the test line of an immunochromatographic test and allowing visual detection was determined. Decreasing amounts of conjugates were deposited and then eluted on tabs with a capture line (IgG rabbit).
  • a nitrocellulose membrane having pores of 8 ⁇ and supported by a rigid plastic is cut into strips of 10 mm wide and 80 mm long.
  • 5 ⁇ l of a 1 mg / ml IgG rabbit solution in ultrapure water is deposited at the micropipette 3 cm from the upper edge of each strip.
  • the capture lines are dried for 2 hours and immobilized by immersion in a 0.1% solution of Tween® 20 and 1% polyvinylpyrrolidone (PVP) and then dried a second time for 2 hours.
  • 5 ⁇ l of anti-rabbit IgG nanoparticle-Goat conjugates diluted at decreasing concentrations in a 0.1% solution of Twen® 20 and 1% PVP are deposited at 3 cm from the lower edge of each strip and dried for 2 hours.
  • the strips are placed in a tube containing approximately 0.5 cm of phosphate buffer solution.
  • the conjugates migrate to the immobilization line (rabbit IgG) and are captured after about 1 minute.
  • heart-shell-shell gold-silver-silica sticks (Example 3) having a visible all-localized plasmonic band and further exhibiting a higher molar extinction coefficient will, for example, be better suited for comparative visual detection. to the heart-shell nanobeatlets used in this example.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

La présente invention concerne une nanoparticule cœur-coquille comprenant au moins un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille de silice, ladite silice comprenant des groupes fonctionnels. Selon l'invention, la silice comprend à sa surface, liés de façon covalente, des agents de stabilisation de ladite nanoparticule. La présente invention concerne également une nanoparticule cœur-coquille comprenant un cœur composé d'au moins ledit premier matériau et une coquille métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, ledit second matériau étant différent du premier matériau, la coquille métallique étant stabilisée par un agent surfactant sans halogénure.La présente invention concerne également un dispositif de test par immunochromatographie pour la détection d'au moins un analyte, comprenant des agents de liaison spécifiques de l'analyte, lesdits agents de liaison étant marqués par des nanoparticules, dans lequel les nanoparticules comprennent au moins un cœur composé d'au moins ledit premier matériau et une coquille de silice, ladite silice comprenant des groupes fonctionnels.

Description

Description
Nanoparticules cœur-coquille métal-silice, procédé de fabrication et dispositif de test par immunochromatographie comprenant de telles nanoparticules Domaine technique
[0001] La présente invention se rapporte à des nanoparticule cœur-coquille comprenant au moins un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille de silice, ladite silice comprenant des groupes fonctionnels. La présente invention concerne également un dispositif de test par immunochromatographie utilisant de telles nanoparticules. La présente invention concerne également, notamment en tant que produit intermédiaire, des nanoparticules cœur-coquille comprenant un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, ledit second matériau étant différent du premier matériau. L'invention concerne également des procédés de fabrication de telles nanoparticules. Etat de la technique
[0002] Les études sur les nanoparticules métalliques ont révélé de surprenantes propriétés physiques, chimiques et biologiques dépendant de la taille, de la forme et de l'environnement de ces particules.
[0003] Plus précisément, les nanoparticules métalliques présentent des propriétés optiques particulièrement intéressantes pour le domaine du diagnostique immunochromatographique. Par exemple, les colloïdes d'or sont couramment utilisés en tant que marqueur ou label dans les tests rapides immunochromatographiques tels que les tests de grossesse, les diagnostiques des cancers, d'infections virales, de troubles endocriniens ou encore de consommation de produits stupéfiants.
[0004] Les tests immunochromatographiques sont basés sur la migration capillaire de nano ou microparticules le long d'une membrane en présence de l'échantillon testé (urine, sang, plasma, salive, sérum, efflux industriel...). Dans les tests de type « sandwich », les particules sont préalablement conjuguées à un anticorps spécifique à l'antigène recherché. En présence de cet antigène dans l'échantillon testé, le conjugué (particule-anticorps) forme un complexe (particule-anticorps- antigène) avec celui-ci. Le complexe migre sur la membrane jusqu'à la ligne test. Le complexe est alors capturé par la ligne test où un second anticorps spécifique à l'antigène et au complexe est immobilisé. Un résultat positif se traduit par la visualisation d'une ligne colorée formée par l'immobilisation du complexe. Un contrôle interne permet de valider le test. II est aussi possible d'utiliser d'autres types de reconnaissances spécifiques telles que les complexes haptène/antigène, lectine/carbohydrate, apoprotéine/cofacteur ou streptavidine/biotine par exemple. Il existe aussi d'autres types de test immunochromatographique comme par exemples les tests de type compétitif utilisés pour l'analyse des molécules ne possédant qu'un seul épitope. Les tests immunochromatographiques en question sont fabriqués en utilisant des méthodes bien établies (voir par exemple les demandes de brevet WO 01/57522 ou W0 2008/030546). Plusieurs conjugués spécifiques à différents antigènes peuvent être utilisés dans un même test pour analyser simultanément ces antigènes.
[0005] Les labels couramment utilisés sont des nanoparticules de latex ou de silice colorées (ou fluorescentes), des nanoparticules de matériaux semiconducteurs (quantum dots) ou des nanoparticules sphériques de métaux précieux (or et argent). Ces labels doivent répondre à différents critères : · avoir un pouvoir colorant important de façon à pouvoir détecter une faible concentration de virus ; • différentes couleurs pour l'analyse simultanée de plusieurs molécules sur une même bandelette ;
• être stable avant, pendant et après l'étape de formation et de purification du conjugué (nanoparticule-anticorps) ;
· être facilement et fortement couplés à un anticorps ou une autre espèce capable de reconnaître et de se fixer de manière spécifique au virus recherché ;
• présenter une bonne stabilité colloïdale et migrer aisément sur les membranes de façon à réduire le rapport signal sur bruit du test.
[0006] Les nanoparticules de latex ou de verre colorées (ou fluorescentes) doivent leur coloration ou fluorescence à des pigments ou fluorophores organiques insérés à l'intérieur et/ou à la surface de ces particules. Ces labels soufrent de deux inconvénients majeurs. Les molécules pigments ou fluorophores ne sont pas toujours attachées de façon covalente à la particule et sont peu à peu relarguées par la particule. Cela entraine une diminution du pouvoir colorant des particules et peut diminuer le rapport signal sur bruit du test. De plus, la majorité des pigments et fluorophores organiques sont fortement apolaires. Par conséquent, ils diminuent la solubilité des particules et compliquent les réactions de conjugaison particule-anticorps.
[0007] Les propriétés optiques des nanoparticules métalliques sont principalement dépendantes de la résonnance de leurs plasmons de surface. Ce phénomène est dépendant de la taille, de la forme ainsi que de l'environnement des nanoparticules. Le phénomène de résonance plasmonique est décrit par la théorie de Mie (Jain, P. K.; Lee, K. S.; El-
Sayed, I. H.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. B 2006, 1 10, 7238-7248). Les nanoparticules d'or sphériques ayant un diamètre de 40 nm sont couramment utilisées dans les tests immunochromatographiques. Ces particules exhibent une forte coloration rouge causée par la résonnance des plasmons de surface avec l'onde électromagnétique à une longueur d'onde d'environ 520 nm. La section efficace d'absorption des nanoparticules d'or sphériques ayant un diamètre de 40 nm est 5 ordres de magnitude supérieure à celles des pigments organiques. Ces particules ont par conséquent un fort pouvoir colorant.
Les nanoparticules anisotropes d'or telles que les nanobatonnets ont une coloration qui est dépendante du ratio d'aspect (RA, longueur/largeur). Des bâtonnets d'or de différentes couleurs (brun, bleu et vert) peuvent être synthétisés en utilisant les méthodes décrites par Nikoobakht (Nikoobakht, B.; El-Sayed, M. A. Chem. Mater. 2003, 15, 1957-1962) et Park (Park, K.; Vaia, R. A. Advanced Materials 2008, 20, 3882-3886). Pour des particules de même volume, les bâtonnets d'or ont des coefficients d'absorption et de diffusion de la lumière supérieurs à ceux des nanoparticules d'or sphériques (Jain, P. K.; Lee, K. S.; El-Sayed, I. H.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. B 2006, 1 10, 7238-7248). Les bâtonnets présentent deux avantages par rapport aux sphères. Un contrôle fin du RA permet de produire des nanobâtonnets de différentes couleurs qui permettent de réaliser des tests en multiplexage. De plus, le pouvoir colorant des bâtonnets est plus important que celui des sphères de même volume ce qui peut rendre les tests immunochromatographiques plus sensibles si les autres conditions sont réunies. Ces autres conditions sont par exemple une haute pureté, une bonne stabilité, la réactivité avec les anticorps et une bonne migration lors de l'élution. Un conjugué bâtonnet d'or-anti-HER2 a été évalué pour l'analyse immunochromatographique de la protéine HER2 (Venkataramasubramani, M.; Tang, L.; McGoron, A. J.; Li, C.-Z.; Lin, W.-C; Magjarevic, R. IFMBE Procceding 2009, 24, 199- 202). Cependant, ce test a montré que les nanobâtonnets d'or s'agglomèrent en présence de l'anticorps et en présence de NaCI. Ce type d'agglomération risque de fortement compliquer la mise en œuvre de ce type de label pour l'immunochromatographie car la couleur et la stabilité colloïdale des bâtonnets sont sensibles à l'agglomération (Gluodenis, M.; Foss, C. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 9484-9489). Lors de l'agglomération des bâtonnets, les plasmons de surface sont couplés. La fréquence de résonnance des bandes plasmoniques est modifiée et leurs intensités fortement diminuées. [0009] Les nanoparticules d'argent présentent des coefficients d'extinction encore plus élevés que ceux des nanoparticules d'or (Thompson, D. G.; Enright, A.; Faulds, K.; Smith, W. E.; Graham, D. Analytical Chemistry 2008, 80, 2805-2810). De ce fait les nanoparticules d'argent sont de bons candidats en tant que label pour le diagnostique immunochromatographique car l'analyse visuelle ou spectrométrique peut être faite à des concentrations plus faibles et d'autant plus si ces particules sont anisotropes. Cependant, l'argent est beaucoup moins employé car les nanoparticules d'argent sont instables et les synthèses de nanoparticules d'argent anisotropes ne permettent pas d'obtenir des particules suffisamment monodisperses.
[0010] Une façon pour obtenir des nanoparticules cumulant les avantages des nanoparticules d'argent avec celle des nanoparticules anisotropes et monodisperses est de recouvrir les bâtonnets d'or avec une couche d'argent. Cette couche d'argent augmente le coefficient d'extinction des nanobâtonnets et permet d'obtenir des couleurs de label différentes en fonction de l'épaisseur de cette couche. Différentes publications décrivent la formation d'une couche d'argent sur des bâtonnets d'or. Les bâtonnets d'or servent de germes en condition alcaline (pH>8) et en présence de bromure de cétrimonium (CTAB) ou d'un mélange CTAB - Chlorure d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium (BDAC) (Park, K.; Vaia, R. A. Advanced Materials 2008, 20, 3882-3886), de nitrate d'argent et d'acide ascorbique. Yang ajoute un tampon glycine pour stabiliser les ions Ag+ et éviter la précipitation d'AgBr (Huang, C.-C; Yang, Z.; Chang, H. -T. Langmuir 2004, 20, 6089-6092 ; Yang, Z.; Lin, Y.-W.; Tseng, W.-L;
Chang, H. -T. Journal of Materials Chemistry 2005, 15, 2450-2454). Le poly(vinylpyrrolidone) (PVP) et le citrate de sodium ont aussi été employés respectivement comme surfactant en complément du CTAB et comme réducteur (Liu; Guyot-Sionnest, P. The Journal of Physical Chemistry B 2004, 108, 5882-5888). Cependant les couches d'argent ainsi obtenues en présence de surfactants halogénés sont instables. La couche d'argent s'oxyde progressivement en formant un léger précipité blanchâtre d'AgBr. Après quelques jours à quelques semaines, la couche d'argent est entièrement oxydée.
[001 1] Par ailleurs, Gorelikov et Matsuura ont publié une méthode permettant de recouvrir sélectivement les bâtonnets d'or avec une couche de silice homogène en présence de CTAB et de tétraethoxysilane (TEOS) en condition alcaline (Gorelikov, I.; Matsuura, N. Nano Lett. 2008, 8, 369- 373). Cependant, cette méthode n'est pas directement applicable aux nanobatonnets cœur-coquilles or-argent car la couche d'argent s'oxyde en présence de CTAB. Les ions Ag+ libérés forment alors des particules d'oxyde d'argent ou d'argent pendant l'hydrolyse du TEOS. Cette méthode aboutit donc à un mélange de bâtonnets d'or partiellement enrobés de silice et de nanoparticules d'oxyde d'argent.
[0012] On connaît également des particules cœur-coquille-coquilles or-silice mésoporeuse-argent décrites par Wang (Wang, G.; Chen, Z.; Chen, L. Nanoscale, 3, 1756-1759). Cependant, la couche d'argent de ces particules n'est pas protégée par la couche de silice, ce qui complique fortement l'accroche d'organosilanes.
[0013] On connaît également des nanobâtonnets d'or recouverts d'une couche de silice mésoporeuse utilisés comme nanocapteurs de molécule biologique basés sur la résonance des plasmons de surface localisés
(LSPR) (Wu, C. ; Xu, Q.-H. Langmuir, 2009, 25, 9441 -9446). Toutefois, ces nanocapteurs ne permettent pas une reconnaissance spécifique. En effet, une molécule, le glutathionne entre à l'intérieur des pores de la coquille de silice. L'indice de réfraction à proximité de la particule est modifié et la couleur (ou spectre UV-vis) de la particule est modifiée également. Les molécules pouvant pénétrer les pores auront un effet similaire. Les particules et le phénomène décrits par Wu ne peuvent donc pas être utilisés pour le diagnostique immunochromatographique.
[0014] On connaît également des nanoparticules cœur-coquille or-argent-silice décrites par Chen (Chen, X. ; Liu, H. ; Zhou, X. ; Hu, J. ; Nanoscale Royal
Society of Chemistry UK, vol. 2, n° 12, novembre 2010 -2010-1 1 ), p. 2841 - 2846. Ce document décrit la fonctionnalisation de la silice par le 3- aminopropyltrimethoxysilane (APTMS). Toutefois, ce composé est connu pour entraîner l'agglomération des particules de silice car les charges négatives de la silice (silanol) sont neutralisées par les charges positives de l'aminé de l'APTMS. Ce phénomène est décrit dans la littérature (Bagwe, R.P. ; Hilliard, L.R. ; Tan, W. ; Langmuir 2006, 22, 435). Les nanoparticules cœur-coquille or-argent-silice obtenues ne sont donc pas stables et s'agglomèrent.
[0015] La demande US 2010/150828 décrit des nanoparticules cœur-coquille or- silice. Ce document mentionne qu'il est possible de conjuguer les nanoparticules d'or enrobées de silice avec des groupements fonctionnels spécifiques. Toutefois, aucune indication n'est donnée sur le type de groupement ni sur les méthodes permettant la fonctionnalisation de la surface de la couche de silice. Les quelques exemples de surfactant décrits pour stabiliser une particule métallique ne peuvent pas se lier de façon covalente sur la silice.
[0016] Un but de la présente invention est donc de pallier ces inconvénients, en proposant des nanoparticules cœur-coquille métal-silice, et plus particulièrement des nanoparticules or-silice permettant de fabriquer des dispositifs de test par immunochromatographie présentant une sensibilité améliorée par rapport aux dispositifs existants.
[0017] Un autre but de la présente invention est de proposer des nanoparticules cœur-coquille-coquille métal-métal-silice, et plus particulièrement des nanoparticules or-argent-silice permettant de fabriquer des dispositifs de test par immunochromatographie présentant une sensibilité améliorée par rapport aux dispositifs existants.
[0018] Un autre but de la présente invention est de proposer des nanoparticules cœur-coquille métal-silices stables, offrant une bonne dispersion sur une large gamme de pH sans agglomération.
Divulgation de l'invention
[0019] A cet effet, il est proposé une nanoparticule cœur-coquille comprenant au moins un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille de silice, ladite silice comprenant des groupes fonctionnels.
[0020] Selon l'invention, la silice comprend à sa surface, liés de façon covalente, des agents de stabilisation de ladite nanoparticule.
[0021] La présente invention concerne également un procédé de fabrication de telles nanoparticules cœur-coquille, ledit procédé comprenant :
- la préparation de nanoparticules dans un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge,
- la formation d'une coquille de silice sur lesdites nanoparticules,
- le greffage de groupes fonctionnels sur la silice, et
- le greffage à la surface de la silice d'agents de stabilisation desdites nanoparticules.
[0022] La présente invention concerne également l'utilisation de telles nanoparticules cœur-coquille comme marqueur d'une molécule biologique dans un dispositif de test par immunochromatographie.
[0023] La présente invention concerne également une nanoparticule cœur- coquille comprenant un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, ledit second matériau étant différent du premier matériau, la coquille métallique étant stabilisée par un agent surfactant sans halogénure.
[0024] La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'une suspension stable de telles nanoparticules cœur-coquille, ledit procédé comprenant : - la préparation de nanoparticules cœur-coquille comprenant un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, ledit second matériau étant différent du premier matériau, par formation d'une couche du second matériau autour des nanoparticules du premier matériau en présence d'agents surfactants ayant un contre-ion halogénure,
- l'addition d'agents surfactants sans halogénure pour remplacer les agents surfactants ayant un contre-ion halogénure, et
- l'élimination desdits agents surfactants ayant un contre-ion halogénure.
[0025] La présente invention concerne également un dispositif de test par immunochromatographie pour la détection d'au moins un analyte, comprenant des agents de liaison spécifiques de l'analyte, lesdits agents de liaison étant marqués par des nanoparticules, dans lequel les nanoparticules comprennent au moins un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille de silice, ladite silice comprenant des groupes fonctionnels. Brève description des dessins
[0026] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemples et faite en référence aux dessins dans lesquels :
- la figure 1 représente des spectres UV-visible de nanoparticules cœur- coquille or-argent stabilisées selon l'invention par un agent surfactant sans halogénure en comparaison à des nanoparticules stabilisées par un agent surfactant ayant un contre-ion halogénure ;
- les figures 2a et 2b représentent des images TEM de nanoparticules cœur-coquille-coquille or-argent-silice préparées selon l'exemple 3 correspondant à l'invention et la figure 2c représente une image TEM de nanoparticules cœur-coquille-coquille or-argent-silice préparées selon l'exemple comparatif 4; et
- la figure 3 représente le potentiel zêta de particules selon les exemples 6 et 7 en fonction du pH.
Mode(s) de réalisation de l'invention
[0027] La présente invention concerne tout d'abord des nanoparticules cœur- coquille comprenant au moins un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille de silice.
[0028] Ledit premier matériau métallique est de préférence choisi parmi le groupe comprenant l'or, l'argent, le cuivre, le palladium, le platine, le rhodium, et leurs mélanges.
[0029] La nanoparticule formant le cœur des nanoparticules cœur-coquille selon l'invention peut présenter une forme choisie parmi la forme sphérique ou cylindrique. Dans le cas d'une forme cylindrique, le diamètre de la nanoparticule formant le cœur est de préférence compris entre 1 et 100 nm. Dans le cas d'une forme cylindrique ou de bâtonnet, les dimensions et les distributions sont variées. La largeur du bâtonnet peut être comprise entre 1 nm et 200 nm, et de préférence entre 1 nm et 30 nm et la longueur du bâtonnet peut être comprise entre 2 nm et 400 nm, et de préférence entre 10 nm à 100 nm avec des ratios d'aspect (RA, longueur/largeur) compris entre 1 et 7. De tels sphères et bâtonnets sont préparés selon des méthodes bien connues de l'homme du métier. [0030] De préférence, le cœur des nanoparticules cœur-coquille selon l'invention est une nanoparticule d'or, et plus particulièrement une nanoparticule d'or sous la forme de bâtonnet.
[0031] Selon une variante de réalisation de l'invention, la nanoparticule cœur- coquille décrite ci-dessus peut comprendre en outre une coquille intermédiaire métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, ledit second matériau étant différent du premier matériau utilisé pour le cœur.
[0032] Selon un mode de réalisation préféré, la coquille intermédiaire est en argent. Selon un mode de réalisation préféré, le cœur des nanoparticules est en or et la coquille intermédiaire est en argent.
[0033] La coquille intermédiaire métallique peut avoir une épaisseur, homogène ou non, comprise entre 1 nm et 200 nm, et de préférence inférieure à 100 nm.
[0034] De même, la coquille de silice peut avoir une épaisseur, homogène ou non, comprise entre 1 nm et 300 nm et de préférence entre 10 nm et 200 nm.
[0035] De préférence, l'épaisseur de la coquille de silice est supérieure à 10 nm de manière à éviter un changement de coloration du label dû à un changement de l'indice de réfraction de l'environnement proche de la particule métallique ou dû au couplage interparticule des plasmons de surface.
[0036] De préférence, l'épaisseur de la coquille de silice est inférieure à 200 nm de façon à éviter une décantation trop rapide des particules et une mauvaise migration sur la membrane du test.
[0037] La silice peut être poreuse ou dense.
[0038] La silice constituant la coquille comprend des groupes fonctionnels.
[0039] De préférence, le groupe fonctionnel modifiant la silice est capable de générer une interaction avec une molécule biologique. Plus particulièrement, lesdits groupes fonctionnels modifiant la silice sont capables d'être conjugués à une molécule biologique qui est un agent de liaison ou de reconnaissance spécifique à un analyte. De préférence, les groupes fonctionnels permettent la conjugaison d'anticorps spécifiques d'un antigène à détecter.
[0040] De tels groupements fonctionnels sont par exemple des fonctions aminé, imine, urée, hydrazine, maléimide, isocyanate, thiol, disulfure, acide carboxylique, anhydride d'acide, nitrile, ester de N-hydroxysuccinimide, ester de N-hydroxysuccinimide, époxyde, imidoester, acide phosphonique, hydroxyle, aldéhyde, cétone, hydrogène activé, azide ou alcyne.
[0041] En outre, selon l'invention, la silice comprend à sa surface, liés de façon covalente, des agents de stabilisation de ladite nanoparticule.
[0042] D'une manière avantageuse, les agents de stabilisation sont choisis pour être inertes chimiquement lors d'une réaction de couplage ou de conjugaison de la nanoparticule avec une molécule biologique.
[0043] De préférence, lesdits agents de stabilisation sont des chaînes chargées et/ou polaires permettant d'éviter l'agglomération des nanoparticules ou des conjugués soit en conservant un potentiel zêta fortement négatif soit par encombrement stérique. Les chaînes polaires inertes chimiquement peuvent être des chaînes organiques comprenant un groupement ionisable à pKa bas ou élevés conservant respectivement une charge négative et positive sur une large gamme de pH. Les groupements à pKa faibles sont préférés car les groupements silanols portés par la silice sont chargés négativement sur une large gamme de pH. Le greffage de groupement positif neutralise les charges négatives de la surface de silice et entraine une agglomération des particules. Des exemples de groupement à pKa faible sont les méthylphosphonates et les sulfonates. Les aminés quaternaires sont des exemples de groupement à pKa élevés. Des chaînes polaires non-ionisables peuvent également être utilisées. Par exemple, les chaînes polyéther tels que les polyéthylènes glycol sont efficaces contre l'agglomération des nanoparticules selon l'invention.
[0044] De préférence, lesdits groupes fonctionnels et lesdits agents de stabilisation sont issus respectivement d'organosilanes capables de se greffer sur la silice. Plus particulièrement, selon la présente invention, on utilise un mélange d'organosilanes comportant, outre lesdits groupes fonctionnels ou lesdits agents de stabilisation, une ou plusieurs fonctions hydrolysables permettant la condensation de l'organosilane sur la coquille de silice.
[0045] Les fonctions hydrolysables sont par exemple des mono, di ou tri- alcoxysilanes, des mono, di ou tri-acéthoxysilanes des mono, di ou tri- chlorosilanes ou encore des organosilanes déjà hydrolysés tels que les mono, di ou tri-silanols.
[0046] Les organosilanes possèdent en plus de leurs fonctions hydrolysables, un ou plusieurs groupes fonctionnels ou un ou plusieurs agents de stabilisation.
[0047] La présente invention concerne également un procédé de fabrication des nanoparticules cœur-coquille décrites ci-dessus, ledit procédé comprenant :
- la préparation de nanoparticules dans un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge,
- la formation d'une coquille de silice sur lesdites nanoparticules,
- le greffage de groupes fonctionnels sur la silice, et
- le greffage à la surface de la silice d'agents de stabilisation desdites nanoparticules.
[0048] D'une manière avantageuse, le greffage des groupes fonctionnels et des agents de stabilisation sur la silice est réalisé par réaction de condensation d'organosilanes portant lesdits groupes fonctionnels et d'organosilanes portant lesdits agents de stabilisation.
[0049] De tels organosilanes ont été décrits ci-dessus.
[0050] L'hydrolyse et condensation des organosilanes sont faites en solution dans un solvant polaire ou apolaire et catalysées par une base ou un acide. La température de réaction peut aussi influencer la réaction. Le choix du solvant ou du mélange de solvant ainsi que du pH de la solution est optimisé de façon à condenser sélectivement les organosilanes sur la surface de silice en évitant la formation de gel de silice difficilement séparable des particules fonctionnalisées. Les choix des ratios bâtonnets/organosilanes et organosilanes chimiquement actif/organosilane inertes sont optimisés de façon à respectivement fonctionnaliser la coque de silice au maximum et à obtenir un bon compromis entre la stabilité colloïdale et la réactivité lors des réactions de conjugaison. Enfin la température de la solution peut être augmentée jusqu'à l'ébullition pour accélérer et optimiser le greffage des organosilanes. Finalement, des organosilanes ne possédant qu'une seule fonction hydrolysable telle que le triméthylméthoxysilane ou le triméthylchlorosilane peuvent être utilisés pour passiver la surface.
[0051] Les excès organosilanes non-greffés peuvent être éliminés par exemple par centrifugation, ultrafiltration, dialyse, distillation, extraction ou chromatographie (échange ou exclusion).
[0052] Lorsque les nanoparticules selon l'invention comprennent une coquille métallique intermédiaire telle que décrite ci-dessus, le procédé de fabrication de nanoparticules selon l'invention comprend, préalablement à la formation de la coquille de silice, une étape de formation d'une coquille intermédiaire métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, ledit second matériau étant différent du premier matériau, en présence d'agents surfactants ayant un contre-ion halogénure. Un tel agent surfactant est par exemple le bromure de cétrimonium (CTAB).
[0053] La couche d'argent est déposée selon des méthodes décrites dans la littérature. Le nitrate d'argent est réduit sélectivement sur la surface des nanoparticules constituant le cœur. D'autres sels d'argent peuvent être utilisés comme par exemple le sulfate d'argent ou le citrate d'argent. L'acide ascorbique est utilisé comme réducteur. La vitesse de réduction est contrôlée par le pH de la solution. Le pH est augmenté en ajoutant une solution basique comme par exemple une solution de soude ou d'ammoniaque. D'autres molécules à pouvoir réducteur faible comme par exemple l'hydroquinone, le glucose et l'acide citrique peuvent aussi être utilisées comme réducteur. Lors de la réduction de l'argent, les nanoparticules sont stabilisées par le CTAB ou un mélange CTAB/BDAC
(Chlorure d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium).
[0054] Les nanoparticules d'or (argent) sphériques exhibent une bande plasmonique comprise entre 500 (400) et 560 (560) nm environ. La longueur d'onde de la bande plasmonique dépend de la taille de la particule. Cette longueur d'onde augmente avec le diamètre de la particule. Les nanobatonnets d'or exhibent deux bandes plasmoniques, la bande plasmonique longitudinale et la bande plasmonique latérale, qui correspondent respectivement à l'oscillation collective des électrons le long et perpendiculairement à l'axe principal des bâtonnets. La longueur d'onde de la bande longitudinale est comprise entre environ 500 (RA=1 ) et
1500 (RA=7) nm en fonction du RA (Ratio d'Aspect) alors que la longueur d'onde de la bande latérale est similaire à la bande plasmonique des particules sphériques d'or à environ 510 nm.
[0055] Lors de la formation de la couche d'argent sur les nanobatonnets d'or, une troisième bande plasmonique dite hybride apparaît à environ 380 nm. De plus, les longueurs d'ondes des bandes plasmoniques longitudinales et latérales diminuent de plus en plus au fur et à mesure que l'épaisseur de la couche d'argent augmente. De même, l'intensité des trois bandes plasmoniques augmente avec l'épaisseur de la couche d'argent. Il est possible de créer une multitude de particules cœur-coquilles or-argent en jouant sur les dimensions du cœur ainsi que sur l'épaisseur de la couche d'argent. Il est ainsi possible d'obtenir une large gamme de label pour le diagnostique immunochromatographique avec différentes nuances de brun, rouge, orange, bleu et vert par exemple. De plus il est possible d'obtenir des labels ayant un pouvoir colorant extrêmement fort avec des coefficients d'extinction molaire allant jusqu'à 2.44 x1010 M"1. cm-1 pour la bande plasmonique longitudinale et se cumulant avec le pouvoir colorant des deux autres bandes. Pour augmenter la sensibilité des tests immunochromatographiques, on choisira de préférence un cœur anisotrope ayant un volume d'environ 30 à 40 nm ou plus et une coquille d'argent de 10 nm. Finalement, la formation de la coquille de silice entraine une augmentation des longueurs d'ondes des bandes plasmoniques causée par le changement d'indice de réfraction à la surface des particules. Cependant, les intensités des bandes plasmoniques restent inchangées.
[0056] D'une manière particulièrement avantageuse, le procédé de fabrication de nanoparticules selon l'invention comprend en outre une étape d'addition d'agents surfactants sans halogénure pour remplacer les agents surfactants ayant un contre-ion halogénure, et l'élimination des agents surfactants ayant un contre-ion halogénure.
[0057] L'agent surfactant sans halogénure peut être un agent surfactant cationique, anionique ou non ionique.
[0058] Un agent surfactant cationique sans halogénure est par exemple choisi parmi le groupe comprenant le nitrate de cétrimonium, l'hydroxyde de cétrimonium, le nitrate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium, le sulfate de cétrimonium, le sulfate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium, le phosphate de cétrimonium, le phosphate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl- ammonium.
[0059] Un agent surfactant non ionique sans halogénure est par exemple choisi parmi le groupe comprenant le Triton® X-100, le nonaéthylène glycol monododécyl éther, N-nonanoyl-N-méthylglucamine, le Nonidet® P40, le nonyl β-D-glucopyranoside, l'octaéthylène glycol monododécyl éther.
[0060] Un agent surfactant anionique sans halogénure est par le sodium dodécylsulfate.
[0061] Il est bien évident que d'autres agents surfactants sans halogénure appropriés peuvent être utilisés.
[0062] De préférence, on utilise un agent surfactant cationique.
[0063] La concentration en agent surfactant sans halogénure est de préférence comprise entre 1 mM et 0.1 M. [0064] Ce procédé permet notamment de recouvrir sélectivement les nanoparticules présentant une coquille intermédiaire d'argent avec une couche de silice homogène, sans l'ajout de précurseurs généralement utilisés (silane, citrate, PVP, poly-électrolyte, enzyme ou gélatine). En effet, ces surfactants non-halogénés, de préférence cationiques, confèrent une bonne stabilité colloïdale, une bonne stabilité contre l'oxydation de la couche d'argent et sont suffisamment vitréophiles pour permettre la formation d'une couche homogène et sélective de silice.
[0065] Dans la présente invention, l'agent surfactant ayant un contre-ion halogénure utilisé lors de la formation de la coquille métallique intermédiaire est substitué par l'agent surfactant sans halogénure par centrifugation, ultrafiltration, extraction, dialyse ou précipitation à froid. Le remplacement de l'agent surfactant ayant un contre-ion halogénure par un agent surfactant sans halogénure permet d'éviter l'oxydation de la couche intermédiaire, et plus spécifiquement de la couche d'argent. De plus, cette étape permet d'éliminer les excès de réactif tels que l'acide ascorbique, sel d'argent introduit lors de la formation de la couche d'argent. Les nanobâtonnets cœur-coquille ainsi purifiés peuvent être conservés plusieurs mois sans évolution des propriétés optiques. Les nanobâtonnets cœur-coquille stabilisés par un agent surfactant sans halogénure peuvent être enrobés sélectivement d'une couche de silice homogène en une seule étape.
[0066] Ainsi, un procédé préféré de fabrication des nanoparticules selon l'invention comprend les étapes de :
- préparation de nanoparticules cœur-coquille intermédiaires, de préférence or-argent, en présence d'agents surfactants ayant un contre-ion halogénure ;
- purification et stabilisation des nanoparticules obtenues par l'agent surfactant sans halogénure selon les méthodes listées ci-dessus.
- ajustement du pH de la solution entre 9 et 12 en utilisant par exemple une solution de soude ou d'ammoniac. D'autre base peuvent être utilisée. - mélange de la solution avec une solution alcoolique de tétraéthylorthosilicate ou directement avec le tétraéthylorthosilicate pour obtenir la particule enrobée de silice. D'autres alcoxysilanes peuvent être utilisés.
La couche de silice apporte trois avantages, (i) Elle stabilise l'éventuelle couche intermédiaire d'argent en la protégeant par exemple des halogénures contenus dans les différentes solutions tampons utilisés lors de la préparation des conjugués et la préparation des tests immunochromatographiques. (ii) La couche de silice permet de stabiliser la coloration des nanoparticules obtenues en gardant constante la constante diélectrique à la surface desdites nanoparticules et en prévenant le couplage des plasmons de surface desdites nanoparticules lorsque celles-ci sont trop proches. Le couplage des bandes plasmoniques est nul lorsque la distance entre deux nanoparticules est supérieure à environ 20 nm. Ainsi une couche de silice de 10 nm est largement suffisante, (iii) Finalement, les groupements silanols de la couche de silice permettent, comme on l'a vu ci-dessus, le greffage de nombreux organosilanes offrant une large gamme de chimie de surface particulièrement appropriée pour la conjugaison des molécules biologiques, et plus particulièrement des anticorps. Ces organosilanes sont fortement liés à la couche de silice alors que les surfactants adsorbés à la surface des colloïdes d'or utilisés dans l'état de la technique peuvent très facilement s'échanger entre différentes particules. Pour cette raison, les nanoparticules cœur-coquilles et cœur-coquille-coquilles fonctionnalisées et stabilisées selon l'invention avec un mélange d'organosilanes sont particulièrement appropriées pour les tests immunochromatographiques multiplexes. En effet, les risques d'échange d'anticorps entre les différents conjugués nanoparticules-anticorps sont moindres avec les nanoparticules cœur-coquilles et cœur-coquille- coquilles fonctionnalisées et stabilisées avec un mélange d'organosilanes selon l'invention. [0068] La couche externe de silice des nanoparticules cœur-coquille ou cœur- coquille-coquille offre la possibilité de greffer une large variété d'organosilanes tels que par exemple le 3-aminopropyl triéthoxysilane (APTES) ou le carboxyéthylsilanetriol (CEST). Ces groupements fonctionnels permettent la conjugaison de ces nanomatériaux avec des anticorps et donc leur utilisation en tant que label pour le diagnostique immunochromatographique. Cependant, ces fonctionnalisations posent des problèmes de stabilité. Par exemple une trop grande densité de groupements acide carboxylique entraine une agglomération des particules à pH acide. Ce phénomène est dû à la perte des charges négatives à la surface lors de la protonation des acides carboxyliques et aux liaisons hydrogènes formées entre les acides portés par les particules. De plus, une trop forte densité d'acide carboxylique est aussi problématique lors des réactions de conjugaison d'anticorps. Par exemple, lors de la formation de liaisons de type peptidique (amide) en utilisant le 1 - éthyl-3[3-diméthylaminopropyl]carbodiimide (EDC) et le N- hydroxysuccinimide (NHS), la formation des acides activés intermédiaires neutralisent drastiquement les charges de surface et provoque l'agglomération des particules. Un problème d'agglomération est aussi observé pendant la fonctionnalisation avec l'APTMS. La surface de la silice et les groupements aminés de l'APTMS portent respectivement des charges négatives et positives. Lors du greffage de l'APTMS, les charges se neutralisent et le potentiel zêta devient trop faible pour stabiliser les particules qui par conséquent s'agglomèrent.
[0069] La solution apportée par la présente invention, consistant à utiliser un mélange d'organosilanes fonctionnel et d'organosilanes chimiquement inertes tels que décrits ci-dessus permet d'éviter les problèmes d'agglomération lors du greffage, du stockage ou de la conjugaison des nanoparticules avec un anticorps.
[0070] Les organosilanes fonctionnels tels que par exemple l'APTMS ou le CEST permettent l'accroche des anticorps alors que les organosilanes chimiquement inertes évitent l'agglomération des nanoparticules ou des conjugués soit en conservant un potentiel zêta fortement négatif soit par encombrement stérique.
[0071] Les nanoparticules cœur-coquille selon l'invention décrites ci-dessus peuvent être utilisées comme marqueur d'une molécule biologique dans un dispositif de test par immunochromatographie.
[0072] La présente invention concerne également, comme produit intermédiaire notamment, une nanoparticule cœur-coquille comprenant un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, ledit second matériau étant différent du premier matériau, ladite coquille métallique étant stabilisée par un agent surfactant sans halogénure.
[0073] Une telle nanoparticule est utilisée pour fabriquer une nanoparticule décrite ci-dessus comprenant une coquille intermédiaire. L'agent surfactant est cationique, anionique out non ionique et correspond à l'agent surfactant sans halogénure décrit ci-dessus. De préférence, cet agent surfactant sans halogénure est choisi parmi le groupe comprenant le nitrate de cétrimonium, l'hydroxyde de cétrimonium, le nitrate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium, le sulfate de cétrimonium, le sulfate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium, le phosphate de cétrimonium, le phosphate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium, le
Triton® X-100, le nonaéthylène glycol monododécyl éther, N-nonanoyl-N- méthylglucamine, le Nonidet® P40, le nonyl β-D-glucopyranoside, l'octaéthylène glycol monododécyl éther et le sodium dodécylsulfate.
[0074] Ladite nanoparticule formant le cœur peut présenter une forme choisie parmi la forme sphérique ou cylindrique, selon les mêmes caractéristiques que décrites ci-dessus. [0075] D'une manière avantageuse, le cœur est une nanoparticule d'or, de préférence anisotrope. De préférence, la coquille métallique est en argent. De préférence, la nanoparticule, en tant que produit intermédiaire, est une nanoparticule cœur-coquille or-argent.
[0076] La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'une suspension stable de nanoparticules, telles que les nanoparticules décrites ci-dessus en tant que produit intermédiaire, ce procédé comprenant :
- la préparation de nanoparticules cœur-coquille comprenant un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, ledit second matériau étant différent du premier matériau, par formation d'une couche du second matériau autour des nanoparticules du premier matériau en présence d'agents surfactants ayant un contre-ion halogénure,
- l'addition d'agents surfactants sans halogénure pour remplacer les agents surfactants ayant un contre-ion halogénure, et
- l'élimination desdits agents surfactants ayant un contre-ion halogénure.
[0077] L'agent surfactant sans halogénure est de préférence choisi parmi le groupe comprenant le nitrate de cétrimonium, l'hydroxyde de cétrimonium, le nitrate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium, le sulfate de cétrimonium, le sulfate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium, le phosphate de cétrimonium, le phosphate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl- ammonium, le Triton® X-100, le nonaéthylène glycol monododécyl éther, N-nonanoyl-N-méthylglucamine, le Nonidet® P40, le nonyl β-D- glucopyranoside, l'octaéthylène glycol monododécyl éther et le sodium dodécylsulfate, ou tout autre surfactant sans halogénure approprié.
[0078] Les caractéristiques des différents réactifs sont décrites ci-dessus.
[0079] Comme on l'a vu ci-dessus, les nanoparticules cœur-coquille ainsi obtenues sont purifiées et peuvent être conservées plusieurs mois sans évolution des propriétés optiques.
[0080] La présente invention concerne également un dispositif de test par immunochromatographie pour la détection d'au moins un analyte, comprenant des agents de liaison ou de reconnaissance spécifiques de l'analyte, lesdits agents de liaison ou de reconnaissance étant marqués par des nanoparticules conjuguées audit agent de reconnaissance, lesdites nanoparticules comprenant au moins un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille de silice, ladite silice comprenant des groupes fonctionnels.
[0081] De telles nanoparticules sont utilisées en tant que label pour le diagnostique immunochromatographique.
[0082] Tels qu'utilisé ici, le terme « label » se rapporte à des matériaux colorés permettant de détecter la(les) molécule(s) recherchée(s) suite à l'immobilisation du (des) complexe(s) sur la (les) ligne(s) test(s) de la bandelette immunochromatographique. La détection peut-être visuelle ou utiliser un appareil de détection spécialisé.
[0083] D'une manière particulièrement préférée, la silice comprend en outre, à sa surface, liés de façon covalente, des agents de stabilisation desdites nanoparticules.
[0084] Les agents de stabilisation sont choisis pour être inertes chimiquement lors d'une réaction de couplage ou de conjugaison des nanoparticules avec les agents de liaison.
[0085] Les groupes fonctionnels modifiant la silice sont capables de générer une interaction avec les agents de liaison spécifique à l'analyte. [0086] D'une manière avantageuse, les groupes fonctionnels et les agents de stabilisation sont issus d'organosilanes capables de se greffer sur la silice.
[0087] La nanoparticule formant le cœur des nanoparticules peut présenter une forme choisie parmi la forme sphérique ou cylindrique.
[0088] De préférence, le cœur des nanoparticules est une nanoparticule d'or.
[0089] Selon un mode de réalisation préféré, les nanoparticules comprennent en outre une coquille intermédiaire métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, ledit second matériau de la coquille intermédiaire étant différent du premier matériau constituant le cœur des nanoparticules.
[0090] De préférence, la coquille intermédiaire est en argent.
[0091] De préférence, on utilise des nanoparticules cœur-coquille-coquille or- argent-silice.
[0092] Les caractéristiques détaillées des différents composants et des procédés de fabrication des nanoparticules sont décrites ci-dessus.
[0093] D'une manière avantageuse, l'analyte à détecter est un antigène et l'agent de liaison est un anticorps spécifique de l'antigène.
[0094] Les nanoparticules cœur-coquille ou cœur-coquille-coquille fonctionnalisées ainsi que les nanoparticules cœur-coquille ou cœur- coquille-coquilles fonctionnalisées et stabilisées selon la présente invention peuvent être conjuguées de façon chimique ou physique avec un agent de reconnaissance spécifique à l'analyte. Le conjugué ainsi préparé peut être utilisé pour la détection qualitative ou quantitative de l'analyte ciblé dans un test immunochromatographique.
[0095] Les agents de liaison spécifique sont par exemple des anticorps monoclonaux ou polyclonaux portant un ou des sites de reconnaissance moléculaire (paratope) spécifique à l'antigène complémentaire recherché. D'autres exemples de couples de molécule exhibant une reconnaissance spécifique exploitable pour la préparation de tests immunochromatographiques sont les paires haptène/antigène, ligand/récepteur, substrat/enzyme, inhibiteur enzyme, carbohydrate/lectine, biotine/avidine (biotine/steptavidine), virus/récepteur cellulaire.
[0096] La conjugaison correspond à la réaction de couplage entre le label (nanoparticule) et l'agent de liaison spécifique. Les méthodes de conjugaisons sont variées. De nombreux livres et articles décrivent ces réactions de conjugaison qui sont connues de l'homme du métier. La méthode la plus répandue est la formation d'amide à partir des fonctions acides carboxylique et aminés disponibles à la surface du label et de l'agent de liaison spécifique.
[0097] Les conjugués décrit dans la présente invention peuvent être intégrés dans la préparation de tests immunochromatographiques. Les méthodes de préparation de ces tests sont détaillées par exemples dans la demande de brevet WO 2008/030546.
[0098] Exemples
[0099] Exemple 1 (invention)
[00100] Nanoparticules cœur-coquille or-argent en suspension dans le CTAN
[00101] Des nanobatonnets d'or ayant un RA de 4.2 sont préparés selon la méthode publiée par Nikoobakht (citée plus haut). Une solution de croissance est préparée en mélangeant (agitation magnétique) à 27°C, 500 mL d'une solution aqueuse de CTAB (0.2M), 30 mL d'une solution aqueuse de nitrate d'argent (4 mM), 500 ml d'une solution aqueuse d'acide tétrachloaurique (1 mM) et 5.39 mL d'une solution aqueuse d'acide ascorbique (78 mM). Des nanoparticules sphériques d'or (germes) sont préparées en mélangeant à 27°C, 5 mL d'eau, 5 mL d'une solution aqueuse d'acide tétrachloaurique (1 mM), 10 mL d'une solution aqueuse de CTAB (0.2M) et 0.6 ml d'une solution aqueuse glacée de borohydrure de sodium (1 mM). Quelques minutes après l'ajout du borohydrure, 1.6 mL de la solution brune de germes sont ajoutés dans la solution de croissance. La solution est laissée sous agitation magnétique pendant trois heures. La solution devient lentement brune. Les excès de réactifs sont éliminés par centrifugation et les bâtonnets d'or sont redispersés dans un litre d'eau ultra pure.
[00102] Les nanobatonnets cœur-coquilles Au-Ag sont préparés en mélangeant, 1 L de la solution de bâtonnets d'or, 2 mL d'une solution aqueuse de nitrate d'argent (0.1 M), 8 ml d'une solution aqueuse d'acide ascorbique (0.1 M) et 175 mL d'une solution de soude (0.01 M). La solution devient progressivement verte indiquant la formation de la coquille d'argent autour des bâtonnets d'or. On dissout 34.64 g de CTAN dans la solution. Les excès de réactifs sont éliminés par centrifugation et les bâtonnets cœur- coquilles Au-Ag sont redispersés dans 1 L d'eau ultra pure. Les nanobâtonnets cœur-coquilles Au-Ag s'agglomèrent de façon irréversible si le CTAN n'est pas rajouté avant la centrifugation.
[00103] Exemple 2 (comparatif)
[00104] Nanobâtonnets cœur-coquilles or-argent en suspension dans le CTAB.
[00105] Des nanobâtonnets d'or ayant un RA de 4.2 sont préparés exactement selon la méthode décrite dans l'Exemple 1 (paragraphe [0097]). De même, des nanobâtonnets cœur-coquilles Au-Ag sont préparés selon la méthode décrite dans l'Exemple 1 (paragraphe [0098]). Cependant, 36.44 g de CTAB sont dissous dans la solution à la place de 34.64 g de CTAN avant que les excès de réactif soient éliminés par centrifugation et les bâtonnets cœur-coquilles Au-Ag sont redispersés dans 1 L d'eau ultra pure. [00106] Comparaison des exemples 1 (invention) et 2 (comparatif)
[00107] Comparaison des stabilités des coquilles d'argent sur des particules en suspension dans un surfactant en présence ou non d'halogénures
[00108] Dans le but de comparer la stabilité des nanobâtonnets cœur-coquille or- argent en suspension dans une solution contenant du CTAN et en présence ou non d'halogénure, des spectres UV-visible ont été mesurés pour des nanobâtonnets cœur-coquilles or-argent suspendus pendant 2 semaines dans une solution contenant du CTAN (courbe A), des nanobatonnets cœur-coquilles or-argent suspendus pendant 12 heures dans une solution contenant du CTAN et 0.1 M de NaBr (courbe B) et des nanobatonnets d'or utilisés comme germe pour la préparation des nanobatonnets cœur-coquille or-argent et en suspension dans le CTAB (courbe C). Les spectres UV-visible de la Figure 1 montrent que le spectre UV-vis des nanobatonnets cœur-coquille dispersés dans une solution contenant des ions bromures (courbe B) est quasiment identique au spectre des germes (nanobatonnets d'or) (courbe C). De plus, la solution de germes et bâtonnets cœur-coquille ont la même couleur brune. Ces observations démontrent que la couche d'argent est rapidement oxydée en présence d'halogénure. En revanche, les nanobatonnets cœur-coquille or-argent conservés en absence d'ions bromures conservent leur coloration verte et le spectre caractéristique des nanobatonnets cœur- coquille préparés dans l'Exemple 1. Ces spectres montrent que le CTAN est bien approprié pour la conservation des particules d'argent ou ayant une coquille d'argent.
[00109] Exemple 3
[001 10] Formation de la coquille de silice sur les nanobatonnets cœur-coquille or- argent stockés dans une solution de CTAN (sans halogénures).
[001 1 1] Le pH de la solution de nanobatonnets cœur-coquille Au-Ag préparées selon l'exemple 1 est ajusté à 10.5 à l'aide d'une solution de soude (0.1 M). Trois fractions de 40 mL d'une solution à 20 V% en TEOS dans le méthanol sont ajoutées goutte à goutte avec un espacement de 30 minutes entre chaque fraction. La solution change très légèrement de coloration. Les excès de réactifs sont éliminés par centrifugation et les nanobatonnets cœur-coquille-coquilles Au-Ag-silice sont redispersés dans 1 L d'éthanol.
[001 12] Exemple 4 (comparatif)
[001 13] Formation de la coquille de silice sur les nanobatonnets cœur-coquille or- argent stockés dans une solution de CTAB (présence d'halogénures). [001 14] Les nanobatonnets cœur-coquille-coquille Au-Ag-silice sont préparés selon la méthode décrite dans l'exemple 3 excepté que les germes utilisés sont les nanobatonnets cœur-coquille Au-Ag préparées selon l'exemple comparatif 2 (suspension dans CTAB) et non selon l'Exemple 1 (suspension dans CTAN). Il faut noter que dans cet exemple comparatif, le pH diminue très rapidement après l'ajustement à pH 10.5 à cause de la formation de particules d'argent ou d'oxyde d'argent.
[001 15] Exemple 5
[001 16] Formation de la coquille de silice sur les nanobatonnets d'or
[001 17] Les nanobatonnets cœur-coquille Au-silice sont préparés selon la méthode décrite dans l'exemple 3 excepté que les germes utilisés sont les nanobatonnets d'Au préparés selon l'exemple 1 (paragraphe [0097]). Dans cet exemple, le pH reste stable lors de l'ajustement.
[001 18] Comparaison des exemples 3, 4 et 5
[001 19] Stabilité de la coquille d'argent lors de la formation de la coquille de silice dans les surfactants contenant ou non des halogénures
[00120] Dans le but de comparer les produits obtenus lors de la formation d'une coquille de silice sur des nanobatonnets cœur-coquilles Au-Ag en suspension soit dans le CTAN soit dans le CTAB, il a été observé au microscope électronique à transmission les échantillons de l'exemple 3 et de l'exemple 4 comparatif.
[00121] Pour la préparation des grilles d'observation, une goutte de solution est déposée et séchée sur une grille. Les micrographes de la Figure 2 montrent clairement que des nanoparticules d'argent ou d'oxyde d'argent sont formées en présence de bromure dans le CTAB à pH basique (Figure 2c) alors qu'aucune particule de ce genre n'est visible lorsque les nanobatonnets cœur-coquilles or-argent sont suspendus dans le surfactant CTAN qui ne contient pas d'halogénure (Figures 2a et 2b). La stabilité du pH lors de l'ajustement à pH 10.5 dans l'exemple 5 confirme bien l'incompatibilité des surfactants avec des halogénures pour la formation d'une coquille de silice sur une couche d'argent.
[00122] Exemple 6 (invention)
[00123] Préparation des nanobatonnets cœur-coquille or-silice fonctionnalisés avec des acides carboxyliques et stabilisés avec des méthylphosphonates [00124] Les nanobatonnets cœur-coquille or-silice préparés selon la méthode décrite dans l'exemple 5 sont fonctionnalisés et stabilisés selon le procédé de l'invention avec un mélange de 3-(Trihydroxysilyl)propyl méthylphosphonate (THPMP sel à 42% dans l'eau, Gelest) et de carboxyethylsilanetriol (CEST). 54.2 ml de nanobatonnets cœur-coquille or-silice sont ajoutés à 248 ml de solution tampon citrate (0.1 M, pH 3) dans un ballon de 500 mL équipé d'un barreau aimanté et d'un condenseur. Sous agitation, 17.72 mL de THPMP et 0.246 mL de CEST sont rajoutés avant de porter la solution à reflux pendant 12 heures. Les excès de réactif sont éliminés par centrifugation.
[00125] Exemple 7
[00126] Préparation des nanobatonnets cœur-coquille or-silice fonctionnalisés avec des acides carboxyliques
[00127] Les nanobatonnets cœur-coquilles or-silice préparés selon la méthode décrite dans l'exemple 5 sont fonctionnalisés avec le carboxyethylsilanetriol (CEST, sel en solution à 25% dans l'eau, Gelest).
54.2 ml de nanobatonnets cœur-coquilles or-silice sont ajoutés à 141.8 ml d'eau ultra-pure dans un bêcher de 300ml équipé d'un barreau aimanté. Sous agitation, 1 1.85 mL de CEST sont rajoutés et la solution est laissée sous agitation pendant 12 heures. Les excès de réactif sont éliminés par centrifugation.
[00128]
[00129] Comparaison des exemples 6 et 7
[00130] Différence de stabilité colloïdale entre les nanoparticules cœur-coquilles or-silice fonctionnalisées avec des acides carboxyliques ou avec un mélange d'acides carboxyliques et méthylphosphonates [00131] Le potentiel zêta des nanobatonnets cœur-coquilles or-silice fonctionnalisées avec des acides carboxyliques (Exemple 7
[00132] Préparation des nanobatonnets cœur-coquille or-silice fonctionnalisés avec des acides carboxyliques
[00133] ) ou avec un mélange d'acides carboxyliques et de méthylphosphonate (Erreur ! Source du renvoi introuvable.) a été mesuré (Erreur ! Source du renvoi introuvable.) dans le but de comparer la stabilité colloïdale des particules fonctionnalisées avec des acides carboxyliques d'une part et fonctionnalisées et stabilisées avec un mélange d'acides carboxyliques et de méthylphosponates d'autre part. Les points représentés sous la forme de triangle représentent les potentiels zêtas des nanoparticules fonctionnalisées avec le mélange d'acides carboxyliques et de méthylphosponates et les points représentés sous la forme de carrés représentent les potentiels zêtas des nanoparticules fonctionnalisées avec les acides carboxyliques et non stabilisées.
[00134] Les potentiels zêtas des nanoparticules fonctionnalisées avec le mélange d'acides carboxyliques et de méthylphosponates sont significativement plus négatifs sur la plage de pH mesurés. Ces mesures démontrent que l'addition de méthylphosphonate selon l'invention améliore la stabilité colloïdale des nanobatonnets cœur-coquilles or-silice.
[00135] Exemple 8
[00136] Préparation du conjugué cœur-coquille Au-silice - Goat anti-rabbit IgG
[00137] On mélange 1 ml de nanobatonnets cœur-coquille or-silice carboxylés (Exemple 7) en solution à 1 % dans l'eau ultrapure à 1 ml d'EDC (sigma) à
2.6 mM dans un tampon MES (pH 6.1 , 25 mM, sigma). On ajoute 4 mg de Goat anti-rabbit IgG. La solution est laissée sous agitation pendant une heure. La réaction est stoppée en centrifugeant la suspension. Le conjugué est resuspendu dans de l'eau ultrapure.
[00138] Exemple 9 [00139] Quantité minimale de nanoparticules immobilisées sur la ligne test pour observer un signal positif
[00140] Dans le but de démontrer le fort pouvoir colorant des labels utilisés dans la présente invention, des conjugués nanobâtonnets cœur-coquille or- silice - goat anti-rabbit IgG selon l'exemple 8 et colloïdes d'or - goat anti- rabbit IgG (British Biocell International) ont été comparés. Le nombre minimum de conjugués immobilisés sur la ligne test d'un test immunochromatographique et permettant une détection visuelle a été déterminé. Des quantités décroissantes de conjugués ont été déposées puis éluées sur des tigettes ayant une ligne de capture (rabbit IgG).
[00141] Une membrane de nitrocellulose ayant des pores de 8 μηη et supportée par un plastique rigide est découpée en bandelettes de 10 mm de large sur 80 mm de long. 5 μΙ d'une solution de rabbit IgG à 1 mg/ml dans l'eau ultrapure est déposée à la micropipette à 3 cm du bord supérieur de chaque tigette. Les lignes de capture sont séchées pendant 2 heures et immobilisées par immersion dans une solution à 0.1 % en Tween® 20 et 1 % en polyvinylpyrrolidone (PVP) puis séchées une seconde fois pendant 2 heures. 5 μΙ de conjugués nanoparticules-Goat anti-rabbit IgG dilués à des concentrations décroissantes dans une solution à 0.1 % en Twen® 20 et 1 % en PVP sont déposées à 3 cm du bord inférieur de chaque tigette et séchée pendant 2 heures. Les tigettes sont placées dans un tube contenant approximativement 0.5 cm de solution tampon phosphate. Les conjugués migrent vers la ligne d'immobilisation (rabbit IgG) et sont capturés après environ 1 minute.
[00142] Ces tests ont montré qu'il est possible de détecter visuellement l'immobilisation d'environs 20 millions de particules cœur-coquilles or- silice conjuguées à l'anticorps (Exemple 8) alors que des colloïdes de 40 nm ne sont pas visibles si moins de 30 millions de nanoparticules sphériques d'or sont immobilisées. Ce test démontre que le pouvoir colorant des nanoparticules cœur métallique-coquille de silice est environ
1.5 fois supérieur au pouvoir colorant des colloïdes d'or utilisés généralement dans les tests immunochromatographiques. [00143] Par ailleurs, il faut noter que la bande plasmonique longitudinale des nanobâtonnets cœur-coquille or-silice utilisés dans cet exemple est majoritairement localisée dans le proche infrarouge et donc invisible pour l'œil humain. Par conséquent, des bâtonnets cœur-coquille-coquille or- argent-silice (exemple 3) ayant une bande plasmonique latérale entièrement localisée dans le visible et exhibant de plus un coefficient d'extinction molaire supérieur seront par exemple mieux adaptés pour une détection visuelle comparés aux nanobâtonnets cœur-coquille utilisés dans cet exemple.
[00144] Ce test montre que l'utilisation des nanoparticules cœur métallique- coquille de silice peut augmenter la sensibilité des tests immunochromatographiques si par ailleurs, les autres paramètres tels que par exemple le taux de conjugaison, la cinétique de complexation conjugué-antigène, les migrations des conjugués et des complexes conjugué-antigènes et l'immobilisation du complexe conjugué-antigène sont eux aussi optimisés.

Claims

Revendications
1. Nanoparticule cœur-coquille comprenant au moins un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille de silice, ladite silice comprenant des groupes fonctionnels, caractérisée en ce que la silice comprend à sa surface, liés de façon covalente, des agents de stabilisation de ladite nanoparticule.
2. Nanoparticule selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les agents de stabilisation sont choisis pour être inertes chimiquement lors d'une réaction de couplage de la nanoparticule avec une molécule biologique.
3. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les groupes fonctionnels modifiant la silice sont capables de générer une interaction avec une molécule biologique.
4. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les groupes fonctionnels et les agents de stabilisation sont issus d'organosilanes capables de se greffer sur la silice.
5. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cœur est une nanoparticule d'or.
6. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la nanoparticule formant le cœur présente une forme choisie parmi la forme sphérique ou cylindrique.
7. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une coquille intermédiaire métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge , ledit second matériau étant différent du premier matériau.
8. Nanoparticule selon la revendication 7, caractérisée en ce que la coquille intermédiaire est en argent.
9. Nanoparticule cœur-coquille comprenant un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, ledit second matériau étant différent du premier matériau, caractérisée en ce que la coquille métallique est stabilisée par un agent surfactant sans halogénure.
10. Nanoparticule selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'agent surfactant sans halogénure est choisi parmi le groupe comprenant le nitrate de cétrimonium, l'hydroxyde de cétrimonium, le nitrate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium, le sulfate de cétrimonium, le sulfate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium, le phosphate de cétrimonium, le phosphate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl- ammonium, le Triton® X-100, le nonaéthylène glycol monododécyl éther, N- nonanoyl-N-méthylglucamine, le Nonidet® P40, le nonyl β-D-glucopyranoside, l'octaéthylène glycol monododécyl éther et le sodium dodécylsulfate.
1 1. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 9 à 10, caractérisée en ce que le cœur est une nanoparticule d'or.
12. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 9 à 1 1 , caractérisée en ce que la nanoparticule formant le cœur présente une forme choisie parmi la forme sphérique ou cylindrique.
13. Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisée en ce que la coquille métallique est en argent.
14. Dispositif de test par immunochromatographie pour la détection d'au moins un analyte, comprenant des agents de liaison spécifiques de l'analyte, lesdits agents de liaison étant marqués par des nanoparticules, caractérisé en ce que les nanoparticules comprennent au moins un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille de silice, ladite silice comprenant des groupes fonctionnels.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la silice comprend en outre, à sa surface, liés de façon covalente, des agents de stabilisation desdites nanoparticules.
16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les agents de stabilisation sont choisis pour être inertes chimiquement lors d'une réaction de couplage des nanoparticules avec les agents de liaison.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que les groupes fonctionnels modifiant la silice sont capables de générer une interaction avec les agents de liaison.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que les groupes fonctionnels et les agents de stabilisation sont issus d'organosilanes capables de se greffer sur la silice.
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que le cœur des nanoparticules est une nanoparticule d'or.
20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 19, caractérisé en ce que la nanoparticule formant le cœur des nanoparticules présente une forme choisie parmi la forme sphérique ou cylindrique.
21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 20, caractérisé en ce que les nanoparticules comprennent une coquille intermédiaire métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, ledit second matériau de la coquille intermédiaire étant différent du premier matériau constituant le cœur des nanoparticules.
22. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la coquille intermédiaire est en argent.
23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 22, caractérisé en ce que l'analyte à détecter est un antigène et l'agent de liaison est un anticorps spécifique de l'antigène.
24. Procédé de fabrication de nanoparticules cœur-coquille selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant :
- la préparation de nanoparticules dans un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge,
- la formation d'une coquille de silice sur lesdites nanoparticules,
- le greffage de groupes fonctionnels sur la silice, et
- le greffage à la surface de la silice d'agents de stabilisation desdites nanoparticules.
25. Procédé de fabrication de nanoparticules selon la revendication 24, caractérisé en ce que le greffage de groupes fonctionnels et d'agents de stabilisation sur la silice est réalisé par réaction de condensation d'organosilanes portant lesdits groupes fonctionnels et d'organosilanes portant lesdits agents de stabilisation.
26. Procédé de fabrication de nanoparticules selon l'une des revendications 24 et 25, caractérisé en ce qu'il comprend, préalablement à la formation de la coquille de silice, une étape de formation d'une coquille intermédiaire métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, ledit second matériau étant différent du premier matériau, en présence d'agents surfactants ayant un contre- ion halogénure.
27. Procédé de fabrication de nanoparticules selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'il comprend l'addition d'agents surfactants sans halogénure pour remplacer les agents surfactants ayant un contre-ion halogénure, et l'élimination des agents surfactants ayant un contre-ion halogénure.
Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce que l'agent surfactant sans halogénure est choisi parmi le groupe comprenant le nitrate de cétrimonium, l'hydroxyde de cétrimonium, le nitrate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium, le sulfate de cétrimonium, le sulfate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium, le phosphate de cétrimonium, le phosphate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl- ammonium, le Triton® X-100, le nonaéthylène glycol monododécyl éther, N- nonanoyl-N-méthylglucamine, le Nonidet® P40, le nonyl β-D-glucopyranoside, l'octaéthylène glycol monododécyl éther et le sodium dodécylsulfate.
Procédé de fabrication d'une suspension stable de nanoparticules selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, comprenant :
- la préparation de nanoparticules cœur-coquille comprenant un cœur composé d'au moins un premier matériau métallique à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, et une coquille métallique réalisée dans un second matériau à base d'au moins un métal présentant une résonance plasmonique dans le domaine choisi parmi le domaine de l'ultraviolet, le domaine du visible et le domaine du proche infrarouge, ledit second matériau étant différent du premier matériau, par formation d'une couche du second matériau autour des nanoparticules du premier matériau en présence d'agents surfactants ayant un contre-ion halogénure,
- l'addition d'agents surfactants sans halogénure pour remplacer les agents surfactants ayant un contre-ion halogénure, et
- l'élimination desdits agents surfactants ayant un contre-ion halogénure.
Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que l'agent surfactant sans halogénure est choisi parmi le groupe comprenant le nitrate de cétrimonium, l'hydroxyde de cétrimonium, le nitrate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium, le sulfate de cétrimonium, le sulfate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl-ammonium, le phosphate de cétrimonium, le phosphate d'hexadécyl-diméthyl-benzyl- ammonium, le Triton® X-100, le nonaéthylène glycol monododécyl éther, N- nonanoyl-N-méthylglucamine, le Nonidet® P40, le nonyl β-D-glucopyranoside, l'octaéthylène glycol monododécyl éther et le sodium dodécylsulfate.
Utilisation de nanoparticules cœur-coquille selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 comme marqueur d'une molécule biologique dans un dispositif de test par immunochromatographie.
PCT/EP2012/071855 2011-11-15 2012-11-05 Nanoparticules coeur-coquille métal-silice, procédé de fabrication et dispositif de test par immunochromatographie comprenant de telles nanoparticules WO2013072213A2 (fr)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020147015643A KR20140092390A (ko) 2011-11-15 2012-11-05 금속/실리카 코어/쉘 나노입자들, 제조방법 및 이러한 나노입자들을 포함하는 면역크로마토그래피 테스트 장치
JP2014541602A JP2015507078A (ja) 2011-11-15 2012-11-05 金属／シリカコア／シェルナノ粒子、および作製方法、ならびに該粒子を含む免疫クロマトグラフィー検査デバイス
US14/358,154 US20140308756A1 (en) 2011-11-15 2012-11-05 Metal/silica core/shell nanoparticles, manufacturing process and immunochromatographic test device comprising such nanoparticles
EP12783974.4A EP2780710A2 (fr) 2011-11-15 2012-11-05 Nanoparticules coeur-coquille métal-silice, procédé de fabrication et dispositif de test par immunochromatographie comprenant de telles nanoparticules
CN201280056008.9A CN103988081A (zh) 2011-11-15 2012-11-05 金属/二氧化硅芯/壳纳米颗粒、制造工艺以及包括该纳米颗粒的免疫层析测试装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH01825/11 2011-11-15
CH01825/11A CH705758B1 (fr) 2011-11-15 2011-11-15 Nanoparticules cœur-coquille métal-silice, procédé de fabrication et dispositif de test par immunochromatographie comprenant de telles nanoparticules.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2013072213A2 true WO2013072213A2 (fr) 2013-05-23
WO2013072213A3 WO2013072213A3 (fr) 2013-08-01

Family

ID=47148789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/071855 WO2013072213A2 (fr) 2011-11-15 2012-11-05 Nanoparticules coeur-coquille métal-silice, procédé de fabrication et dispositif de test par immunochromatographie comprenant de telles nanoparticules

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20140308756A1 (fr)
EP (1) EP2780710A2 (fr)
JP (1) JP2015507078A (fr)
KR (1) KR20140092390A (fr)
CN (1) CN103988081A (fr)
CH (1) CH705758B1 (fr)
WO (1) WO2013072213A2 (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015147766A (ja) * 2014-02-06 2015-08-20 メルフェール インストルメンツ ホールディング エスアエールエル 歯内療法のためのナノ粒子含有洗浄溶液
CN106324260A (zh) * 2016-11-10 2017-01-11 中国科学院成都生物研究所 一种牛血清白蛋白检测探针及其制备方法和应用
CN114951636A (zh) * 2022-07-11 2022-08-30 中国石油大学(华东) 银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构及其制备方法和应用

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10732178B2 (en) * 2013-01-29 2020-08-04 Bio-Rad Haifa Ltd. Detection assays employing magnetic nanoparticles
US10794904B2 (en) 2013-03-15 2020-10-06 Nicoya Lifesciences Inc. Self-referencing sensor for chemical detection
WO2015171892A1 (fr) * 2014-05-07 2015-11-12 Yadong Yin Nanostructures entièrement alliées à base d'argent/or
CN104551008B (zh) * 2015-01-16 2016-08-17 吉林大学 一种光谱可调的金纳米壳的制备方法
CN106198967A (zh) * 2015-04-29 2016-12-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 海鲜产品检测试剂盒、其制备方法及应用
US10935545B2 (en) 2015-05-13 2021-03-02 Slsbio Co., Ltd. Simultaneous analysis method for multiple targets using multiple metal nano-tags
CN117434261A (zh) 2015-08-04 2024-01-23 硕腾服务有限责任公司 基于溶液的等离子体特异性结合配偶体测定中的信号放大
US20170234874A1 (en) * 2015-10-07 2017-08-17 Clearbridge Biophotonics Pte Ltd. Integrated visual morphology and cell protein expression using resonance-light scattering
US11867699B2 (en) 2016-06-10 2024-01-09 The University Of Queensland Detecting an analyte
FR3057470B1 (fr) * 2016-10-13 2021-01-29 Univ Paris Diderot Synthese de nanoparticules cœur-coquille et applications de ces nanoparticules pour la spectroscopie raman exaltee de surface
AU2018212009B2 (en) 2017-01-30 2022-07-14 Zoetis Services Llc Solution-based plasmon specific-binding partner assays and metallic nanostructures
JP6923778B2 (ja) * 2017-02-10 2021-08-25 国立大学法人山梨大学 シリカコーティングされた高分散性金ナノロッドの合成方法及び合成された金ナノロッドの分散液
CN108746603A (zh) * 2018-05-31 2018-11-06 西安邮电大学 一种单分散Au-Ag合金@SiO2复合纳米颗粒的制备方法
EP3851854A4 (fr) * 2018-10-17 2022-06-29 Ezdiatech Inc. Microparticule de détection de biomatériau et procédé de détection de biomatériau l'utilisant
CN109752536B (zh) * 2018-12-04 2022-03-15 浙江工业大学 基于金纳米颗粒高效组装结构的光学探针及其制备与应用
EP4061560A1 (fr) * 2019-11-22 2022-09-28 Ludwig-Maximilians-Universität München Procédé de fabrication de nanoparticules dans une solution aqueuse fournissant une fonctionnalisation et une agrégation inhibée en une seule étape
CN111068722A (zh) * 2019-12-28 2020-04-28 合肥学院 一种溴化银/二氧化硅复合粉体及其制备方法
WO2021221574A1 (fr) * 2020-04-30 2021-11-04 İstanbul Sabahatti̇n Zai̇m Üni̇versi̇tesi̇ Fabrication de points quantiques de si par procédé uv et ce dernier
CN112103393B (zh) * 2020-09-18 2023-10-10 隆基绿能科技股份有限公司 等离子激元结构及钙钛矿光电器件
KR102660010B1 (ko) * 2022-03-17 2024-04-25 울산대학교 산학협력단 메조포러스 실리카 쉘 코팅된 단일 금 나노로드를 포함하는 다기능성 배향 탐침

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001057522A2 (fr) 2000-02-07 2001-08-09 Quantum Dot Corporation Methodes immunochromatographiques destinees a detecter une substance dans un echantillon par l'emploi de nanocristaux semi-conducteurs comme agents de marquage detectables
WO2008030546A2 (fr) 2006-09-06 2008-03-13 Ouantrx Biomedical Corporation Bandelette réactive pour chromatographie avec marqueur mobile
US20100150828A1 (en) 2008-12-17 2010-06-17 National Health Research Institutes Radioactive gold nanoparticles and methods of making and using them

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1698582A (zh) * 2005-04-29 2005-11-23 同济大学 表面包硅的近红外荧光磁性纳米粒子及其制备方法和应用
EP2342161A4 (fr) * 2008-10-03 2012-11-07 Life Technologies Corp Nanocristaux modifiés par un ou des sulfonates
CN101789295B (zh) * 2009-12-22 2012-07-04 湖南大学 金壳磁性纳米颗粒及其制备和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001057522A2 (fr) 2000-02-07 2001-08-09 Quantum Dot Corporation Methodes immunochromatographiques destinees a detecter une substance dans un echantillon par l'emploi de nanocristaux semi-conducteurs comme agents de marquage detectables
WO2008030546A2 (fr) 2006-09-06 2008-03-13 Ouantrx Biomedical Corporation Bandelette réactive pour chromatographie avec marqueur mobile
US20100150828A1 (en) 2008-12-17 2010-06-17 National Health Research Institutes Radioactive gold nanoparticles and methods of making and using them

Non-Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAGWE, R.P.; HILLIARD, L.R.; TAN, W., LANGMUIR, vol. 22, 2006, pages 435
CHEN, X.; LIU, H.; ZHOU, X.; HU, J., NANOSCALE ROYAL SOCIETY OF CHEMISTRY UK, vol. 2, no. 12, November 2010 (2010-11-01), pages 2841 - 2846
GLUODENIS, M.; FOSS, C. A., J. PHYS. CHEM. B, vol. 106, 2002, pages 9484 - 9489
GORELIKOV, 1.; MATSUURA, N., NANO LETT., vol. 8, 2008, pages 369 - 373
HUANG, C.-C.; YANG, Z.; CHANG, H.-T., LANGMUIR, vol. 20, 2004, pages 6089 - 6092
JAIN, P. K.; LEE, K. S.; EI-SAYED, 1. H.; EI-SAYED, M. A., J. PHYS. CHEM. B, vol. 110, 2006, pages 7238 - 7248
JAIN, P. K.; LEE, K. S.;; EI-SAYED, 1. H.; EI-SAYED, M. A., J. PHYS. CHEM. B, vol. 110, 2006, pages 7238 - 7248
LIU; GUYOT-SIONNEST, P., THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, vol. 108, 2004, pages 5882 - 5888
NIKOOBAKHT, B.; EI-SAYED, M., A. CHEM. MATER., vol. 15, 2003, pages 1957 - 1962
PARK, K.; VAIA, R. A., ADVANCED MATERIALS, vol. 20, 2008, pages 3882 - 3886
THOMPSON, D. G.; ENRIGHT, A.; FAULDS, K.; SMITH, W. E.; GRAHAM, D., ANALYTICAL CHEMISTRY, vol. 80, 2008, pages 2805 - 2810
VENKATARAMASUBRAMANI, M.; TANG, L.; MCGORON, A. J.; LI, C.-Z.; LIN, W.-C.; MAGJAREVIC, R., IFMBE PROCCEDING, vol. 24, 2009, pages 199 - 202
WANG, G.; CHEN, Z.; CHEN, L., NANOSCALE, vol. 3, pages 1756 - 1759
WU, C.; XU, Q.-H., LANGMUIR, vol. 25, 2009, pages 9441 - 9446
YANG, Z.; LIN, Y.-W.; TSENG, W.-L.; CHANG, H.-T., JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY, vol. 15, 2005, pages 2450 - 2454

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015147766A (ja) * 2014-02-06 2015-08-20 メルフェール インストルメンツ ホールディング エスアエールエル 歯内療法のためのナノ粒子含有洗浄溶液
CN106324260A (zh) * 2016-11-10 2017-01-11 中国科学院成都生物研究所 一种牛血清白蛋白检测探针及其制备方法和应用
CN106324260B (zh) * 2016-11-10 2018-06-22 中国科学院成都生物研究所 一种牛血清白蛋白检测探针及其制备方法和应用
CN114951636A (zh) * 2022-07-11 2022-08-30 中国石油大学(华东) 银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构及其制备方法和应用
CN114951636B (zh) * 2022-07-11 2023-09-29 中国石油大学(华东) 银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
EP2780710A2 (fr) 2014-09-24
JP2015507078A (ja) 2015-03-05
CH705758A1 (fr) 2013-05-15
KR20140092390A (ko) 2014-07-23
WO2013072213A3 (fr) 2013-08-01
CH705758B1 (fr) 2016-03-31
CN103988081A (zh) 2014-08-13
US20140308756A1 (en) 2014-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2780710A2 (fr) Nanoparticules coeur-coquille métal-silice, procédé de fabrication et dispositif de test par immunochromatographie comprenant de telles nanoparticules
Yaraki et al. Metal nanoparticles‐enhanced biosensors: synthesis, design and applications in fluorescence enhancement and surface‐enhanced Raman scattering
Küstner et al. SERS labels for red laser excitation: Silica‐encapsulated SAMs on tunable gold/silver nanoshells
Nakamura et al. One-pot synthesis and characterization of three kinds of thiol− organosilica nanoparticles
Wang et al. Synthesis, assembly, and biofunctionalization of silica‐coated gold nanorods for colorimetric biosensing
Song et al. Amplifying the signal of localized surface plasmon resonance sensing for the sensitive detection of Escherichia coli O157: H7
KR102153948B1 (ko) 이방성 이중금속 나노스타, 이의 나노클러스터 구조체, 제조방법 및 이의 응용
WO2018069646A1 (fr) Synthese de nanoparticules cœur-coquille et applications de ces nanoparticules pour la spectroscopie raman exaltee de surface
US20070141726A1 (en) Detection via switchable emission of nanocrystals
FR2863053A1 (fr) Nouvelles sondes hybrides a luminescence exaltee
EP2932243B1 (fr) Nanoparticules de métal noble enrobées de colorant et encapsulées dotées de propriétés améliorées de diffusion raman exaltée de surface, utilisées comme agents de contraste
RU2578439C2 (ru) Способ нанесения покрытия на наночастицы
JP6440166B2 (ja) イムノクロマトキット
JP4699301B2 (ja) 金属ナノ微粒子複合体およびその製造方法
Gong et al. Novel dye-embedded core-shell nanoparticles as surface-enhanced Raman scattering tags for immunoassay
Fahimi-Kashani et al. Plasmonic noble metal (Ag and Au) nanoparticles: From basics to colorimetric sensing applications
Ha et al. Fabrication of Remarkably Bright QD Densely‐Embedded Silica Nanoparticle
Huy et al. Novel aspartic chiral optical sensor based on β-cyclodextrin-functionalized CdTe nanoparticles
Wadekar et al. A review on gold nanoprticles synthesis and characterization
Sui et al. Fluorescent (Au@ SiO 2) SiC nanohybrids: influence of gold nanoparticle diameter and SiC nanoparticle surface density
JP5224359B2 (ja) カルボキシル基を有する有機色素分子を含有するシリカナノ粒子の製造方法、前記製造方法により得られたシリカナノ粒子、それを用いた標識試薬
JP5381711B2 (ja) 半導体ナノ粒子蛍光体の集合体、その製造方法、およびそれを用いた単一分子観察方法
TWI499554B (zh) 具高度選擇性的生物感測材料及方法
RU2370310C1 (ru) Способ получения хемосенсорных пленок
KR20230067900A (ko) 고감도 다중 의료진단 시약으로 응용 가능한 실리카 껍질로 씌워진 코어-위성 나노 조립체 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12783974

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014541602

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14358154

Country of ref document: US

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2012783974

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012783974

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147015643

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A