用于增强成像的金属复合物制造技术

本文公开了可用于基于增强荧光的成像技术和测定的组合物和系统。本公开内容的组合物和系统可为在可见光和近红外光中，例如，跨越约400nm至约2100nm具有激发和发射的荧光分子提供提高的荧光。本文还提供了通过使用本公开内容的组合物和系统的基于荧光检测的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强成像的金属复合物交叉引用本申请要求提交于2014年11月5日的第62/075,785号美国临时申请以及提交于2015年7月15日的第62/192,672号美国临时申请的权益，所述申请中的每一个均通过引用而全文并入本文。
技术介绍
在极低浓度下特异性地快速检测化学物质和生物物质的能力正变得越来越重要，尤其是在环境、法医和医疗领域中。因为病原性物质即使在低浓度下存在也可能带来严重的病理学后果，所以对低水平的病原性物质如造成生物威胁的物质的检测例如可提供这类物质对环境污染的关键性测量。因此，灵敏的检测装置使得能够在这类病原体造成重大危害之前将其消除。在许多生物医学应用以及医疗和食品产业中，也越来越需要生物物质的快速和定量检测。根据分子和应用，可使用广泛不同的一组技术来检测生物分子，诸如核酸、蛋白质、抗体、亚细胞囊泡、细胞和组织。基于荧光的检测已经成为生物医学、生物学以及相关科学领域中的主要感测技术之一，例如，流式细胞术、基因测序、免疫分析、免疫组织化学成像(IHC)和免疫荧光成像、单分子成像以及荧光原位杂交(FISH)。然而，对于高灵敏度、高速度、高信噪比应用而言，此类技术常常遭遇荧光信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在基底上包含凸起的纳米结构的薄膜，其中：所述薄膜的纳米结构包含银包金纳米颗粒；所述纳米结构彼此被间隙隔开；并且相对于在不存在所述薄膜的情况下从邻近于所述基底的荧光团获得的荧光信号，来自邻近于所述薄膜的荧光团的荧光信号的强度增强。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.05 US 62/075,785;2015.07.15 US 62/192,6721.一种在基底上包含凸起的纳米结构的薄膜，其中：所述薄膜的纳米结构包含银包金纳米颗粒；所述纳米结构彼此被间隙隔开；并且相对于在不存在所述薄膜的情况下从邻近于所述基底的荧光团获得的荧光信号，来自邻近于所述薄膜的荧光团的荧光信号的强度增强。2.如权利要求1所述的薄膜，其中所述间隙具有5nm至50nm的宽度和5nm至1000nm的长度。3.如权利要求1所述的薄膜，其中所述纳米结构具有50nm至500nm的平均宽度和平均长度。4.如权利要求3所述的薄膜，其中所述纳米结构具有100nm至200nm的平均宽度和平均长度。5.如权利要求1所述的薄膜，其中所述薄膜具有1000nm2至250,000nm2的纳米片大小。6.如权利要求1所述的薄膜，其中所述薄膜包含不规则特征和异质结构。7.如权利要求1所述的薄膜，其中所述薄膜的高度为5nm至500nm。8.如权利要求1所述的薄膜，其中根据电子显微镜成像和导电性，所述薄膜通过渗流路径和导电是半连续的。9.如权利要求1所述的薄膜，其中根据电子显微镜成像和导电性，所述薄膜是不连续的。10.如权利要求1所述的薄膜，其中荧光信号在400nm至2100nm的范围内。11.如权利要求1所述的薄膜，其中所述薄膜产生约400nm至约2100nm的等离子体。12.如权利要求1所述的薄膜，其中对于在所述薄膜表面1000nm内的荧光团，荧光信号得到增强。13.如权利要求1所述的薄膜，其中所述荧光团为具有约700nm至约800nm的发射的近红外荧光团，并且所述荧光信号的强度增强至少30倍。14.如权利要求13所述的薄膜，其中所述荧光信号的强度增强至少100倍。15.如权利要求13所述的薄膜，其中所述近红外荧光团为IR680或IR800。16.如权利要求1所述的薄膜，其中所述荧光团为具有约400nm至约700nm的发射的可见光染料，并且所述荧光信号的强度增强至少3倍。17.如权利要求16所述的薄膜，其中所述荧光信号的强度增强至少30倍。18.如权利要求16所述的薄膜，其中所述可见光染料为DAPI、Alexa488、Cy3或Cy5。19.如权利要求1所述的薄膜，其中所述基底包含选自下组的一种或多种材料：玻璃、聚苯乙烯、石英、硅石、尼龙、硝酸纤维素、聚氯乙烯、聚多巴胺、聚二甲基硅氧烷、聚偏二氟乙烯、硅、二氧化硅、聚合物、氧化铁和塑料。20.如权利要求1所述的薄膜，其中所述基底包含平坦表面、弯曲表面、球形表面、多孔板中的孔或三维多孔膜。21.如权利要求1所述的薄膜，其中所述基底为具有或不具有磁芯的珠子。22.如权利要求21所述的薄膜，其中所述珠子的直径为0.05微米至200微米。23.如权利要求21所述的薄膜，其中所述珠子在容器中，如96孔板或384孔板的孔中。24.如权利要求1所述的薄膜，其进一步包含在所述薄膜上的结合元件阵列，其中所述结合元件与分析物结合。25.如权利要求24所述的薄膜，其中所述结合元件阵列包含多个不同的结合元件，其每一个均结合不同的分析物。26.如权利要求24所述的薄膜，其中所述结合元件选自蛋白质、抗体、抗原结合抗体片段、细胞、适体、肽、多核苷酸、外来体和组织切片。27.如权利要求24所述的薄膜，其中所述结合元件为用于检测样品中的抗体的抗原。28.如权利要求27所述的薄膜，其中所述抗原结合选自下组的一种或多种抗体：总人IgG、IgM、IgA和IgE；抗HLA抗体；抗dsDNA抗体；抗Smith抗体；系统性红斑狼疮(SLE)的诊断抗体，如抗核小体、抗U1RNP和抗P0抗体；心血管疾病的诊断抗体；弓形体病、风疹、狂犬病、登革热、疟疾、莱姆病、非洲锥虫病、霍乱、隐孢子虫病、登革、流感、日本脑炎、利什曼病、麻疹、脑膜炎、盘尾丝虫病、肺炎、结核病、伤寒或黄热病的诊断抗体；CMV、HSV-1/2、HBA、HBV、HCV、HDV、HIV、HPV、埃博拉病毒、轮状病毒、人白细胞抗原、甲状腺刺激激素受体(TSHR)、甲状腺过氧化物、甲状腺球蛋白、组织转谷氨酰胺酶(tTG)、肌内膜、脱酰胺麦醇溶蛋白肽的特异性抗体；以及选自p53、NY-ESO-1、MAGEA4、HuD、CAGE、GBU4-5和SOX2的肿瘤相关抗原的特异性抗体。29.如权利要求24所述的薄膜，其中所述分析物为蛋白质、抗体、肽、核酸、酶、细胞、外来体、无细胞DNA或组织。30.如权利要求24所述的薄膜，其中所述分析物为受试者状况的生物标志物。31.如权利要求30所述的薄膜，其中所述分析物为炎性细胞因子、心血管疾病的生物标志物、传染病的生物标志物、炎性肠病的生物标志物或癌症的生物标志物。32.如权利要求31所述的薄膜，其中(a)所述分析物为心血管疾病的生物标志物，选自肌钙蛋白I、c反应蛋白(CRP)、NT-ProBNP，以及针对膜联蛋白A5、SDHA、ATP1A3、肌联蛋白、肌球蛋白、ADBRK、EDNRA、EDNRB、AGTR1、CHRM2或HSPD的抗体；(b)所述分析物为传染病的生物标志物，选自乙型肝炎病毒(HBV)核心抗原、HBV表面抗原、登革热NS1抗原，以及针对鼠弓形体、风疹、CMV、HCV、HIV、梅毒和HSV中一种或多种的抗体；或(c)所述分析物为癌症的生物标志物，选自前列腺特异性抗原(PSA)、癌胚抗原(CEA)、癌抗原-125(CA125)、AFP、SCC、CA19-9、CA242、NSE、Cyfa21-1、CA15-3和总T-PSA。33.如权利要求27所述的薄膜，其中所述抗原包括(a)一种或多种鼠弓形体抗原、一种或多种风疹抗原、一种或多种CMV抗原以及一种或多种HSV抗原；以及可选的(b)一种或多种梅毒抗原和一种或多种HIV抗原。34.一种制备如权利要求1所述的薄膜的方法，所述方法包括：将金(Au)纳米颗粒种子吸附在基底上，或使Au纳米颗粒种子在基底上的溶液相或蒸气相中生长；以及使银纳米结构围绕所述金纳米颗粒种子生长。35.一种检测分析物的方法，所述方法包括：提供在基底上包含凸起的纳米结构的薄膜，其中所述薄膜的纳米结构包含银包金纳米颗粒，并且所述纳米结构彼此被间隙隔开；将分析物和针对该分析物的标记物施加至所述薄膜，其中所述标记物包含荧光团；以及通过检测所述荧光团的荧光信号来检测所述分析物，其中相对于在不存在所述薄膜的情况下所述荧光团的荧光信号，所述荧光信号的强度增强。36.如权利要求35所述的方法，其中所述薄膜具有一种或多种以下特性：所述间隙具有5nm至50nm的宽度和5nm至200nm的长度；所述纳米结构具有50nm至500nm的平均宽度和平均长度；所述薄膜具有1000nm2至250,000nm2的纳米片大小；所述薄膜的高度为5nm至500nm；所述薄膜包含不规则特征和异质结构；所述薄膜提供约400nm至约2100nm的等离子体；所述基底包含平坦表面、弯曲表面、球形表面或三维多孔膜；以及所述基底为珠子。37.如权利要求35所述的方法，其中荧光信号在400nm至2100nm的范围内。38.如权利要求35所述的方法，其中对于在所述薄膜表面1000nm内的荧光团，荧光信号得到增强。39.如权利要求35所述的方法，其中所述荧光团为具有约700nm至约800nm的发射的近红外荧光团，并且所述荧光信号的强度增强至少30倍。40.如权利要求35所述的方法，其中所述荧光团为具有约400nm至约700nm的发射的可见光染料，并且所述荧光信号的强度提高至少3倍。41.如权利要求35所述的方法，其进一步包括根据检测所述荧光信号而确定所述分析物的浓度、身份或位置。42.如权利要求35所述的方法，其中(i)所述分析物与所述标记物结合，(ii)所述分析物在表面上，并且(iii)步骤(b)包括将所述薄膜施加于所述表面上的分析物。43.如权利要求42所述的方法，其中所述分析物通过缀合至所述表面的结合元件而结合至所述表面。44.如权利要求43所述的方法，其中所述表面为DNA微阵列、RNA微阵列、miRNA微阵列、肽微阵列、抗原微阵列、蛋白质微阵列或抗体微阵列。45.如权利要求42所述的方法，其中所述分析物为炎性细胞因子、心血管疾病的生物标志物、传染病的生物标志物或癌症的生物标志物。46.如权利要求45所述的方法，其中(a)所述分析物为心血管疾病的生物标志物，选自肌钙蛋白I、c反应蛋白(CRP)、NT-ProBNP，以及针对膜联蛋白A5、SDHA、ATP1A3、肌联蛋白、肌球蛋白、ADBRK、EDNRA、EDNRB、AGTR1、CHRM2或HSPD的抗体；(b)所述分析物为传染病的生物标志物，选自乙型肝炎病毒(HBV)核心抗原、HBV表面抗原、登革热NS1抗原，以及针对鼠弓形体、风疹、HCV、HSV、HIV、梅毒和CMV中一种或多种的抗体；或(c)所述分析物为癌症的生物标志物，选自前列腺特异性抗原(PSA)、癌胚抗原(CEA)、癌抗原-125(CA125)、AFP、SCC、CA19-9、CA242、NSE、Cyfa21-1、CA15-3和总T-PSA。47.如权利要求42所述的方法，其中步骤(c)包括通过显微镜或扫描仪进行成像。48.如权利要求35所述的方法，其中所述薄膜进一步包含在所述薄膜上的结合元件阵列，其中所述结合元件与所述分析物结合。49.如权利要求48所述的方法，其中所述结合元件选自蛋白质、抗体、抗原结合抗体片段、细胞、外来体、无细胞DNA、适体和多核苷酸。50.如权利要求48所述的方法，其中所述结合元件为用于检测样品中的抗体的抗原。51.如权利要求48所述的方法，其中所述分析物为蛋白质、抗体、肽、核酸、酶、细胞、外来体、无细胞DNA或组织。52.如权利要求48所述的方法，其中所述分析物为受试者状况的生物标志物。53.如权利要求35所述的方法，其中将多种不同的分析物和相应的多种不同的标记物施加至所述薄膜，并在单次测定中检测所述不同标记物中的每一种。54.如权利要求35所述的方法，其中所述分析物来自受试者的样品。55.如权利要求54所述的方法，其进一步包括根据检测所述荧光信号而鉴别所述样品中细胞的表型。56.如权利要求55所述的方法，其中所述表型为癌症。57.如权利要求48所述的方法，其中所述阵列包含在已知位置缀合至所述薄膜的多个不同结合元件，该结合元件中的每一个结合不同的分析物；并且所述方法进一步包括基于所检测到的荧光信号的位置来鉴别分析物。58.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：约书亚·T·罗宾逊，唐梅杰，赵苏，戴宏杰，
申请(专利权)人：尼尔米达斯生物技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US