DE60218840T2 - Nicht legierende Core-Shell-Nanopartikel - Google Patents

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Description

  • Gegenstand der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Kern/Schale-Nanopartikel, Materialien auf Basis von Kern/Schale-Nanopartikeln, Kits, die diese Kern/Schale-Nanopartikel enthalten, und Verfahren zur Herstellung und Verwendung von Kern/Schale-Nanopartikel zur Detektion von Zielmolekülen, einschließlich von Nukleinsäuren, Peptiden und Proteinen. Insbesondere betrifft die Erfindung DNA-modifizierte Kern/Schale-Nanopartikel und ihre Verwendung zur Detektion von Zielmolekülen, wie Nukleinsäuren.
  • Hintergrund der Erfindung
  • 1996 wurde über ein Verfahren zur Verwendung von Biomolekülen, wie DNA, berichtet und über ihre Eigenschaften zur molekularen Erkennung, um den Aufbau von nanopartikulären Bausteinen, die mit komplementären Elementen zur Erkennung modifiziert sind, zu funktionellen Materialien zu steuern1. Diese Materialien fanden breite Anwendung bei der Entwicklung von hochempfindlichen und selektiven Diagnoseverfahren für DNA2. Dieses Materialsyntheseverfahren wurde auf einen breiten Bereich von Biomolekülen, einschließlich Peptiden und Proteinen3, und auf eine bescheidene Sammlung von Nanopartikeln, einschließlich Gold und Halbleiter-Quantenpunkte4-9 ausgedehnt. In jedem Fall müssen, wenn eine neue Nanopartikelzusammensetzung entwickelt wird, neue Verfahren zur Modifizierung entwickelt werden, um die Biomoleküle auf der Oberfläche der gewünschten Partikel zu immobilisieren. Dieser Ansatz fand intensive Anwendung, jedoch mit beschränktem Erfolg. Die Verfahren zur Modifizierung von Gold-Nanopartikeln wurden jetzt optimiert und für einen breiten Bereich von Partikelgrößen und Oberflächenzusammensetzungen, einschließlich Kügelchen und Stäbchen, verallgemeinert1,2,4,10. Gold-Partikel lassen sich besonders leicht modifizieren, da sie häufig mit einer schwach bindenden Schicht geladener Liganden (z.B. Citrate) stabilisiert sind, die durch Moleküle mit chemischen Funktionalitäten, die sich stärker (z.B. Thiole, Amine und Disulfide) an die Oberfläche binden als diese Liganden, ersetzt werden können. Die CdSe und CdS Quantenpunkte erwiesen sich als schwieriger zu modifizieren, da sie eine Schicht eines oberflächenaktiven Mittels besitzen, die sehr fest an ihre Oberflächen gebunden und folglich schwer zu ersetzen ist5. Bislang wurden keine erfolgreichen Wege zur Erzeugung von stabilen Oligonukleotide-Konjugaten mit Silber-Nanopartikeln entwickelt, hauptsächlich deshalb, weil sie unter den Bedingungen, bei der DNA-Hybridisierung bewirkt wird, zur chemischen Zersetzung neigen. Ein größerer Fortschritt wäre es, ein Verfahren zu entwerfen, mit dem Partikel mit den physikalischen Eigenschaften einer gewählten Nanopartikel-Zusammensetzung, jedoch mit der Oberflächenchemie von Gold, konstruiert werden können. Hierin wird ein Niedertemperaturverfahren zur Erzeugung von Kern/Schale-Partikeln bereitgestellt, die unter Verwendung der bewährten Herstellungsverfahren reiner Gold-Partikel-Oligonukleotid-Konjugate2d aus einem Silberkern und einer nicht-legierenden Gold-Schale bestehen, die leicht mit Oligonukleotiden funktionalisiert werden kann. Darüber hinaus kann die neue Nanopartikel-Zusammensetzung verwendet werden, um ein colorimetrisches Detektionssystem zugänglich zu machen, das sich vom reinen Gold-System unterscheidet2a,2d.
  • Die Abscheidung diskreter Gold-Partikel auf TiO2 ist in Colloids and Surfaces A: Physiochemical and Engineering Aspects, 131, Nr. 1-3, 1998, Seiten 271-280, offenbart. Mikrokristalline Gold-Partikel bildeten sich auf der Oberfläche der TiO2-Kern-Partikel, aber es bildete sich eigentlich keine Schale auf den TiO2-Kernen.
  • Radiation Physics and Chemistry, 54, Nr. 5, 1999, Seiten 463-473, betrifft die radiolytische Erzeugung von zweilagigen Pt/Au/Pt-Kern-Schale-Clustern, indem Gold- und Platinkolloide kurz vor der Bestrahlung des Gemisches mit hohen und geringen Bestrahlungsdosen gemischt wurden.
  • WO 01/06257 A betrifft Metall-Nanoschalen für biosensorische Anwendungen mit nicht-leitenden Kernen.
  • WO 98/04740 A offenbart Gold-Nanopartikel mit daran gebundenen Oligonukleotiden und ihre Verwendung zur Detektion der Anwesenheit einer Nukleinsäure.
  • Kurze Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Komposit-Kern/Schale-Nanopartikel, Zusammensetzungen und Kits, die diese Kern/Schale-Nanopartikel enthalten, und Verfahren zur Herstellung und Verwendung der Komposit-Kern/Schale-Nanopartikel, insbesondere Ag/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel, zur Detektion von Zielmolekülen wie Nukleinsäuren, Proteinen und dergleichen. Diese Ag/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel wurden durch Reduktion von HAuCl4 mit NaBH4 in Gegenwart von Ag-Nanopartikel-„Templaten" hergestellt und durch UV-VIS-Spektroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und energiedispersive Röntgenmikroanalyse (EDX) charakterisiert. Signifikanterweise legieren diese Partikel nicht, wodurch sich Strukturen mit den optischen Eigenschaften von Silber und der Oberflächenchemie und der hohen Stabilität von Au ergeben. Experimentelle und theoretische Daten erhärten die Strukturcharakterisierung dieser neuen Materialien als Silber-Kerne (~12 nm im Durchmesser), beschichtet mit einer annähernd einatomigen Monoschicht aus Gold (~3Å). Die Kern/Schale-Nanopartikel können weiterhin mit Alkanthiololigonukleotiden modifiziert werden, wobei sich Strukturen bilden, die eine reversible Hybridisierung mit komplementären Oligonukleotiden durchlaufen, um so ausgedehnte Nanopartikel-Netzwerkstrukturen zu bilden. Beim Tüpfeln von aliquoten Mengen einer Lösung, die Oligonukleotid-modifizierte Nanopartikel ohne und mit DNA-Ziel enthält, auf eine Umkehrphasen-Aluminiumplatte kann ein deutlicher colorimetrischer Übergang von gelb nach dunkelbraun mit dem bloßem Auge beobachtet werden. Die optischen Eigenschaften der dispergierten und aggregierten Kern/Schale-Partikel bilden einen neuen colorimetrischen Kanal für die Detektion von DNA auf der Grundlage von Nanopartikeln.
  • Dementsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, ein einfaches Verfahren zur Herstellung von Kern/Schale-Nanopartikel mit den optischen, und vielen der physikalischen, Eigenschaften von Silber, jedoch der Stabilität von Gold bereitzustellen. Die Oberflächen dieser Nanopartikel kann mit einer Vielzahl von Einheiten modifiziert werden, wie beispielsweise mit natürlichen und synthetischen Polymeren, mit Molekülen, die zur selektiven Molekülerkennung fähig sind, einschließlich, jedoch nicht darauf limitiert, der Nukleotide, Nukleoside, Poly- oder Oligonukleotide, Proteine, Peptide, Kohlehydrate, Zucker und Haptene, wodurch die Nanopartikel mit nutzbaren Eigenschaften zur Bioerkennung ausgestattet werden.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines allgemeinen Verfahrens zur Herstellung von Kern/Schale-Partikeln mit physikalischen Eigenschaften nach Maß durch die Wahl des Kerns, z.B. Fe3O4, CdS, CdSe, Ag-Au-Legierung, Co, Cu, oder Pt, jedoch der Oberflächenchemie und Stabilität von nativen und Oligonukleotid-modifizierten, reinen Gold-Partikeln.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, Verfahren zur Detektion von Molekülen bereitzustellen, die zur selektiven Molekülerkennung in der Lage sind, umfassend die Verwendung von Kern/Schale-Nanopartikelsonden. Diese Verfahren umfassen das In-Kontakt-Bringen der Kern/Schale-Nanopartikelsonden mit einem oder mit einer Mehrzahl von Zielmolekülen unter Bedingungen, die die selektive Molekülerkennung ermöglichen, und die Detektion einer optischen Änderung. Die physikalischen Eigenschaften von bestimmten Kern/Schale-Nanopartikelsonden kann vielfältige zusätzliche Schritte in diesen Verfahren ermöglichen, wie beispielsweise Induzierung ihrer Migration durch Anlegen elektrischer oder magnetischer Felder.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, Nanomaterialien auf der Basis von Kern/Schale-Nanopartikeln der Erfindung bereitzustellen.
  • Diese und weitere Ziele der Erfindung werden im Lichte der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
  • 1 stellt dar (A) eine TEM-Aufnahme von Ag/Gold-Kern/Schale-Nanopartikeln; (B) EDX-Spektren von Silber-Kern-Nanopartikeln (gepunktete Linie) und von Silber/Gold-Kern/Schale-Nanopartikeln (durchgezogene Linie), wobei L und M Elektronenübergänge in die L- und M-Schale der Atome aus höheren Zuständen kennzeichnen; (C) UV-VIS-Spektren eines Silber-Kerns (gepunktete Linie) und einer Ag/Gold-Kern/Schale (durchgezogene Linie), wobei das Nebenbild das berechnete Extinktionsspektrum der Silber-Nanopartikel (gepunktete Linie) und der Ag/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel (durchgezogene Linie) zeigt; (D) die thermische Denaturierungskurve der Aggregate, die aus hybridisierten Oligonukleotid-modifizierten Ag/Gold-Kern/Schale-Nanopartikeln in einer Pufferlösung (0,3 M NaCl und 10 mM Phosphat-Puffer, pH = 7) gebildet wurden. Das Nebenbild zeigt die UV-VIS-Spektren von dispergierten Oligonukleotid-modifizierten Ag/Gold-Kern/Schale-Nanopartikeln (durchgezogene Linie) und aggregierten Oligonukleotid-modifizierten Ag/Gold-Kern/Schale-Nanopartikeln (gepunktete Linie), die über Hybridisierung gebildet wurden. Die Basensequenzen sind in 2A angegeben.
  • 2 stellt (A) Mercaptoalkyl-Oligonukleotid-modifizierte Ag/Gold-Kern/Schale-Partikel und Polynukleotid-Ziele dar. CS: Kern/Schale; Alkyl: Propyl (links) und Hexyl (rechts); DNA-Spottest unter Verwendung von: (B) 12,4 nm Ag/Gold-Nanopartikelsonden und (C) 13 nm Gold-Nanopartikelsonden: (I) ohne Ziel, (II) mit Ziel bei Raumtemperatur, (III) mit Ziel bei 58°C, einer Temperatur oberhalb der Tm (53°C) der hybridisierten DNA.
  • 3 stellt die relativen Stabilitäten von Ag, einer Ag/Au-Legierung und eines Ag/Au-Kern/Schale-Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugats bei verschiedenen Salzkonzentrationen dar.
  • 4 stellt die UV-VIS-Spektren eines Pt-Kerns (gepunktete Linie) und von Pt/Gold-Kern/Schale-Nanopartikeln (durchgezogene Linie) dar.
  • 5 stellt die UV-VIS-Spektren des Gold-Wachstums auf der Oberfläche von Fe3O4-Nanopartikeln bei 0, 0,3 nm, 0,6 nm und 0,9 nm Dicke dar.
  • 6 stellt den Kern/Schale-Ansatz zur Herstellung magnetischer Gold-Nanopartikel dar.
  • 7 stellt das Verhalten von Fe3O4/Gold-Kern/Schale-Partikeln als superparamagnetische Partikel in Gegenwart eines angelegten magnetischen Feldes dar. In Gegenwart eines magnetischen Feldes erscheint eine Lösung, die die magnetischen Gold-Nanopartikel enthält, rot. Wenn eine magnetische Kraft über einen Zeitraum von 2 h angewendet wird, wird die Lösung farblos und die Nanopartikel migrieren zur magnetischen Kraft.
  • 8: (A) und (B) magnetische Eigenschaften DNA-funktionalisierter Magneto-Gold-Nanopartikel; (C) TEM-Bild DNA-funktionalisierter Magneto-Gold-Nanopartikel (mittlerer Durchmesser = 18 nm, Dicke der Schale = 2 nm, (Kern-Durchmesser = 14 nm)); (D) Schmelzkurve für Magno-Gold-Nanopartikelsonden verbunden mit Ziel-DNA, Sonde a = 3'HS-A20-CTC CCT AAT AAT-5', Sonde b = 3'TTA TAA CTA TTC CTA-A20-SH5', Ziel a'b' = 5'-GAG GGA TTA TTG TTA...AAT ATT GAT AAG GAT-3'.
  • 9 stellt das TEM-Bild von Co-Nanopartikeln dar.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung Kern/Schale-Nanopartikel bereit, die einen Nanopartikel-Kern und eine Gold-Schale umfassen. Das Kernmaterial kann jedes dem Fachmann bekannte Nanopartikel umfassen, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Metall, Halbleiter und magnetische Nanopartikel. In der bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kernmaterial Metall oder magnetische Nanopartikel, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Ag, Pt, Fe, Co, Ni, FePt, FeAu, Fe3O4, Co3O4 und CdSe (oder CdS). Verfahren zur Herstellung derartiger Nanopartikel sind auf dem Fachgebiet gut bekannt. Siehe beispielsweise, z.B. Schmid, G. (Hrsg.), Clusters and Colloids (VCH, Weinheim, 1994); Hayat, M.A. (Hrsg.), Colloidal Gold: Principals, Methods, and Applications (Academic Press, San Diego, 1991); Massart, R., IEEE Transactions On Magnetics, 17, 1247 (1981); Ahmadi, T.S. et al., Science, 272, 1924 (1996); Henglein, A. et al., J. Phys. Chem., 99, 14129 (1995); Curtis A.C., et al. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 27, 1530 (1988).
  • In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung nicht-legierender Gold-Kern/Schale-Nanopartikel und Produkte, die daraus hergestellt sind, bereit. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst Bereitstellen eines inneren Nanopartikel-Kerns, gleichzeitiges Behandeln des Kerns mit einer ein Goldsalz umfassenden Lösung und einer ein Reduktionsmittel umfassenden Lösung und Isolieren der Kern/Schale-Nanopartikel. Das Verfahren stellt erstmalig eine nicht-legierende Gold-Schale bereit, die einen Nanopartikel-Kern umgibt. Diese nicht-legierenden Gold-Kern/Schale-Nanopartikel zeigen überraschende hervorragende spektroskopische Eigenschaften, die in herkömmlichen Gold-Kern/Schale-Nanopartikel nicht gefunden werden, und können mit Molekülen wie Nukleinsäuren und Rezeptoren funktionalisiert werden zur Erzeugung von Nanopartikel-Konjugaten, die sich zum Targeting und zur Detektion von Ziel-Analyten wie Nukleinsäuren, Antigenen, Proteinen, Kohlenhydraten und anderen Substanzen verwenden lassen.
  • Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Verfahren bei jeder Temperatur durchgeführt werden, die sich zur Herstellung einer nicht-legierenden, den Kern umgebenden Gold-Schale eignet. Im Allgemeinen hängt die Temperatur von der Wahl des Reaktionslösungsmittels ab, das bei der Erzeugung der Gold-Schale verwendet wird. Geeignete, jedoch nicht limitierende Beispiele des Reaktionslösungsmittels schließen Wasser, Ethanol, Methanol, Trinatriumcitratlösung, Ölsäure, Trioctylphosphinoxid und Trioctylphosphin ein. Bei der praktischen Durchführung der Erfindung ist die Trinatriumcitratlösung (0,3 mM) bevorzugt.
  • Bei der praktischen Durchführung der Erfindung liegt die Temperatur im Allgemeinen im Bereich von etwa 0°C bis etwa 45°C in Wasser oder wässrigen Reaktionslösungen. Bei organischen Lösemitteln liegt die Temperatur im Allgemeinen im Bereich von etwa 130°C bis etwa 180°C, wenn Ölsäure und Trioctylphosphinoxid verwendet werden.
  • Das Gold-Salz kann jedes geeignete Gold-Salz umfassen, einschließlich, jedoch nicht daruf beschränkt, HAuCl4, NaAuCl4, KAuCl4 oder KAu(CN)2. Bei der praktischen Durchführung der Erfindung ist HAuCl4 das bevorzugte Gold-Salz.
  • Das Reduktionsmittel kann jedes geeignete Reduktionsmittel umfassen, das in der Lage ist, die Wertigkeit des Golds, das die Gold-Salzlösung umfasst, zu reduzieren, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, NaBH4, Ascorbinsäure, NH2OH und N2H4. Bei der praktischen Durchführung der Erfindung ist NaBH4 das bevorzugte Reduktionsmittel.
  • In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung Kern/Schale-Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate bereit, die einen Nanopartikel-Kern, eine Gold-Schale, die das Nanopartikel umgibt, und ein Oligonukleotid umfassen, das an die Goldoberfläche des Kern/Schale-Nanopartikels gebunden ist. Zum Anbringen der Oligonukleotide an die Gold-Oberfläche kann jedes geeignetes Verfahren verwendet werden. Ein besonders bevorzugtes Verfahren zum Anbringen der Oligonukleotide an eine Gold-Oberfläche basiert auf einem Alterungsprozess, wie er in den U.S. Patentanmeldungen mit den Nummern 09/344,667, eingereicht am 25. Juni 1999; 09/603,830, eingereicht am 26. Juni 2000; 09/760,500, eingereicht am 12. Januar 2001; 09/820,279, eingereicht am 28. März 2001; 09/927,777, eingereicht am 10. August 2001, und in den internationalen Anmeldungen mit den Nummern PCT/US97/12783, eingereicht am 21. Juli 1997; PCT/US00/17507, eingereicht am 26. Juni 2000; PCT/US01/01190, eingereicht am 12. Januar 2001, und PCT/US01/10071, eingereicht am 28. März 2001, beschrieben ist. Der Alterungsprozess stellt Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate mit unerwarteter verbesserter Stabilität und Selektivität bereit. Das Verfahren umfasst Bereitstellen von Oligonukleotiden mit einer vorzugsweise kovalent daran gebundenen Einheit, die eine funktionelle Gruppe umfasst, die an die Nanopartikel binden können. Die Einheiten und funktionellen Gruppen sind jene, die eine Bindung (z.B. durch Chemisorption oder kovalente Bindung) der Oligonukleotide an die Nanopartikel ermöglichen. Zum Beispiel können Oligonukleotide mit einem Alkanthiol, einem Alkandisulfid oder einem zyklischen Disfulfid, die kovalent an ihre 5'- oder 3'-Enden gebunden sind, zur Bindung der Oligonukleotide an eine Vielzahl von Nanopartikeln, einschließlich Gold-Nanopartikeln, verwendet werden.
  • Die Oligonukleotide werden in Wasser mit den Nanopartikeln in Kontakt gebracht für eine Zeitspanne, die ausreichend ist, um zumindest einigen der Oligonukleotide die Anbindung an die Nanopartikel mittels der funktionellen Gruppen zu ermöglichen. Diese Zeitspannen können empirisch ermittelt werden. Zum Beispiel wurde gefunden, dass eine Zeitspanne von etwa 12-24 Stunden gute Ergebnisse ergibt. Andere geeignete Bedingungen zur Bindung der Oligonukleotide können auch empirisch bestimmt werden. Zum Beispiel ergibt eine Konzentration von etwa 10-20 nM an Nanopartikeln und eine Inkubation bei Raumtemperatur gute Ergebnisse.
  • Als nächstes wird mindestens ein Salz in das Wasser gegeben, um eine Salzlösung zu bilden. Das Salz kann jedes geeignete wasserlösliche Salz sein. Beispielsweise kann das Salz Natriumchlorid, Lithiumchlorid, Kaliumchlorid, Cäsiumchlorid, Ammoniumchlorid, Natriumnitrat, Lithiumnitrat, Cäsiumnitrat, Natriumacetat, Lithiumacetat, Cäsiumacetat, Ammoniumacetat, eine Kombination von zwei oder mehreren dieser Salze oder eines dieser Salze in einem Phosphatpuffer sein. Vorzugsweise wird das Salz als konzentrierte Lösung zugegeben, es kann aber auch als Feststoff zugegeben werden. Das Salz kann dem Wasser vollständig auf einmal oder das Salz kann schrittweise über die Zeit zugegeben werden. Bei „schrittweise über die Zeit" ist gemeint, dass das Salz in mindestens zwei Portionen in Intervallen, die zeitlich auseinander liegen, zugegeben wird. Geeignete Zeitintervalle können empirisch ermittelt werden.
  • Die Ionenstärke der Salzlösung muss ausreichend sein, um mindestens teilweise die elektrostatische Abstoßung der Oligonukleotide voneinander und entweder die elektrostatische Anziehung der negativ geladenen Oligonukleotide zu den positiv geladenen Nanopartikeln oder die elektrostatische Abstoßung der negativ geladenen Oligonukleotide von den negativ geladenen Nanopartikeln zu überwinden. Es wurde gefunden, dass die schrittweise Reduzierung der elektrostatischen Anziehung und Abstoßung durch die schrittweise Salzzugabe über die Zeit die höchste Oberflächendichte der Oligonukleotide auf den Nanopartikeln ergibt. Geeignete Ionenstärken können für jedes Salz oder Salzkombination empirisch ermittelt werden. Es wurde gefunden, dass eine Endkonzentration von Natriumchlorid von etwa 0,1 M bis etwa 1,0 M in Phosphatpuffer, vorzugsweise mit einer über die Zeit schrittweisen Erhöhung der Natriumchloridkonzentration, gute Ergebnisse liefert.
  • Nach der Salzzugabe werden die Oligonukleotide und die Nanopartikel in der Salzlösung über einen weiteren Zeitraum, der ausreichend ist, um die Anbindung ausreichend weiterer Oligonukleotide an die Nanopartikel zu ermöglichen, inkubiert, um die stabilen Nanopartikel-Oligonukleotide-Konjugate zu bilden. Wie nachstehend detailliert beschrieben werden wird, wurde gefunden, dass eine erhöhte Oberflächendichte der Oligonukleotide auf den Nanopartikeln die Konjugate stabilisiert. Die Zeit dieser Inkubation kann empirisch bestimmt werden. Es wurde gefunden, dass eine Gesamtinkubationszeit von etwa 24-48, vorzugsweise 40 Stunden, gute Ergebnisse liefert (das ist die Gesamtzeit der Inkubation; wie oben erwähnt, kann die Salzkonzentration schrittweise über diese Gesamtzeit erhöht werden). Diese zweite Inkubationsperiode in der Salzlösung wird hier als der „Alterungs"-Schritt bezeichnet. Andere geeignete Bedingungen für diesen „Alterungs"-Schritt können ebenfalls empirisch bestimmt werden. Beispielsweise ergibt eine Inkubation bei Raumtemperatur und pH 7,0 gute Ergebnisse.
  • Es wurde gefunden, dass die Konjugate, die unter Verwendung des „Alterungs"-Schrittes hergestellt werden, beträchtlich stabiler sind als jene, die ohne den „Alterungs"-Schritt hergestellt werden. Wie oben erwähnt, ist diese erhöhte Stabilität auf die erhöhte Oligonukleotiddichte auf den Oberflächen der Nanopartikel zurückzuführen, die über den „Alterungs"-Schritt erzielt wird. Die Oberflächendichte, die durch den „Alterungs"-Schritt erreicht wird, hängt von der Größe und der Art der Nanopartikel und der Länge, der Sequenz und der Konzentration der Oligonukleotide ab. Eine Oberflächendichte, die adäquat ist, um die Nanopartikel stabil zu machen, und die Bedingungen, die notwendig sind, um diese für eine gewünschte Kombination aus Nanopartikeln und Oligonukleotiden zu erhalten, können empirisch ermittelt werden. Im Allgemeinen ist eine Oberflächendichte von mindestens 10 picomol/cm2 ausreichend, um stabile Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise beträgt die Oberflächendichte mindestens 15 picomol/cm2. Da die Fähigkeit der Oligonukleotide dieser Konjugate zur Hybridisierung mit Nukleinsäuren und Oligonukleotid-Zielen herabgesetzt werden kann, wenn die Oberflächendichte zu groß ist, beträgt die Oberflächendichte vorzugsweise nicht mehr als etwa 35-40 picomol/cm2.
  • Wie hier verwendet bedeutet „stabil", dass über einen Zeitraum von mindestens sechs Monaten nach Herstellung der Konjugate eine Mehrheit der Oligonukleotide an die Nanopartikel gebunden bleibt und die Oligonukleotide mit Nukleinsäure und Oligonukleotid-Zielen unter Standardbedingungen, wie man sie in den Verfahren zur Detektion von Nukleinsäuren und Verfahren zur Nanofabrikation antrifft, hybridisieren können.
  • In einem noch weiteren Aspekt stellt die Erfindung Verfahren zur Detektion von Ziel-Analyten, wie Nukleinsäuren, bereit, umfassend das In-Kontakt-Bringen der Kern/Schale-Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate der gegenwärtigen Erfindung mit einer Ziel-Nukleinsäuresequenz unter Bedingungen, die die Hybridisierung zwischen mindestens einem Teil der an das Nanopartikel gebundenen Oligonukleotide und mindestens einem Teil der Ziel-Nukleinsäuresequenz ermöglicht. Weiterhin können Proteinrezeptoren und andere spezifische Teile eines Bindungspaars mit Oligonukleotiden funktionalisiert und auf den Oligonukleotid-modifizierten Nanopartikeln immobilisiert werden, um so eine neue Klasse von Hybridpartikeln (Nanopartikel-Rezeptor-Konjugaten) zu bilden, die die hohe Stabilität der Oligonukleotid-modifizierten Partikel, jedoch mit molekularen Erkennungseigenschaften, die durch den Proteinrezeptor und nicht durch die DNA vorgegeben sind, aufweisen. Alternativ kann man ein Protein, das mehrere Rezeptorbindungsstellen aufweist, mit Rezeptor-modifizierten Oligonukleotiden funktionalisieren, so dass der Proteinrezeptorkomplex anstelle der anorganischen Nanopartikel in den oben diskutierten Original-Nanomaterialbauteilschema als einer der Bausteine verwendet werden kann. Die Verwendung dieser neuen Nanopartikel-Rezeptor-Konjugate in der Methodik zur Detektion von Analyten wurde auf vielfältige Art und Weise beurteilt, einschließlich der Identifizierung von Zielen und dem Screenen von Protein-Protein-Wechselwirkungen. Geeignete Hybridisierungsbedingungen zur Detektion von Nukleinsäuren und Herstellverfahren von Nanopartikel-Rezeptor-Konjugaten sind in den US-Anmeldungen Nrn. 09/344,667, eingereicht am 25. Juni 1999; 09/603,830, eingereicht am 26. Juni 2000; 09/760,500, eingereicht am 12. Jan. 2001; 09/820,279, eingereicht am 28. März 2001; 09/927,777, eingereicht am 10. Aug. 2001, und in den internationalen Anmeldungen mit den Nummern PCT/US97/12783, eingereicht am 21. Juli 1997; PCT/US00/17507, eingereicht am 26. Juni 2000; PCT/US01/01190, eingereicht am 12. Jan. 2001; PCT/US01/10071, eingereicht am 28. März 2001, beschrieben, deren Offenbarungen in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme enthalten sind. Sobald ein Kern/Schale-Nanopartikel-Konjugat der Erfindung an ein Zielmolekül gebunden wird, kann eine Änderung der optischen Charakteristik der Kern/Schale-Nanopartikel-Konjugate leicht detektiert werden. In einer anderen Ausführungsform wird der Detektionsschritt in Gegenwart eines angelegten Magnetfeldes durchgeführt, das die Hybridisierung oder die Bindung des Nanopartikel-Konjugats mit dem Zielmolekül, wie einer Nukleinsäure, weiter verstärkt.
  • Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zur Nanofabrikation auf Grundlage der erfindungsgemäßen Kern/Schale-Nanopartikel-Konjugate bereit. Nanostrukturen und Verfahren zur Herstellung der Materialien aus Nanopartikeln wurden in den US-Anmeldungen Nr. 09/344,667, eingereicht am 25. Juni 1999; Nr. 09/603,830, eingereicht am 26. Juni 2000; 09/760,500, eingereicht am 12. Jan. 2001; 09/820,279, eingereicht am 28. März 2001; 09/927,777, eingereicht am 10. Aug. 2001, und in den internationalen Anmeldungen mit den Nummern PCT/US97/12783, eingereicht am 21. Juli 1997; PCT/US00/17507, eingereicht am 26. Juni 2000; PCT/US01/01190, eingereicht am 12. Januar 2001, und PCT/US01/10071, eingereicht am 28. März 2001, beschrieben. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen mindestens eines Typus eines verbindenden Oligonukleotids mit einer ausgewählten Sequenz, wobei die Sequenz eines jeden Typus eines verbindenden Oligonukleotids mindestens zwei Teile aufweist. Weiterhin umfasst das Verfahren das Bereitstellen eines oder mehrerer Typen von Kern/Schale-Nanopartikeln mit daran gebundenen Oligonukleotiden, wobei die Oligonukleotide eines jeden Nanopartikel-Typus eine Sequenz aufweist, die komplementär zu einem Teil der Sequenz des verbindenden Oligonukleotids ist. Die verbindenden Oligonukleotide und die Nanopartikel werden unter Bedingungen in Kontakt gebracht, die effektiv sind, eine Hybridisierung der Oligonukleotide auf den Nanopartikeln zu den verbindenden Oligonukleotiden zu ermöglichen, so dass die gewünschten Nanomaterialien oder Nanostrukturen gebildet werden.
  • Die Erfindung stellt ein weiteres Verfahren zur Nanofabrikation bereit. Dieses Verfahren umfasst das Bereitstellen von mindestens zwei Typen der erfindungsgemäßen Kern/Schale-Nanopartikel mit daran gebundenen Oligonukleotiden. Die Oligonukleotide auf dem ersten Nanopartikel-Typus besitzen eine Sequenz, die komplementär zu jener der Oligonukleotide auf dem zweiten Typus der Nanopartikel ist. Die Oligonukleotide auf dem zweiten Nanopartikel-Typus besitzen eine Sequenz, die komplementär zu jener der Oligonukleotide auf dem ersten Typus der Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate ist. Die ersten und zweiten Nanopartikel-Typen werden unter Bedingungen in Kontakt gebracht, die effektiv ist, eine Hybridisierung der Oligonukleotide auf den Nanopartikeln untereinander zu ermöglichen, so dass die gewünschten Nanomaterialien oder Nanostrukturen gebildet werden.
  • Weiterhin stellt die Erfindung Nanomaterialien oder Nanostrukturen bereit, die aus Kern/Schale-Nanopartikel mit daran gebundenen Oligonukleotiden zusammengesetzt sind, wobei die Nanopartikel über Oligonukleotidverbindungselemente zusammengehalten werden.
  • Beispiel 1: Synthese von Ag/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel hergestellt über eine Zwei-Schritt-Synthese
  • Dieses Beispiel illustriert das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Ag/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel. Im Teil A werden Verfahren zur Herstellung von Silberkernen beschrieben. Im Teil B wird ein Verfahren zur Herstellung von Ag/Gold- Kern/Schale-Nanopartikeln bereitgestellt. Silber-Nanopartikel sind gesuchte Zusammensetzungen für Bausteine für die Materialsynthese und für biologische Label aus zwei wichtigen Gründen: (1) Silberpartikel zeigen eine Oberflächenplasmonbande zwischen ~390 und 420 nm in Abhängigkeit von der Partikelgröße11; dies ist ein Spektralbereich, der sich von jenem des Goldes (520-580 nm) unterscheidet. (2) Der Extinktionskoeffizient der Oberflächenplasmonbande für ein Silberpartikel ist ungefähr vier Mal so groß wie der für ein Goldpartikel der gleichen Größe12. Deshalb würden mit DNA funktionalisierte Silberpartikel nicht nur eine Möglichkeit zum Maßschneidern der optischen Eigenschaften von DNA/Nanopartikel-Verbundstrukturen bieten, sondern auch Wege zu neuen Diagnosesystemen bereiten, die auf der Lage und der Intensität der Oberflächenplasmonbande beruhen (z.B. colorimetrische Systeme auf Grundlage der Absorption oder Streuung, oder SPR- und SERS-Detektionssysteme).
  • Experimentell wurde gefunden, dass Silber- Nanopartikel durch Alkylthiol-modifizierte Oligonukleotide nicht wirksam passiviert werden können, wenn die etablierten Verfahren zur Modifizierung von Gold-Partikeln herangezogen werden. In der Tat aggregieren durch derartige Verfahren hergestellte Silberpartikel-DNA-Konjugate irreversibel, wenn sie in einer Lösung mit einer Salzkonzentration, die zur DNA-Hybridisierung erforderlich ist (0,05 M NaCl oder höher), erwärmt werden. Hier wurde ein Kern/Schale-Ansatz angewendet, um dieses Problem zu lösen. Bei diesem Ansatz ließ man eine dünne Goldschale auf einem Silber-Nanopartikel aufwachsen, wodurch ein Partikel mit einer äußeren Goldoberfläche gebildet wurde, die sich leicht mit Alkylthiol-Oligonukleotiden modifizieren lässt. Dieser Ansatz ließ sich zur Herstellung anderer Partikel, wie Cu und Pt, verallgemeinern, um so durch die Auswahl des Kerns eine Reihe von Kern/Schale-Partikeln mit maßgeschneiderten physikalischen Eigenschaften zu erzeugen, jedoch mit der Oberflächenchemie und Stabilität der ursprünglichen und Oligonukleotid-modifizierten, reinen Goldpartikel.
  • A. Herstellung der Silber-Nanopartikelkerne
  • Die Silber-Nanopartikel waren durch Reduktion von Silbernitrat mit Natriumborhydrid in einer Trinatriumcitrat-Lösung synthetisch hergestellte Silber-Nanokristalle. Zwei Verfahren zur Synthese der Silbernanokristalle sind nachstehend beschrieben und die entstandenen Kern-Nanokristalle wurden verglichen.
  • Verfahren Nr. 1: AgNO3 (2,2 mg) und Natriumcitrat-dihydrat (8,2 mg) wurden in einem 250 ml Kolben in 99 ml extrem extrem reinen (nanopure) Wasser gelöst. Der Kolben wurde 15 min in ein Eisbad gestellt, während unter Ar gerührt wurde. Dann wurde 1 ml Natriumborhydrid-Lösung (0,14 M) in die Lösung gespritzt. Nachdem eine Stunde gerührt wurde, wurde die Lösung auf Raumtemperatur erwärmt. Die Silber-Nanopartikel (Durchmesser ~12 nm) wurden erhalten. Diese Silber-Nanopartikel konnten ohne weitere Reinigung direkt zum Aufwachsen der Goldschale verwendet werden.
  • Verfahren Nr. 2: AgNO3 (2,2 mg) und Natriumcitrat-dihydrat (8,2 mg) wurden in einem 250 ml Kolben in 98 ml extrem reinen (nanopure) Wasser gelöst. Der Kolben wurde 15 min in ein Eisbad gestellt, während unter Ar-Atmosphäre gerührt wurde. Dann wurde 1 ml Natriumborhydrid-Lösung (0,14 M) in die Lösung gespritzt. Nachdem eine Stunde gerührt wurde, wurde die Lösung auf Raumtemperatur erwärmt. Die Silber-Nanopartikel (Durchmesser ~12 nm) wurden erhalten. Bis(p-sulfonatophenyl)-phenylphosphin (BSPP, 17 mg) wurde in die Silber-Nanopartikel-Lösung gegeben und über Nacht gerührt. Anschließend wurden die Silber-Nanopartikel mittels Gradientenzentrifugation zwischen 12 kUpM ~20 kUpM gereinigt und abgetrennt. Die entstandenen Silber-Nanopartikel enthaltenden aliquoten Mengen des Niederschlags wurden vereinigt und in extrem reinem (nanopure) Wasser dispergiert.
  • Vergleichsergebnisse: Die Silberpartikel, die mittels des Verfahrens Nr. 2 hergestellt wurden, besitzen eine bessere Größenverteilung im Vergleich mit jenen, die mittels des Verfahrens Nr. 1 hergestellt wurden (σ = 18% für Verfahren Nr. 2; σ = 30% für Verfahren Nr. 1). Nachfolgende Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass die Silberpartikel jedes der beiden Verfahren gut als Kern zur Erzeugung von Silber/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel dienen.
  • B. Herstellung der Silber/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel
  • Dieser Schritt beschreibt das Aufwachsen der Goldschale auf der Oberfläche der oben beschriebenen Silberkerne. Passend zu den Silber-Nanopartikeln ließ man Goldschalen durch Reduktion von HAuCl4 mit dem Reduktionsmittel NaBH4 auf die Silberkernoberflächen aufwachsen. Das reduzierte Gold besitzt eine Affinität zu der Silberoberfläche, teilweise, aufgrund des geringen chemischen Oberflächenpotenzials der Silber-Nanopartikel und der annähernd verschwindenden Gitterunterschiede zwischen den beiden Stoffen. Zwei Verfahren zum Aufwachsen von Goldschalen auf den Silberkern-Nanokristallen sind unten beschrieben und die erhaltenen Kern/Schale-Nanopartikel wurden miteinander verglichen. Die Silberkern-Partikel wurden mit dem oben beschriebenen Verfahren Nr. 1 hergestellt.
  • Verfahren Nr. 1: Goldschalen (etwa eine Monolage dick) ließ man auf die Oberfläche der Silber-Nanopartikel (0,25 nmol Silberpartikel in 100 ml einer 0,3 mM wässrigen Natriumcitratlösung) aufwachsen, indem man gleichzeitig HAuCl4- (2 mM) und NaBH4-(6 mM) Lösungen (in extrem reinem (nanopure) Wasser) mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 50 μl ~600 μl/min bei 0°C zu der Silber-Nanopartikelsuspension zutropfte. Das gleichzeitige Zutropfen des verdünnten Goldvorläufers verhindert die Bildung von Goldcluster-Nukleationsstellen, indem die Konzentration dieser Gold-bildenden Reagenzien bei etwa 2 μM gehalten wird. Nachdem genügend HAuCl4 und NaBH4 zu den Nanopartikeln hinzugegeben war, um eine Gold-Monolage auf den Partikeln zu erzeugen (siehe Gleichung 1 zur Berechnung der Schalendicke), wurde die Zugabe gestoppt.
  • Gleichung 1
    • Vkern = 4/3·π·R3, VKern/Schale = 4/3·π·(R + a)3,wobei a die Dicke der Schale ist (0,3 nm für 1 Au-Monolage); VSchale = VKern/Schale – VKern, NSchale = dSchale·VSchale/FWSchale,wobei VSchale das Volumen der Schale ist, NSchale die Menge der Schale in Mol ist, dSchale die Dichte der Schalenmaterialien (bei Gold, d = 19,3 g/ml) ist; FWSchale das Formelgewicht der Schalenmaterialien (bei Gold, FW = 196,97 amu) ist.
  • Gold wurde mit einem 5%igen Überschuss zugegeben, berechnet unter der Annahme von 12 nm Kügelchen: 0,8 mg HAuCl4·3H2O und 3,7 mg NaBH4. Nachdem ein 5%iger Überschuss erreicht war, wurde die Zugabe der Lösungen gestoppt (Anhalten der Schalenbildung) und 30 μmol Bis(p-sulfonatophenyl)phenylphosphin (BSPP) wurde zugegeben.
  • Dann wurden die Silber/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel durch Zentrifugieren gereinigt und in extrem reinem (nanopure) Wasser dispergiert (Durchmesser 12,4 nm, (σ = 18%)), wobei sich eine 96%ige Ausbeute und ein Silber-zu-Gold-Verhältnis von etwa 5,5:1 ergab.
  • Verfahren Nr. 2: Goldschalen (etwa eine Monolage dick) ließ man auf die Oberfläche der Silber-Nanopartikel (0,25 nmol Silberpartikel in 100 ml einer 0,3 mM einer wässrigen Natriumcitratlösung) aufwachsen, indem man sie gleichzeitig mit HAuCl4 (2 mM) und NaBH4 (6 mM) durch Zutropfen mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 50 μ1~600 μl/min bei Raumtemperatur behandelte. Das gleichzeitige Zutropfen des verdünnten Goldvorläufers verhindert die Bildung von Goldcluster-Nukleationsstellen, indem die Konzentration dieser Gold-bildenden Reagenzien bei etwa 2 μM gehalten wird. Nachdem genügend HAuCl4 und NaBH4 zu den Nanopartikel hinzugegeben wurde, um eine Gold-Monolage auf den Partikeln zu erzeugen (5%iger Überschuss, berechnet unter der Annahme von 12 nm Kügelchen: 0,8 mg HAuCl4·3H2O und 3,7 mg NaBH4), wurde die Zugabe gestoppt und 30 μmol BSPP wurde zugegeben. Dann wurden die Silber/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel durch Zentrifugieren gereinigt und in extrem reinem (nanopure) Wasser dispergiert, wobei sich eine etwa 90%ige Ausbeute in Gewichtsprozent, eine mittlere Partikelgröße von etwa 12,5 nm und ein Silber-zu-Gold-Verhältnis von etwa 6,3:1 ergab.
  • Vergleichsergebnisse: Es wurde gefunden, dass die Kern/Schale-Nanopartikel, die via des Verfahrens Nr. 1 (Synthese bei 0°C) hergestellt wurden, eine bessere Stabilität in 0,5 M NaCl-Lösung aufwiesen, verglichen mit den Kern/Schale-Nanopartikeln, die mittels des Verfahrens Nr. 2 (Synthese bei Raumtemperatur) hergestellt wurden. Dieses Ergebnis kann, teilweise, auf die langsamere Geschwindigkeit des Schalenwachstums bei 0°C als die Wachstumsgeschwindigkeit bei Raumtemperatur zurückgeführt werden.
  • (C) Diskussion
  • Silber-Nanopartikel wurden gemäß den Verfahren aus der Literatur13 hergestellt. Dann wurden die Partikel mit BSPP (0,3 mM) passiviert, mittels Gradientenzentrifugation gereinigt (Sammeln der Primärfraktion; ~12 nm Durchmesser) und in extrem reinem (nanopure) Wasser dispergiert. Auf der Oberfläche der Silber-Nanopartikel (0,25 nmol Silber-Partikel in 100 ml einer wässrigen 0,3 M Natriumcitratlösung) ließ man Goldschalen, etwa eine Monolage dick, aufwachsen, indem man sie gleichzeitig mit HAuCl4 und Natriumborhydrid durch Zutropfen bei 0°C behandelte. Das reduzierte Gold besitzt eine Affinität zu der Silberoberfläche, teilweise, aufgrund des annähernd verschwindenden Gitterunterschieds14. Das gleichzeitige Zutropfen des verdünnten Goldvorläufers bei 0°C verhindert die Bildung von Goldcluster-Nukleationsstellen, indem die Konzentration dieser Gold-bildenden Reagenzien bei etwa 2 μM gehalten wird. Nachdem genügend HAuCl4 und NaBH4 zugegeben worden war, um eine Gold-Monolage auf den Partikeln zu erzeugen (5%iger Überschuss, berechnet unter der Annahme von 12 nm Kügelchen: 0,8 mg HAuCl4·3H2O und 3,7 mg NaBH4), wurde die Reaktion angehalten und 30 mM BSPP (0,3 ml) wurde zugegeben. Dann wurden die Silber/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel durch Zentrifugieren gereinigt und in extrem reinem (nanopure) Wasser dispergiert (Partikel mit Durchmesser 12,4 nm, (σ = 18%)). 1A zeigt eine TEM-Aufnahme eines Silber/Gold-Kern/Schale-Nanopartikels, die unter Verwendung eines Hitachi 8100 Elektronenmikroskops erhalten wurde. Eine typische TEM-Probe wurde präpariert, indem man einen Tropfen der Nanopartikellösung auf ein mit Kohlenstoff beschichtetes Kupfergitter auftrug. Die überschüssige Lösung wurde mit einem Filterpapier aufgesaugt und im Vakuum getrocknet. Das Silber:Gold-Verhältnis in diesen Kern/Schale-Partikeln wurde durch energiedispersive Röntgenmikroanalyse (EDX) der Partikel (1B) zu 5,2:1 bestimmt. 1B stellt ein EDX-Spektrum von Silber-Kern-Partikeln (gepunktete Linie) und von Silber/Gold-Kern/Schale-Partikeln (durchgezogene Linie) dar. L und M kennzeichnen jeweils Elektronenübergänge in die L- und M-Schale der Atome von höheren Zuständen. Die EDX-Analyse wurde auf einem Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop (FEREM) Hitachi 4500 durchgeführt. Die REM-Proben wurden hergestellt, indem ein Tropfen der Nanopartikellösung auf eine Siliziumscheibe aufgetragen wurde. Das Silber:Gold-Verhältnis entspricht einer Dicke der Goldschale von 3,1 +/– 0,6 Å, was mit ungefähr einer Monolage der Goldatome korreliert.
  • Signifikanterweise ist das Extinktionsspektrum der Kern/Schale-Partikel dem von Citrat-stabilisierten, reinen Silber-Partikeln sehr ähnlich. Die Oberflächenplasmonbande des Silbers verbleibt bei der selben Wellenlänge ist jedoch um etwa 10% gedämpft, und die Goldplasmonbande wird als leichte Wölbung bei 500 nm beobachtet. Diese spektralen Merkmale stellen einen starken Beweis für das Wachstum einer Goldschale dar. Man beachte, dass, unter Verwendung von anderen Verfahren, andere Gold-beschichtete Silber-Nanopartikel hergestellt haben15. Jedoch haben diese Verfahren zu Silber/Gold-Legierungen15a geführt; die Extinktionsspektren derartiger Partikel zeigen eine charakteristische Rotverschiebung und eine Verbreiterung der Plasmonresonanz. Wenn man darüber hinaus absichtlich eine Lösung von legierten Silber/Gold-Partikeln herstellt, lassen sich diese leicht von Kern/Schale-Partikeln mit vergleichbaren Silber/Gold-Verhältnissen unterscheiden (siehe unterstützende Information). Tatsächlich behalten die Kern/Schale-Silber/Gold-Nanopartikel, die nach den Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, die optischen Eigenschaften des Kerns, ohne dass eine Rotverschiebung der Silberplasmonbande beobachtet wird (1C). Unter Verwendung der Mie-Theorie wurde ein Extinktionsspektrum eines Partikels berechnet, das aus einem 11,8 nm Silberkern und einer monolagigen Goldschale bestand11. Das berechnete Spektrum war beinahe deckungsgleich mit dem experimentell gemessenen Spektrum der Partikel (1C, Nebenbild). 1C stellt die UV-VIS-Spektren des Silber-Kerns (gepunktete Linie) und der Silber/Gold-Kern/Schale (durchgezogene Linie) dar, wobei das Nebenbild die berechneten Extinktionsspektren der Silberpartikel (gepunktete Linie) und der Silber/Gold-Kern/Schale-Partikel (durchgezogene Linie) zeigt. Die UV-VIS-Spektren wurden unter Verwendung eines HP 8453 Diodenarray-Spektralphotometers erhalten.
  • Beispiel 2: Herstellung von Silber/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugaten
  • Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung von Silber/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugaten als Sonden zur Detektion von Ziel-Nukleinsäure. Zwei Verfahren wurden angewendet und die entstandenen Sonden wurden dann hinsichtlich der Stabilität verglichen. Die zur Herstellung der Konjugate verwendeten Oligonukleotidsequenzen sind in 2A dargestellt. Diese Sequenzen wurden unter Anwendung von Standard-Phosphoamiditchemie gemäß der Literatur synthetisiert (James J. Storhoff, Robert Elghanian, Robert C. Mucic, Chad A. Mirkin und Robert L. Letsinger, J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 1959).
  • (a) Herstellung von Kern/Schale-Nanopartikel-Konjugaten
  • Verfahren Nr. 1: Nanopartikelsonden mit geeigneten Sonden-Oligonukleotiden wurden hergestellt, indem man 10 ml eines wässrigen Kern/Schale-Nanopartikelkolloids (vom Verfahren Nr. 1) mit 8~10 OD (in etwa 500 μl) Alkanthiol-oligonukleotid (die Oligonukleotidkonzentration am Ende beträgt etwa 2 μM) derivatisierte. Nach dem Stehenlassen über Nacht (etwa 15 h) wurde die Lösung in 10 mM Phosphatpuffer (pH 7) eingebracht, wobei 100 mM konzentrierter Phosphatpuffer verwendet wurde, und Salz (von einer 2 M, wässrigen NaCl-Lösung) wurde nach 0,5 h auf 0,05 M NaCl zugegeben, stehen lassen für etwa 8 h, dann weitere NaCl-Zugabe auf 0,1 M und nach weiterem Stehenlassen für etwa 8 h weitere NaCl-Zugabe auf etwa 0,3 M und Stehenlassen für abschließende ~8 h. Um überschüssige DNA zu entfernen, wurden die Kolloide 30 min bei 18.000 UpM zentrifugiert unter Verwendung von 1,5 ml-Eppendorf-Röhrchen. Nach dem Entfernen des Überstands wurde der ölige Niederschlag mit einem Volumen, das dem verworfenen Überstand entsprach, an 0,3 M NaCl, 10 mM Phosphatpuffer (pH 7) gewaschen, zentrifugiert, und in 0,3 M NaCl, 10 mM Phosphatpuffer (pH 7), 0,01 % Azidlösung dispergiert. Die endgültigen Kolloide wurden gekühlt und für die weitere Verwendung gelagert.
  • Verfahren Nr. 2: Nanopartikelsonden mit geeigneten Sonden-Oligonukleotiden wurden hergestellt, indem man 10 ml eines wässrigen Kolloids mit 8~10 OD Alkanthiol-Oligonukleotid (die Oligonukleotidkonzentration am Ende beträgt etwa 2 μM) derivatisierte. Nach dem Stehenlassen über Nacht (~15 h) wurde die Lösung in 10 mM Phosphatpuffer (pH 7) eingebracht, wobei 100 mM konzentrierter Phosphatstammpuffer verwendet wurde, und Salz wurde auf 0,1 M NaCl zugegeben, stehen lassen für etwa 20 h, und weitere NaCl-Zugabe auf 0,3 M nach weiteren ~8 h. Das Gemisch ließ man etwa 4 bis 8 Stunden stehen. Um überschüssige DNA zu entfernen, wurden die Kolloide 30 min bei 18.000 UpM zentrifugiert unter Verwendung von 1,5 ml-Eppendorf-Röhrchen. Nach dem Entfernen des Überstands wurde der ölige Niederschlag mit 0,3 M NaCl, 10 mM Phosphatpufferlösung (pH 7) mit demselben Volumen wie der verworfene Überstand gewaschen, zentrifugiert, und in 0,3 M NaCl, 10 mM Phosphatpuffer (pH 7), 0,01 % Azidlösung dispergiert. Die endgültigen Kolloide wurden gekühlt und für die weitere Verwendung gelagert.
  • (b) Beurteilung der Stabilität der Kern/Schale-Nanopartikel-Oligionukleotid-Konjugate
  • Die Kern/Schale-Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate, die mit den beiden oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurden, wurden unter Verwendung des Salzbehandlungsverfahrens, wie es in jedem der beiden obigen Verfahren beschrieben ist, verglichen.
  • Im Verfahren 1 wurde die Salzkonzentration von 0,05 M NaCl auf 0,1 M NaCl und dann auf 0,3 M NaCl erhöht. Im Verfahren 2 wurde die Salzkonzentration in zwei Schritten gesteigert: direkt auf 0,1 M NaCl und dann auf 0,3 M NaCl. Verfahren 1 ergibt Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate einer höheren Qualität im Vergleich zu jenen, die mittels Verfahren 2 hergestellt wurden. Beim Verfahren 2 entsprechen etwa 15% der Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate nicht der erforderlichen Qualität. Die Qualität der Kern/Schale-Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate wird mittels UV-VIS-Spektroskopie beurteilt. Konjugate einer akzeptablen Qualität zeigen ein UV-VIS-Spektrum mit einem Oberflächenplasmon-Absorptionspeak, der sein Zentrum bei 400 nm aufweist, während Konjugate schlechter (ungeeigneter) Qualität einen Absorptionspeak aufweisen, der signifikant gedämpft ist und eine Rotverschiebung zu 450-550 nm besitzt.
  • (c) Diskussion
  • Die Oberflächenmodifikation dieser Kern/Schale-Nanopartikel mit 3'- und 5' Alkanthiol-gekappten Oligonukleotiden wurde bewerkstelligt, indem ein Verfahren verwendet wurde, das identisch zu dem ist, das für 13 nm Goldpartikel verwendet wurde2d. Signifikanterweise zeigen die Oligonukleotid-modifizierten Partikel die Stabilität der reinen Gold-Nanopartikel und können unbegrenzt in einer 1M NaCl-Lösung suspendiert werden. Dies stellt einen signifikanten Vorteil gegenüber den Oligonukleotid-modifizierten legierten Silber/Gold-Partikeln dar, die unter vergleichbaren Lösungsbedingungen irreversibel aggregieren und nicht die Stabilität der Oligonukleotid-modifizierten Kern/Schale-Partikel der vorliegenden Erfindung aufweisen.
  • Darüber hinaus unterziehen sich die Kern/Schale-Partikel einer Hybridisierung mit komplementär verbindenden Oligonukleotiden, um aggregierte Strukturen mit einer damit einhergehenden Dunkelfärbung der Lösung zu bilden; allerdings ist mit dem bloßen Auge keine deutliche Farbänderung zu beobachten (2). Wie die Oligonukleotid-modifizierten reinen Goldnanopartikel können die Nanopartikel, die diese aggregierten Silber/Gold-Kern/Schale-Aggregatsstrukturen umfassen, zerlegt werden, indem man die Aggregate über die „Schmelztemperatur" (TM) der Duplexlinker (1D) erhitzt. Die UV-VIS-Spektroskopie zeigt eine Rotverschiebung und eine Dämpfung der Plasmonresonanz der Kern/Schale-Partikel bei einem DNA-induzierten Aufbau (1D, Nebenbild). 1D stellt die thermische Denaturierungs(„Schmelz-")-Kurve der Aggregate dar, die von hybridisierten Oligonukleotid-modifizierten Silber/Gold-Kern/Schale-Partikel in Pufferlösung (0,3 M NaCl und 10 mM Phosphatpuffer, pH = 7) erhalten wurde. Die Oligonukleotidsequenzen werden in 2A dargestellt. Das Nebenbild in 1D zeigt die UV-VIS-Spetren von dispergierten Oligonukleotid-modifizierten Silber/Gold-Kern/Schale-Partikeln (durchgezogene Linie) und aggregierten (gepunktete Linie) Oligonukleotid-modifizierten Silber/Gold-Kern/Schale-Partikeln, die durch Hybridisierung gebildet wurden. Die UV-VIS-Spektren des Silbers und der Silber/Gold-Kern/Schale-Partikel (1C und Nebenbild von 1D) wurden unter Verwendung eines HP 8453 Diodenarray-Spektralphotometers erhalten. Das thermische Denaturierungsexperiment (1D) wurde unter Verwendung eines HP 8453 Diodenarray-Spektralphotometers, das mit einer HP 89090a Peltier-Temperatursteuerung ausgestattet war, durchgeführt. Die UV-VIS-Signatur der Silber/Gold-Kern/Schale-Sonde/Ziel-Oligonukleotid-Aggregate wurde in Zeitabständen von 1 min aufgezeichnet, während die Temperatur von 25°C auf 70°C mit einer Haltezeit von 1 min/Grad gesteigert wurde.
  • Das Partikelzusammenlagerungsverfahren, induziert durch die komplementäre DNA, kann auch auf einer C18-Umkehrphasen-Aluminiumoxid-TLC-Platte verfolgt werden, das den Vergleich mit dem reinen Goldsystem ermöglicht. Die in 2B und 2C dargestellten Tupfentestergebnisse wurden folgendermaßen erhalten: Eine Lösung des geeigneten Oligonukleotid-Ziels (24 pmol, 3 μl) wurde in ein dünnwandiges 600 μl PCR-Röhrchen gegeben, das 200 μl von jedem der Silber/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate enthielt. Nach einer Standzeit von 30 min bei Raumtemperatur wurde die Lösung in eine Heizvorrichtung mit Temperatursteuerung überführt. Nachdem die Solltemperatur erreicht war (überprüft mit einem Ethanolthermometer, 0,5°C Inkremente), wurde das Gemisch 5 min equilibriert, wobei 2,5 μl der aliquoten Menge der Silber/Gold-Sonde/Ziel-Oligonukleotidlösung mit einer Pipette auf die Umkehrphasen-Aluminiumoxidplatte überführt und getrocknet wurde.
  • Wie in 2 dargestellt, wird mit den Kern/Schale-Partikeln nach der Partikelzusammenlagerung in Gegenwart des komplementären Ziels ein deutlicher Farbumschlag von gelb nach dunkelbraun beobachtet, 2B-I und 2B-II. Man beachte, dass sich ein gelber Fleck auf dem Umkehrphasen-Aluminiumoxidträger bildet, wenn die Temperatur der Lösung oberhalb von Tm des DNA-Duplexlinkers liegt, 2B-III. Wenn man die Eigenschaften dieser neuen Silber/Gold-Kern/Schale-Sonden mit jenen vergleicht, die sich von reinen Gold-Nanopartikeln ableiten (mit identischen Oligonukleotidsequenzen), 2C, erkennt man, dass die Kern/Schale-Partikel eine Route zu einer zweiten colorimetrischen Veränderung eröffnen, die sich vom Goldsystem unterscheidet, die letztendlich verwendet werden kann, um zwei verschiedene Oligonukleotid-Ziele in einer Probe zu überwachen. Derartige Fähigkeiten können sich sowohl bei Forschungs-basierenden als auch bei klinisch-genomischen Assays, wo mehrfarbige Formate erforderlich sind, als wichtig erweisen16.
  • Beispiel 3: Vergleich von Silber, Silber/Gold-Kern/Schale- und Silber/Gold-Legierung Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate
  • In diesem Beispiel wurden die Silber/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel, die wie in Beispiel 1 (Verfahren Nr. 1) hergestellt wurden, mit Gold-Nanopartikeln2 und Silber/Gold-Legierung-Nanopartikeln, die nach Literaturverfahren hergestellt wurden, verglichen. Siehe Link, S.; Wang Z. L.; El-Sayed, M.A., J. Phys. Chem. B. 1999, 103, 3529. Gemäß dem Literaturverfahren wurden 0,8 mg HAuCl4·3H2O und 1,8 mg AgNO3 in 95 ml extrem reinem (nanopure) Wasser gelöst. Die Lösung wurde unter Rückfluss erhitzt und 5 ml 1%iges Natriumcitrat wurde zu der Lösung hinzugefügt. Nachdem weitere 30 min unter Rückfluss erhitzt wurde, ließ man die Lösung auf Raumtemperatur abkühlen. Das UV-VIS-Spektrum der Legierungspartikel zeigt eine Oberflächenplasmonbande bei 428 nm mit einer Halbwertsbreite (FWHM) von 90 nm (0,62 eV). Im Gegensatz dazu zeigt das UV-VIS-Spektrum der Silber/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel mit einem vergleichbaren Silber/Gold-Verhältnis eine Oberflächenplasmonbande bei 400 nm mit einer FWHM von 58 nm (0,45 eV).
  • Die Oberflächenmodifikation dieser Kern/Schale- und Legierung-Nanopartikel mit 3'- und 5'-Alkanthiol-gekappten Oligonukleotiden wurde bewerkstelligt, indem ein Verfahren angewendet wurde, das identisch zu dem war, das bei 13 nm Gold-Partikeln angewendet wurde. Siehe Storhoff J.J.; Elghanian, R.; Mucic, R.C.; Mirkin, C.A.; Letsinger, R.L., J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1959. Signifikanterweise zeigen die Oligonukleotid-modifizierten Kern/Schale-Nanopartikel die Stabilität der reinen Gold-Nanopartikel und können unbeschränkt in 1M NaCl-Lösungen suspendiert werden, 3. Im Gegensatz dazu aggregieren die Oligonukleotid-modifizierten Silber-Gold-Legierungspartikel irreversibel, wenn sie auf eine Salzkonzentration von 0,1 M gebracht werden, 3.
  • Ein anderer Weg, um die Stabilität der Partikel/DNA-Konjugate zu beurteilen, verwendet einen DNA-Schmelztest. Das Kern/Schale-Nanopartikel/DNA-Konjugat kann mit Ziel-DNA in einem Salzkonzentrationsbereich von 0,1 bis 1,0 M reversibel hybridisieren und die entstandenen Nanopartikelaggregate können weg"schmelzen", wenn sie über die Schmelztemperatur erhitzt werden. Dieser Hybridisierungs-/Dehybridisierungsvorgang ist für Kern/Schale-Partikel vollständig reversibel. Die Kern/Schale-Partikel/DNA-Konjugate zeigen nach 100 Zyklen keinerlei Zersetzung, was in einem scharfen Gegensatz zu den Silber/Gold-Legierungspartikel/DNA-Konjugaten steht, die irreversibel aggregieren, sogar bei niedrigen Salzkonzentrationen (0,05 M NaCl), die erforderlich sind, um die Hybridisierung zu bewirken.
  • Beispiel 4: Herstellung von Pt/Gold-Kern/Schale-Nanopartikeln
  • Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung von Pt/Gold-Kern/Schale-Nanopartikeln durch das erfindungsgemäße Verfahren. Im Teil A wurden Pt-Kern-Nanopartikel durch Wasserstoffreduktion von K2PtCl4 in einer Reaktion über Nacht hergestellt. Im Teil B ließ man Gold-Schalen auf die Pt-Kerne aufwachsen.
  • (a) Herstellung der Pt-Kern-Nanopartikel
  • In einem 500 ml Dreihalskolben wurden K2PtCl4 (8,3 mg) und Natriumpolyacrylat (20 mg) in 200 ml extrem reinem (nanopure) Wasser gelöst. H2 wurde über Nacht in die Reaktionslösung unter Rühren eingeleitet. Dies führte zu Pt-Nanopartikeln, die gereinigt und isoliert wurden, was Nanopartikel mit etwa 12 nm Durchmesser ergab.
  • (b) Herstellung der Pt/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel
  • 100 ml der 12 nm Pt-Nanopartikel-Lösung (0,25 nmol, hergestellt nach dem obigen Verfahren) wurden in einen 250 ml Dreihalskolben gegeben. Zu der Nanopartikellösung wurden gleichzeitig HAuCl4 und NaBH4 bei 0°C zugetropft. Das gleichzeitige Zutropfen des verdünnten Goldvorläufers verhindert die Bildung von Goldclusternukleationsstellen, indem die Konzentration dieser Gold-bildenden Reagenzien bei etwa 2 μM gehalten wird. Nachdem genügend HAuCl4 und NaBH4 zu den Nanopartikeln hinzugegeben wurde, um eine Gold-Monolage auf den Pt-Nanopartikeln zu erzeugen (5%iger Überschuss, berechnet unter der Annahme von 12 nm Kügelchen; 1,6 mg HAuCl4·3H2O und 4 mg NaBH4) wurde die Zugabe dieser Reagenzien zur Reaktion gestoppt. LTV-VIS-Spektren des Pt-Kerns und des Pt/Gold-Kern/Schale-Nanopartikels sind in 4 gezeigt.
  • Beispiel 5: Herstellung von magnetischen Fe3O4/Gold-Kern/Schale-Nanopartikeln
  • Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung von magnetischen Gold-Nanopartikeln durch das erfindungsgemäße Verfahren. Im Teil A wurden magnetische Fe3O4-Kern-Nanoprtikel hergestellt. Im Teil B ließ man Gold-Schalen auf die magnetischen Kerne aufwachsen. Anstelle von Fe3O4 könnten andere magnetische Kerne, wie Co, Fe, Ni, FePt und FeAu verwendet werden. 6 stellt den Kern/Schale-Ansatz zur Herstellung magnetischer Gold-Nanopartikel dar.
  • (a) Herstellung der Fe3O4-Kern-Nanopartikel
  • In einer typischen Synthese wurden die Fe3O4-Nanopartikel wie folgt hergestellt. Zunächst wurden 0,86 g FeCl2·4H2O und 2,35 g FeCl3·6H2O in 50 ml extrem reinem (nanopure) Wasser unter einer inerten Ar(g)-Atmosphäre gelöst. Die Lösung wurde unter heftigem Rühren auf 80°C erhitzt. Eine Lösung von 100 mg reiner Decansäure in 5 ml Aceton wurde zu der Fe-Lösung hinzugegeben, gefolgt von 5 ml 28 gewichts%igem NH3/H2O. Der Suspension wurde weitere reine Decansäure in 5 × 0,2g Mengen über 5 min hinzugefügt. Die Reaktion wurde über 30 min bei 80°C unter Rühren durchgeführt, um eine stabile Suspension auf Wasserbasis zu erzeugen. Nach der Bildung der Suspension wurde die Reaktion langsam auf Raumtemperatur abgekühlt. Die gebildeten Fe3O4-Nanopartikel (5,0 nmol) wurden weiterhin über Nacht mit sodium thiorectic acid (vermutlich Natriumthioctansäure) (0,1 mmol) Lösung behandelt, um einen Oberflächenaustausch an der Partikeloberfläche zu ermöglichen. Schwefelionen ersetzen Sauerstoff auf der Oberfläche der Fe3O4-Nanopartikel und stellen so die Wachstumsstellen für die Goldschale bereit. Dieses Ligandenaustauschverfahren ist auch für die Herstellung von magnetischen Co3O4-Kernen erforderlich.
  • (b) Herstellung der Fe3O4/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel
  • Das Verfahren für das Aufwachsen der Goldschale ähnelt dem der in Beispiel 1 beschriebenen Kern/Schale-Silber/Gold-Herstellung. Das UV-VIS-Spektrum des Fe3O4/Gold Schalenwachstums ist in 5 dargestellt. In einem angelegten Magnetfeld verhalten sich die Fe3O4/Gold-Kern/Schale-Partikel als superparamagnetische Partikel (7). Die magnetischen Eigenschaften der DNA-funktionalisierten Magneto-Gold-Nanopartikel sind in 8(A) und (B) dargestellt. 8(C) zeigt ein REM-Bild von DNA-funktionalisierten Magneto-Gold-Nanopartikeln (mittlerer Durchmesser = 18 nm, Dicke der Schale = 2 nm (Kerndurchmesser = 14 nm)) und (D) zeigt eine Schmelzkurve für Magneto-Gold-Nanopartikelsonden, die mit Ziel-DNA verbunden sind, Sonde a = 3'HS-A20-CTC CCT AAT AAT-5', Sonde b = 3'TTA TAA CTA TTC CTA-A20-SH5', Ziel a'b' = 5'-GAG GGA TTA TTG TTA...AAT ATT GAT AAG GAT-3'.
  • Beispiel 6: Herstellung der magnetischen Co/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel
  • Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung von magnetischen Gold-Nanopartikeln durch das erfindungsgemäße Verfahren. Im Teil A wurden magnetische Co-Kern-Nanopartikel hergestellt. Im Teil B ließ man Gold-Schalen auf die magnetischen Co-Kerne aufwachsen.
  • (a) Herstellung der Co-Nanopartikelkerne
  • O-Dichlorbenzol (15,9 g), Trioctylphosphinoxid (0,1 g) und 0,2 ml Oleinsäure wurden in einem 50 ml Dreihalskolben vorgelegt und auf 180°C erhitzt. Eine Lösung von Co2(CO)8 (0,65 g in 3 ml o-Dichlorbenzol) wurde hinzugefügt, indem man es in die erhitzte Lösung injizierte. Nach dieser Zugabe wurde die Reaktionstemperatur eine Stunde bei 180°C gehalten. Dann wurde die Reaktionslösung auf Raumtemperatur abgekühlt. Co-Nanopartikel von etwa 12 nm im Durchmesser wurden in einer 95%igen Ausbeute hergestellt. 9 zeigt das REM-Bild der Co-Nanopartikel.
  • (b) Herstellung der Co/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel
  • Das folgende ist ein typisches Beschichtungsverfahren für Co/Gold-Kern/Schale Nanopartikel.
  • Nachdem Co-Nanopartikel (0,01 μmol) in o-Dichlorbenzol (12 g) in einem 50 ml Dreihalskolben gelöst waren, wurde Trioctylphosphinoxid (0,1 g) zu der Co-Lösung hinzugegeben. Die Lösung wurde auf 180°C erhitzt, wobei dann die Gold-Schale Stammlösungen 1 und 2 (siehe unten) gleichzeitig zu der heißen Reaktionslösung mit einer Geschwindigkeit von etwa 50 μl-500 μl/min zugetropft wurden. Nachdem eine ausreichende Menge der Stammlösungen 1 und 2 hinzugegeben waren (etwa 5% Überschuss), wurde die Reaktionslösung für weitere 30 min auf 180°C gehalten. Anschließend wurde die Reaktionslösung auf Raumtemperatur abgekühlt, um sie zu stoppen.
  • Die Gold-Schale-Stammlösungen wurde wie folgt hergestellt: Stammlösung 1, HAuCl4·3H2O (0,1 g) und n-Hexadecyltrimethylammoniumbromid (0,1 g) wurden in o-Dichlorbenzol (10 g) gelöst; Stammlösung 2, 1,1-Hexadecandiol (0,12 g) wurde in o-Dichlorbenzol (10 g) gelöst.
  • Beispiel 7: Herstellung der CdS, CdSe/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel
  • Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung von Gold-beschichteten Halbleiter-Quantenpunkten durch das erfindungsgemäße Verfahren. Im Teil A wurden CdSe- (oder CdS-)Halbleiterkern-Nanopartikel hergestellt. Im Teil B ließ man Gold-Schalen auf die SdS- und SdSe-Halbleiterkerne aufwachsen.
  • (a) Herstellung der CdSe (oder CdS)-Nanopartikelkerne
  • Extrem reines (nanopure) Wasser (100 ml), Natriumcitrat (100 mg) und Cadmiumperchlorat (25 mg) wurden in einem 250 ml-Dreihalskolben vorgelegt und der pH der Lösung wurde auf etwa 9,0 eingestellt. Nach dem Einleiten von Ar über 30 min wurde die Lösung auf 100°C erhitzt. Eine Lösung (4 ml, 0,02 M) 1,3-Dimethyl-2-selenharnstoff (oder 1,3-Dimethyl-2-thioharnstoff) wurde in die heiße Lösung injiziert. Nach 2 min wurde die Lösung auf Raumtemperatur abgekühlt. Die CdSe (oder CdS)-Nanopartikel wurden durch Centricon-Filtration von der Lösung abgetrennt und in extrem reinem (nanopure) Wasser redispergiert.
  • (b) Herstellung der CdSe (oder CdS)/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel
  • Das folgende ist ein typisches Beschichtungsverfahren für CdSe (oder CdS)/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel.
  • Nachdem CdSe (oder CdS)-Nanopartikel (~4 nm im Durchmesser, 10 nmol) in extrem reinem (nanopure) Wasser (100 ml) in einem 250 ml Dreihalskolben gelöst waren, wurde Natriumcitrat (0,2 g) zu der Nanopartikellösung hinzugegeben. Die Lösung wurde auf 0°C abgekühlt, wobei dann die Gold-Schale-Stammlösungen 1 und 2 (siehe unten) gleichzeitig zu der Reaktionslösung mit einer Geschwindigkeit von etwa 50 μl-200 μl/min zugetropft wurden. Nachdem eine ausreichende Menge der Stammlösungen 1 und 2 hinzugegeben war (etwa 5% Überschuss), wurde die Reaktionslösung für weitere 30 min auf 0°C gehalten. Anschließend wurde die Reaktionslösung auf Raumtemperatur erwärmt. Abgetrennt von der Lösung durch Centricon-Filtration wurden CdSe (oder CdS)/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel erhalten.
  • Die Gold-Schale-Stammlösungen wurde wie folgt hergestellt: Stammlösung 1, HAuCl4·3H2O (4,1 mg) wurde in extrem reinem (nanopure) Wasser (5 ml) gelöst; Stammlösung 2, NaBH4 (7,4 mg) wurde bei 0°C in extrem reinem (nanopure) Wasser (5 ml) gelöst und bei 0°C zur Verwendung aufbewahrt.
  • Literaturhinweise
    • 1. Mirkin, C. A.; Letsinger, R. L.; Mucic, R. C.; Storhoff, J. J.; Nature 1996, 382, 607.
    • 2. (a) Elghanian, R.; Stohoff, J. J.; Mucic, R. C.; Letsinger, R. L.; Mirkin, C. A.; Science 1997, 277, 1078. (b) Taton, T. A.; Letsinger, R. L.; Mirkin, C. A.; Science 1999, 289, 1757. (c) Taton, T. A.; Lu, G.; Mirkin, C. A.; J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5164. (d) Storhoff J. J.; Elghanian, R.; Mucic, R. C.; Mirkin, C. A.; Letsinger, R. L.; J. Am. Chem. Soc. 1998,120, 1959.
    • 3. (a) Mann, S.; Shenton, W.; Li, M.; Connolly, S. Fitzmaurice, D.; Adv. Mater. 2000, 12, 147. (b) Niemeyer, C. M.; Burger, W.; Peplies J.; Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 37, 2265.
    • 4. Alivisatos, A. P.; Johnsson, K. P.; Peng, X.; Wilson, T. E.; Loweth C. J.; Bruchez, M. P., Jr.; Schultz, P. G.; Nature; 1996, 382, 609.
    • 5. Mitchell, G. P.; Mirkin, C. A.; Letsinger R. L.; J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8122.
    • 6. Chan, W. C. W.; Nie, S.; Science 1998, 281, 2016.
    • 7. Mattoussi, H.; Mauro, J. M.; Goldman, E. R.; Anderson, G. P. Sundar V. C.; Mikulec F. V., Bawendi, M. G.; J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12142.
    • 8. He, L.; Musick, D. M.; Nicewamer, S. R.; Ssalinas, F. G.; Benkovic, S. J. Natan, M. J.; Keating, C. D.; J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9071.
    • 9. Pathak, S.; Choi, S. K.; Arnheim, N.; Thompson, M. E.; J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4103.
    • 10. Martin, B. R.; Derinody, D. J.; Reiss, B. D.; Fang, M.; Lyon, L. A.; Natan, M. J.; Mallouk, T. E.; Adv. Mater. 1999, 11, 1021.
    • 11. Mulvaney, P.; Langmuir 1996, 12, 788.
    • 12. Link, S.; Wang, Z. L.; El-Sayed, M. A.; J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3529.
    • 13. Ung, T.; Liz-Marzan, L. M.; Mulvaney, P.; Langmuir 1998, 37 40.
    • 14. Lide, D. R. Eds, Handbook of Chemistry and Physics, CRC press: Boca Raton, 1992.
    • 15. (a) Mulvaney, P.; Giersig, M.; Henglein, A.; J. Phys. Chem. 1993, 97, 7061. (b) Rivas, L.; Sanchez-Cortes, S.; Garcia-Ramos; J. V.; Morcillo, G.; Langmuir 2000, 16, 9722. (c) Ygeurabide U.S. Pat. No. 6,214,560.
    • 16. Schrock. E.; duManoir, S.; Veldman, T.; Schoell. B.; Wienberg, J.; FergusonSmith, M. A.; Ning, Y.; Ledbetter, D. H.; BarAm, I.; Soenksen, D.; Garini, Y.; Ried, T.; Science, 1996, 273, 494.

Claims (23)

  1. Kern/Schale-Nanopartikel umfassend: (a) einen inneren Metall-enthaltenden Kern, welcher eine Oberflächenplasmonresonanzbande aufweist; und (b) eine äußere nicht-legierende Goldschale, welche den Kern direkt umgibt, wobei die Goldschale eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 2 Monolagen aufweist, und wobei der Kern des Kern/Schale-Nanopartikels keine Rotverschiebung und keine Verbreiterung der Oberflächenplasmonresonanzbande relativ zur Oberflächenplasmonresonanzbande eines Kerns, umgeben von einer legierten Goldschale, aufweist.
  2. Kern/Schale-Nanopartikel, wobei der Kern ein magnetischer Kern oder ein Halbleiterkern ist.
  3. Kern/Schale-Nanopartikel gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend Oligonukleotide, welche an der Goldschale anhaften, und somit ein Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugat bilden.
  4. Kern/Schale-Nanopartikel gemäß Anspruch 3, wobei die Oligonukleotide eine Sequenz komplementär zu einem Teil einer Sequenz einer Zielnukleinsäure aufweisen.
  5. Kern/Schale-Nanopartikel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der innere Metall-enthaltende Nanopartikelkern ausgewählt ist aus Silber, Pt, Fe, Co und Ni; FePt oder FeAu; einem Metalloxid; Fe3O4 oder Co3O4; CdSe oder CdS; und einem Halbleiter.
  6. Kern/Schale-Nanopartikel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Goldschale eine Dicke von etwa 1 Monolage aufweist.
  7. Nanostruktur, umfassend Kern/Schale-Nanopartikel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.
  8. Kern/Schale-Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugat gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Oberflächenplasmon-Absorptionsmaximum bei 500 bis 530 mm liegt.
  9. Verfahren zur Herstellung von Kern/Schale-Nanopartikeln gemäß den Ansprüchen 3 bis 7, wobei die Oligonukleotide in einem schrittweisen Vergütungsprozess an die Nanopartikel angelagert werden, umfassend (i) In-Kontakt-Bringen der Oligonukleotide mit den Nanopartikeln in einer ersten wässrigen Lösung für eine Zeitspanne, die ausreicht, um einige der Oligonukleotide an die Nanopartikel binden; (ii) Zufügen von mindestens einem Salz zu der wässrigen Lösung, um eine zweite wässrige Lösung zu erzeugen; und (iii) In-Kontakt-Bringen der Oligonukleotide und Nanopartikel in der zweiten wässrigen Lösung für eine weitere Zeitspanne, um weiteren Oligonukleotiden das Anbinden an die Nanopartikel zu erlauben.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Oligonukleotide eine Einheit enthalten, umfassend eine funktionelle Gruppe, welche an ein Nanopartikel binden kann.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das gesamte Salz in einem einzigen Zugabeschritt das Wasser zugefügt wird.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das gesamte Salz allmählich mit der Zeit zugefügt wird.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Salz ausgewählt ist aus Natriumchlorid, Magnesiumchlorid, Kaliumchlorid, Ammoniumchlorid, Natriumacetat, Ammoniumacetat, einer Kombination von zwei oder mehr dieser Salze, einem dieser Salze in einem Phosphatpuffer und einer Kombination von zwei oder mehr dieser Salze in einem Phosphatpuffer.
  14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate hergestellt werden, die die Oligonukleotide auf der Oberfläche der Nanopartikel mit einer Oberflächendichte aufweisen, die ausgewählt ist aus mindestens 10 Picomol/cm2; mindestens 15 Picomol/cm2; und von 15 Picomol/cm2 bis 40 Picomol/cm2.
  15. Verfahren zur Herstellung von Kern/Schale-Nanopartikeln gemäß den Ansprüchen 1-2, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen von inneren Metall-enthaltenden Nanopartikelkernen; (b) Behandeln der inneren Metall-enthaltenden Nanopartikelkerne gleichzeitig mit einer Lösung umfassend ein Goldsalz und einer Lösung umfassend ein Reduktionsmittel bei 0°C, um eine nicht-legierende Goldschale, welche die Nanopartikelkerne umgibt, herzustellen; und (c) Isolieren der Kern/Schale-Nanopartikel.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Goldsalz HAuCl4, NaAuC14, KAuC14 oder KAu(CN)2 umfasst.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei das Reduktionsmittel NaBH4 oder Ascorbinsäure umfasst.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 15 bis 17, wobei das Goldsalz und das Reduktionsmittel in einem Verhältnis im Bereich von 1:2 bis 1:20 vorhanden sind.
  19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die gleichzeitige Zugabe der Lösung umfassend ein Goldsalz und der Lösung umfassend ein Reduktionsmittel zu einer Lösung, welche Metall-enthaltende Nanopartikelkerne enthält, in einer solchen Weise stattfindet, dass die Konzentration des Goldsalzes bei etwa 2 μM gehalten wird.
  20. Verfahren zum Nachweis von an eine Oberfläche gebundener Nukleinsäure, umfassend: (a) In Kontakt bringen der Oberfläche mit einer Lösung umfassend Kern/Schale-Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate gemäß Anspruch 3, wobei das In-Kontakt-Bringen unter Bedingungen stattfindet, die eine effektive Hybridisierung der Kern/Schale-Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugate mit der gebundenen Nukleinsäure zulassen; (b) Einbringen des Nanopartikel-Konjugats in ein externes Magnetfeld, um eine beschleunigte Bewegung des Nanopartikel-Konjugats zur Oberfläche zu erreichen, um die Wechselwirkung zwischen dem Nanopartikel-Konjugat und der Nukleinsäure zu fördern; (c) Entfernen aller Nanopartikel-Konjugate von der Oberfläche, welche nicht mit der Nukleinsäure hybridisiert sind; und (d) Beobachten einer nachweisbaren Änderung, hervorgebracht durch die Hybridisierung der Nukleinsäure mit den Nanopartikel-Konjugaten.
  21. Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei das Kern/Schale-Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugat Fe3O4/Gold-Kern/Schale-Nanopartikel umfasst.
  22. Verfahren gemäß Anspruch 20 oder 21, wobei Schritt (c) ausgeführt wird durch Spülen der Oberfläche mit einer Waschlösung oder Umkehren des Magnetfelds.
  23. Verfahren des Nachweises eines Ziel-Analyten, der an die Oberfläche gebunden ist, umfassend: (a) Bereitstellen einer Oberfläche, welche einen gebundenen Zielanalyten beinhaltet; (b) In Kontakt bringen der Oberfläche mit einer Lösung umfassend das Kern/Schale-Nanopartikel-Oligonukleotid-Konjugat gemäß Anspruch 3, wobei die Oligonukleotide zusätzlich mit einem Rezeptor funktionalisiert sind und wobei der Rezeptor spezifisch an den Analyten bindet, wobei das In-Kontakt-Bringen unter Bedingungen stattfindet, die eine effektive Bindung der Nanopartikel-Konjugate mit dem gebundenen Ziel-Analyten zulassen; (c) Einbringen des Nanopartikel-Konjugats in ein externes Magnetfeld, um eine beschleunigte Bewegung des Nanopartikel-Konjugats zur Oberfläche zu erreichen, um die Bindungswechselwirkung zwischen dem Nanopartikel-Konjugat und dem Ziel-Analyten zu fördern; (d) Entfernen aller Nanopartikel-Konjugate von der Oberfläche, welche nicht an den Ziel-Analyten gebunden sind; und (e) Beobachten einer nachweisbaren Änderung, hervorgebracht durch die Bindungswechselwirkung des Ziel-Analyten mit den Nanopartikel-Konjugaten.
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Families Citing this family (174)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6582921B2 (en) 1996-07-29 2003-06-24 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses thereof
US7098320B1 (en) 1996-07-29 2006-08-29 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
US6506564B1 (en) * 1996-07-29 2003-01-14 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
US6984491B2 (en) * 1996-07-29 2006-01-10 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
US6750016B2 (en) * 1996-07-29 2004-06-15 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
US7169556B2 (en) * 1996-07-29 2007-01-30 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
US6974669B2 (en) * 2000-03-28 2005-12-13 Nanosphere, Inc. Bio-barcodes based on oligonucleotide-modified nanoparticles
US20050037397A1 (en) * 2001-03-28 2005-02-17 Nanosphere, Inc. Bio-barcode based detection of target analytes
US20030096321A1 (en) * 1999-05-19 2003-05-22 Jose Remacle Method for the identification and/or the quantification of a target compound obtained from a biological sample upon chips
CA2396113C (en) * 2000-01-13 2009-04-07 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
US6743395B2 (en) * 2000-03-22 2004-06-01 Ebara Corporation Composite metallic ultrafine particles and process for producing the same
ATE324465T1 (de) * 2000-07-11 2006-05-15 Univ Northwestern Nachweismethode mittels verstärkter silberfärbung
US20060040286A1 (en) * 2001-03-28 2006-02-23 Nanosphere, Inc. Bio-barcode based detection of target analytes
US20030113740A1 (en) * 2001-04-26 2003-06-19 Mirkin Chad A. Oligonucleotide-modified ROMP polymers and co-polymers
US7238472B2 (en) * 2001-05-25 2007-07-03 Nanosphere, Inc. Non-alloying core shell nanoparticles
US7147687B2 (en) * 2001-05-25 2006-12-12 Nanosphere, Inc. Non-alloying core shell nanoparticles
US7186814B2 (en) 2001-11-09 2007-03-06 Nanosphere, Inc. Bioconjugate-nanoparticle probes
GR1004178B (el) * 2001-11-29 2003-03-05 "����������" Ολοκληρωμενος οπτοηλεκτρονικος βιοαισθητηρας πυριτιου για ανιχνευση βιομοριων επισημασμενων με χρωμοφορες ομαδες ή νανοσωματιδια
US7282710B1 (en) * 2002-01-02 2007-10-16 International Business Machines Corporation Scanning probe microscopy tips composed of nanoparticles and methods to form same
US20040086885A1 (en) * 2002-02-22 2004-05-06 Purdue Research Foundation Magnetic nanomaterials and methods for detection of biological materials
US20030190475A1 (en) * 2002-04-09 2003-10-09 Everett Carpenter Magnetic nanoparticles having passivated metallic cores
US20030211488A1 (en) 2002-05-07 2003-11-13 Northwestern University Nanoparticle probs with Raman spectrocopic fingerprints for analyte detection
WO2004003508A2 (en) * 2002-06-28 2004-01-08 Purdue Research Foundation Magnetic nanomaterials and methods for detection of biological materials
AU2003247788B2 (en) * 2002-07-02 2007-04-19 Nanosphere Inc. Nanoparticle polyanion conjugates and methods of use thereof in detecting analytes
TWI242478B (en) * 2002-08-01 2005-11-01 Masami Nakamoto Metal nanoparticle and process for producing the same
US20040156846A1 (en) * 2003-02-06 2004-08-12 Triton Biosystems, Inc. Therapy via targeted delivery of nanoscale particles using L6 antibodies
WO2005001143A2 (en) * 2003-02-27 2005-01-06 Nanosphere, Inc. Label-free gene expression profiling with universal nanoparticle probes in microarray assay format
EP1606610A2 (de) * 2003-03-12 2005-12-21 Intel Corporation Chemische verstärkung bei oberflächenverstärkter raman-streuung unter verwendung von lithiumchlorid
US7029514B1 (en) * 2003-03-17 2006-04-18 University Of Rochester Core-shell magnetic nanoparticles and nanocomposite materials formed therefrom
US20050250094A1 (en) * 2003-05-30 2005-11-10 Nanosphere, Inc. Method for detecting analytes based on evanescent illumination and scatter-based detection of nanoparticle probe complexes
US7232474B2 (en) * 2003-07-09 2007-06-19 National Research Council Of Canada Process for producing gold nanoparticles
JP5082187B2 (ja) * 2003-10-06 2012-11-28 日産自動車株式会社 固体高分子型燃料電池用電極触媒粒子の製造方法
JP4207754B2 (ja) * 2003-10-31 2009-01-14 和光純薬工業株式会社 磁性体を用いた免疫学的測定方法
US20050191665A1 (en) * 2003-12-29 2005-09-01 Xing Su Composite organic-inorganic nanoclusters
JP3912391B2 (ja) * 2004-05-26 2007-05-09 ソニー株式会社 金属磁性ナノ粒子群及びその製造方法
US7718094B2 (en) * 2004-06-18 2010-05-18 The Research Foundation Of State University Of New York Preparation of metallic nanoparticles
EP1771583A2 (de) * 2004-07-26 2007-04-11 Nanosphere, Inc. Verfahren zur unterscheidung von methicillin-resistentem s. aureus von methicillin-sensitivem s. aureus in einer mischkultur
US9494581B2 (en) 2004-08-24 2016-11-15 University Of Wyoming System and method for Raman spectroscopy assay using paramagnetic particles
US7776547B2 (en) * 2004-08-26 2010-08-17 Intel Corporation Cellular analysis using Raman surface scanning
US7935517B2 (en) * 2004-09-22 2011-05-03 Nanolab, Inc. Nanospearing for molecular transportation into cells
AU2005299747B2 (en) * 2004-10-21 2010-04-08 Pharma Diagnostics N.V. Stable metal/conductive polymer composite colloids and methods for making and using the same
US7485471B1 (en) 2004-12-17 2009-02-03 Intel Corporation Detection of enhanced multiplex signals by surface enhanced Raman spectroscopy
US7855021B2 (en) * 2004-12-22 2010-12-21 Brookhaven Science Associates, Llc Electrocatalysts having platium monolayers on palladium, palladium alloy, and gold alloy core-shell nanoparticles, and uses thereof
US8084275B2 (en) * 2005-02-08 2011-12-27 Fujifilm Corporation Magnetic composite body, production method thereof, method for removing substance with mannose on its surface, and method for concentrating substance with mannose on its surface
JP4665144B2 (ja) * 2005-03-31 2011-04-06 独立行政法人物質・材料研究機構 高分子膜の体積膨張に伴うストレス変化を利用した湿度センサー
JP4791867B2 (ja) * 2005-03-31 2011-10-12 日立マクセル株式会社 貴金属コート磁性粒子を用いた被検物質の検出方法
US7700193B2 (en) * 2005-04-08 2010-04-20 Industrial Technology Research Institute Core-shell structure with magnetic, thermal, and optical characteristics and manufacturing method thereof
WO2006125124A2 (en) * 2005-05-18 2006-11-23 Nanosphere, Inc. Substrate functionalization method for high sensitivity applications
US8062552B2 (en) * 2005-05-19 2011-11-22 Brookhaven Science Associates, Llc Electrocatalyst for oxygen reduction with reduced platinum oxidation and dissolution rates
WO2006138145A1 (en) 2005-06-14 2006-12-28 Northwestern University Nucleic acid functionalized nanoparticles for therapeutic applications
US20070154903A1 (en) * 2005-06-23 2007-07-05 Nanosphere, Inc. Selective isolation and concentration of nucleic acids from complex samples
JP2007040978A (ja) * 2005-06-30 2007-02-15 Fujifilm Corp 磁性体ナノ粒子を用いた目的成分の分離方法
US7704919B2 (en) * 2005-08-01 2010-04-27 Brookhaven Science Associates, Llc Electrocatalysts having gold monolayers on platinum nanoparticle cores, and uses thereof
AU2006279590A1 (en) 2005-08-12 2007-02-22 Cambrios Technologies Corporation Nanowires-based transparent conductors
JP2009505106A (ja) * 2005-08-19 2009-02-05 ナノスフェアー インコーポレイテッド Ｄｎａ及び抗体を含むハイブリッド基板を調製するための方法及びその使用
US7736910B2 (en) * 2005-10-04 2010-06-15 Calypte Biomedical Corporation One-step production of gold sols
US20070098642A1 (en) * 2005-11-02 2007-05-03 General Electric Company Nanoparticle-based imaging agents for X-ray/computed tomography
AU2006317439A1 (en) * 2005-11-28 2007-05-31 National Research Council Of Canada Multifunctional nanostructure and method
US20070166730A1 (en) 2006-01-19 2007-07-19 Menon & Associates, Inc. Magnetic resonance system and method to detect and confirm analytes
JP2007205911A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Sekisui Chem Co Ltd 金酸化鉄複合磁性粒子、免疫測定用磁性粒子及び免疫測定法
US7790066B2 (en) * 2006-03-03 2010-09-07 William Marsh Rice University Nanorice particles: hybrid plasmonic nanostructures
WO2007103536A2 (en) * 2006-03-08 2007-09-13 Northwestern University Photoinduced phase separation of gold in two-component nanoparticles to form nanoprisms
US7864322B2 (en) 2006-03-23 2011-01-04 The Research Foundation Of State University Of New York Optical methods and systems for detecting a constituent in a gas containing oxygen in harsh environments
GB0605965D0 (en) * 2006-03-24 2006-05-03 Univ East Anglia Fluorescence based detection of substances
WO2007133704A2 (en) * 2006-05-11 2007-11-22 Nanosphere, Inc. A non-nucleic acid based biobarcode assay for detection of biological materials
US7625637B2 (en) * 2006-05-31 2009-12-01 Cabot Corporation Production of metal nanoparticles from precursors having low reduction potentials
US9506056B2 (en) 2006-06-08 2016-11-29 Northwestern University Nucleic acid functionalized nanoparticles for therapeutic applications
US20100035243A1 (en) * 2006-07-10 2010-02-11 Nanosphere, Inc. Ultra-sensitive detection of analytes
ITFI20060180A1 (it) * 2006-07-20 2008-01-21 Acta Spa Catalizzatori anodici costituiti da metalli nobili depositati spontaneamente su catalizzatori nanostrutturati a base di metalli di transizione, loro preparazione ed uso e celle a combustibile che li contengono.
US7502106B2 (en) * 2006-09-21 2009-03-10 Honeywell International Inc. SERS analyzer
TWI426531B (zh) 2006-10-12 2014-02-11 Cambrios Technologies Corp 以奈米線為主之透明導體及其應用
US8018568B2 (en) 2006-10-12 2011-09-13 Cambrios Technologies Corporation Nanowire-based transparent conductors and applications thereof
US7727776B2 (en) * 2006-10-24 2010-06-01 Honeywell International Inc. Core-shell nanoparticles for detection based on SERS
US20100068817A1 (en) * 2006-11-08 2010-03-18 Northwestern University Colorimetric detection of metallic ions in aqueous media using functionalized nanoparticles
KR101488800B1 (ko) 2007-02-09 2015-02-04 노오쓰웨스턴 유니버시티 세포내 타겟 검출용 입자
JP2008196927A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Fujifilm Corp プローブの脱着を伴う対象物質の検出方法
JP2010520749A (ja) * 2007-02-27 2010-06-17 ノースウェスタン ユニバーシティ ナノ粒子への分子の結合
JP4854547B2 (ja) * 2007-03-09 2012-01-18 独立行政法人科学技術振興機構 銀微粒子と核酸の複合体及びその製造方法
EP2477229B1 (de) 2007-04-20 2021-06-23 Cambrios Film Solutions Corporation Transparente Verbundleiter und Verfahren zu deren Herstellung
US20100215851A1 (en) * 2007-04-25 2010-08-26 Tetsuya Shoji Method of producing core/shell composite nano-particles
US20080293588A1 (en) * 2007-05-11 2008-11-27 Northwestern University Nanodisk codes
US7807372B2 (en) 2007-06-04 2010-10-05 Northwestern University Screening sequence selectivity of oligonucleotide-binding molecules using nanoparticle based colorimetric assay
HUE053226T2 (hu) 2007-07-11 2021-06-28 Clene Nanomedicine Inc Folyamatos eljárás folyadékok kezelésére és egyes alkotórészek elõállítására
JP5686598B2 (ja) * 2007-09-27 2015-03-18 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ 分離可能な及び再分散可能な遷移金属ナノ粒子、それらの製造方法、並びにｉｒ吸収体としての使用
US7829735B2 (en) * 2007-10-26 2010-11-09 Northwestern University Universal phosphoramidite for preparation of modified biomolecules and surfaces
US8679458B2 (en) 2007-11-07 2014-03-25 Battelle Memorial Institute Functionalized magnetic nanoparticle analyte sensor
US20090181361A1 (en) * 2008-01-14 2009-07-16 Weidong Xu Rapid test for detecting infection
US20100105024A1 (en) * 2008-01-14 2010-04-29 Transgenex Nanobiotech, Inc. Rapid test including genetic sequence probe
WO2009090748A1 (ja) * 2008-01-17 2009-07-23 Applied Nanoparticle Laboratory Corporation 複合銀ナノ粒子、その製法及び製造装置
MX2010011680A (es) 2008-04-25 2011-05-03 Univ Northwestern Nanoestructuras adecuadas para secuestrar colesterol y otras moleculas.
KR101153748B1 (ko) * 2008-05-07 2012-06-14 재단법인서울대학교산학협력재단 바이오센서로 유용한 새로운 형태의 금／은 코어쉘 복합체
WO2009139747A1 (en) * 2008-05-16 2009-11-19 Utc Power Corporation A stabilized platinum catalyst
US8389175B2 (en) * 2008-05-16 2013-03-05 Utc Power Corporation Fuel cell having a stabilized cathode catalyst
KR20110028632A (ko) * 2008-06-23 2011-03-21 이섬 리서치 디벨러프먼트 컴파니 오브 더 히브루 유니버시티 오브 예루살렘 엘티디. 코어-쉘 금속 나노입자, 그 제조 방법, 및 이를 함유하는 잉크 조성물들
EP2318306A4 (de) * 2008-08-06 2012-09-12 Agency Science Tech & Res Nanozusammensetzungen
DK2365803T3 (en) 2008-11-24 2018-01-22 Univ Northwestern POLYVALENT RNA NANOPARTICLE COMPOSITIONS
US7879625B1 (en) 2008-12-03 2011-02-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Preparation of SERS substrates on silica-coated magnetic microspheres
US20100233270A1 (en) 2009-01-08 2010-09-16 Northwestern University Delivery of Oligonucleotide-Functionalized Nanoparticles
US9387452B2 (en) 2009-01-14 2016-07-12 Gr Intellectual Reserve, Llc. Continuous methods for treating liquids and manufacturing certain constituents (e.g., nanoparticles) in liquids, apparatuses and nanoparticles and nanoparticle/liquid solution(s) resulting therefrom
CA2749805C (en) 2009-01-15 2017-05-09 Gr Intellectual Reserve, Llc Continuous, semicontinuous and batch methods for treating liquids and manufacturing certain constituents (e.g., nanoparticles) in liquids, apparatuses and nanoparticles and nanoparticle/liquid solution(s) and colloids resulting therefrom
KR101546673B1 (ko) * 2009-01-15 2015-08-25 삼성전자주식회사 전자 사진용 토너 및 그의 제조방법
US20110033940A1 (en) * 2009-01-30 2011-02-10 Northwestern University Click chemistry, molecular transport junctions, and colorimetric detection of copper
EP2411402B1 (de) * 2009-03-23 2014-02-12 Yeditepe Universitesi Synthese von oligonukleotidhaltigen nanopartikeln mit einem goldkern und einer silberbeschichtung
CA2757694C (en) 2009-04-15 2020-10-06 Northwestern University Delivery of oligonucleotide-functionalized nanoparticles
KR101040903B1 (ko) 2009-06-24 2011-06-16 성균관대학교산학협력단 금 나노입자가 코팅된 백금촉매 및 이의 제조 방법
WO2011006007A1 (en) 2009-07-08 2011-01-13 Gr Intellectual Reserve, Llc Novel gold-based nanocrystals for medical treatments and electrochemical manufacturing processes therefor
WO2011031999A2 (en) * 2009-09-10 2011-03-17 Purdue Research Foundation Multi-component nanoparticle structure having detectable magnetic resonance properties
US9376690B2 (en) 2009-10-30 2016-06-28 Northwestern University Templated nanoconjugates
CA2783788C (en) * 2009-12-11 2015-02-10 Korea Research Institute Of Chemical Technology Dimeric core-shell nanostructure labeled with raman active molecule localized at interparticle junction, use thereof, and method for preparing the same
JP5863670B2 (ja) 2010-01-19 2016-02-17 ノースウェスタン ユニバーシティ 核酸および／または他の構成要素を含有している合成ナノ構造体
CN102834472B (zh) 2010-02-05 2015-04-22 凯博瑞奥斯技术公司 光敏墨组合物和透明导体以及它们的使用方法
WO2011113054A2 (en) 2010-03-12 2011-09-15 Aurasense Llc Crosslinked polynucleotide structure
WO2011156952A1 (zh) * 2010-06-13 2011-12-22 海洋王照明科技股份有限公司 核壳型磁性合金纳米颗粒的制备方法
FR2965719B1 (fr) * 2010-10-07 2014-05-23 Oreal Particule comportant deux metaux plasmoniques
CN102554252A (zh) * 2010-12-17 2012-07-11 中国科学技术大学 一种多孔双金属纳米结构的合成方法
WO2012104831A1 (en) * 2011-02-03 2012-08-09 Metallo Therapy Ltd. Surface-modified heavy metal nanoparticles, compositions and uses thereof
CN102672167B (zh) * 2011-03-16 2014-04-02 首都师范大学 一种新型三角形银－硫化银纳米复合颗粒的制备及其应用
CN102407340B (zh) * 2011-04-18 2013-06-12 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所 一种银/碳核壳结构微粉的制备方法
US9605304B2 (en) * 2011-07-20 2017-03-28 The Hong Kong Polytechnic University Ultra-stable oligonucleotide-gold and-silver nanoparticle conjugates and method of their preparation
CN102298055B (zh) * 2011-07-21 2013-12-11 南京博天科智生物技术有限公司 一种人血液h-fabp纳米金标检测试纸条及其制备方法
WO2013036974A1 (en) 2011-09-11 2013-03-14 Aurasense, Llc Cellular uptake control systems
WO2013040499A1 (en) 2011-09-14 2013-03-21 Northwestern University Nanoconjugates able to cross the blood-brain barrier
CN102380335B (zh) * 2011-09-15 2014-03-12 东南大学 核壳型水凝胶胶体晶体微球及其制备方法和用途
US9079249B2 (en) * 2011-09-30 2015-07-14 Uchicago Argonne, Llc Intermetallic nanoparticles
CN102519948B (zh) * 2011-11-24 2014-05-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种六价铬离子的检测方法
WO2013170229A1 (en) * 2012-05-11 2013-11-14 Vanderbilt University Detecting antigens such as bacterial quorum sensing proteins
EP2870997B1 (de) * 2012-07-09 2019-12-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Katalysator zur emissionsgasreinigung und herstellungsverfahren dafür
US9512468B2 (en) 2012-11-06 2016-12-06 Industrial Technology Research Institute Detection method uses magnetic and detectable nanoparticles with oligonucleotides attached thereto
CN102962474B (zh) * 2012-12-13 2014-10-22 北京航空航天大学 一种乙二醇体系制备金镍核壳纳米结构的可控合成方法
KR102310098B1 (ko) * 2013-02-19 2021-10-06 삼성전자주식회사 금속 나노입자와 발광물질의 접합체
CN103159771B (zh) * 2013-03-29 2015-04-08 山东科技大学 一步法合成卟啉功能化的四氧化三钴纳米粒子的工艺
CN103265950B (zh) * 2013-06-09 2015-09-02 南京大学 氮化硼纳米片/金纳米簇复合材料及其制法和在生物分析中的应用
CN105579582A (zh) 2013-07-25 2016-05-11 埃克西奎雷股份有限公司 用于预防和治疗用途的作为免疫刺激剂的基于球形核酸的构建体
EP3024494A1 (de) 2013-07-25 2016-06-01 Exicure, Inc. Sphärische nukleinsäurebasierter konstrukte als immunregulatorische verbindungen
US10568898B2 (en) 2013-08-13 2020-02-25 Northwestern University Lipophilic nanoparticles for drug delivery
CN103447547B (zh) * 2013-08-28 2015-06-24 同济大学 微乳中制备星状结构四氧化三铁/金纳米复合粒子的方法
WO2015066708A1 (en) 2013-11-04 2015-05-07 Northwestern University Quantification and spatio-temporal tracking of a target using a spherical nucleic acid (sna)
KR101427146B1 (ko) 2013-11-13 2014-08-07 단국대학교 산학협력단 생체 분자 분석 키트 및 이를 이용한 생체 분자 분석 방법
US20170199185A1 (en) * 2014-05-30 2017-07-13 Dai Nippon Toryo Co., Ltd. Suspension of Gold-Coated Silver Nanoplates
CA2953216C (en) 2014-06-04 2020-12-22 Exicure, Inc. Multivalent delivery of immune modulators by liposomal spherical nucleic acids for prophylactic or therapeutic applications
CN104096849B (zh) * 2014-07-15 2016-10-19 中国石油大学(华东) 金核银壳纳米探针的制备方法及其在氰根离子比色检测中的应用
SG11201702656WA (en) 2014-10-06 2017-04-27 Exicure Inc Anti-tnf compounds
CA2968531A1 (en) 2014-11-21 2016-05-26 Northwestern University The sequence-specific cellular uptake of spherical nucleic acid nanoparticle conjugates
CN104439276B (zh) * 2014-11-30 2016-04-13 湖南科技大学 一种快速制备中空多孔二氧化硅/银纳米复合材料的方法及产品
CA2978000A1 (en) 2015-03-03 2016-09-09 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Enhanced plasmonic nanoparticles for cancer therapy and diagnostics
CN104668580A (zh) * 2015-03-06 2015-06-03 天津大学 一种四氧化三铁/金纳米复合材料的制备及其快速检测罗丹明分子的方法
US10078092B2 (en) 2015-03-18 2018-09-18 Northwestern University Assays for measuring binding kinetics and binding capacity of acceptors for lipophilic or amphiphilic molecules
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
US9627115B2 (en) * 2015-09-14 2017-04-18 Elwha Llc Magnetic plasmonic nanoparticle dimer
US9627114B2 (en) 2015-09-14 2017-04-18 Elwha Llc Magnetic plasmonic nanoparticle positioned on a magnetic plasmonic substrate
JP2017150865A (ja) * 2016-02-23 2017-08-31 コニカミノルタ株式会社 ガス検知方法及びガス検知装置
CN105598442B (zh) * 2016-02-25 2019-01-22 天津工业大学 一维链状Au-Ag核壳纳米结构、自组装制备方法及SERS应用
US11866700B2 (en) 2016-05-06 2024-01-09 Exicure Operating Company Liposomal spherical nucleic acid (SNA) constructs presenting antisense oligonucleotides (ASO) for specific knockdown of interleukin 17 receptor mRNA
CN105903979B (zh) * 2016-05-13 2017-12-26 吉林师范大学 一种Fe3O4@Au核壳功能材料的制备方法
CN106111974B (zh) * 2016-07-26 2017-11-28 江南大学 一种金银核壳粒子‑金纳米棒自组装结构的制备方法及应用
WO2018039629A2 (en) 2016-08-25 2018-03-01 Northwestern University Micellar spherical nucleic acids from thermoresponsive, traceless templates
US20190285639A1 (en) * 2016-10-26 2019-09-19 Integrated Nano-Technologies, Inc. Systems and methods for optical sensing of biomolecular targets
CN106735287B (zh) * 2016-11-28 2018-08-28 东北大学 一种单分散的FePt/Fe3O4混合纳米颗粒的制备方法
WO2018201090A1 (en) 2017-04-28 2018-11-01 Exicure, Inc. Synthesis of spherical nucleic acids using lipophilic moieties
US11433131B2 (en) 2017-05-11 2022-09-06 Northwestern University Adoptive cell therapy using spherical nucleic acids (SNAs)
US10178735B1 (en) 2017-08-22 2019-01-08 Northrop Grumman Systems Corporation Dynamically tunable materials for parity-time symmetric electro-optical devices
KR102064961B1 (ko) 2017-12-13 2020-01-10 주식회사 포스코 자성 나노입자 및 이를 이용한 측방유동 분석에서의 신호 증폭 방법
CN108097950A (zh) * 2017-12-25 2018-06-01 浙江理工大学 一种核壳结构Ag@Fe3O4复合微球、制备方法及其应用
CN110756796B (zh) * 2018-07-25 2021-08-27 石家庄铁道大学 一种核壳结构的复合粉末及其制备方法
CN110227816B (zh) * 2019-07-15 2021-11-02 福州大学 一种具有核壳结构的金银纳米花颗粒及其制备方法和应用
KR102357642B1 (ko) * 2019-11-12 2022-02-07 충남대학교산학협력단 자성 플라즈몬 입자
CN111266599B (zh) * 2020-01-21 2022-06-21 王海龙 一种多极子局域表面等离子体共振吸收体的制备方法及其应用
CN112062235B (zh) * 2020-09-09 2022-12-27 重庆科技学院 一种基于复合磁体的油水分离装置
CN112588256A (zh) * 2021-01-28 2021-04-02 华东交通大学 一种磁性纳米双金属氧化物吸附剂及其应用
CN113059176A (zh) * 2021-02-22 2021-07-02 西安市第九医院 一种钴-银纳米微粒的制备方法及其应用
CN113000836B (zh) * 2021-03-08 2022-11-08 昆明理工大学 一种NaCl颗粒的镍包覆表面处理方法
CN113433110B (zh) * 2021-06-22 2023-03-14 西安邮电大学 原位置换法生成金银枝晶花状纳米结构衬底的制备方法
CN113984685B (zh) * 2021-09-30 2023-03-10 南京航空航天大学 一种银纳米结构生长机理的分析方法
CN116727678B (zh) * 2023-06-15 2024-03-12 东南大学 Yolk-Shell结构的金纳米粒子及其制备方法

Family Cites Families (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4193983A (en) 1978-05-16 1980-03-18 Syva Company Labeled liposome particle compositions and immunoassays therewith
NL7807532A (nl) 1978-07-13 1980-01-15 Akzo Nv Metaal-immunotest.
US4318707A (en) 1978-11-24 1982-03-09 Syva Company Macromolecular fluorescent quencher particle in specific receptor assays
US4256834A (en) 1979-04-09 1981-03-17 Syva Company Fluorescent scavenger particle immunoassay
US4261968A (en) 1979-05-10 1981-04-14 Syva Company Fluorescence quenching with immunological pairs in immunoassays
US4650770A (en) 1981-04-27 1987-03-17 Syntex (U.S.A.) Inc. Energy absorbing particle quenching in light emitting competitive protein binding assays
US4713348A (en) 1983-04-05 1987-12-15 Syntex (U.S.A.) Inc. Fluorescent multiparameter particle analysis
US5288609A (en) 1984-04-27 1994-02-22 Enzo Diagnostics, Inc. Capture sandwich hybridization method and composition
US4868104A (en) 1985-09-06 1989-09-19 Syntex (U.S.A.) Inc. Homogeneous assay for specific polynucleotides
US4996143A (en) 1985-12-23 1991-02-26 Syngene, Inc. Fluorescent stokes shift probes for polynucleotide hybridization
US5137827A (en) 1986-03-25 1992-08-11 Midwest Research Technologies, Inc. Diagnostic element for electrical detection of a binding reaction
US5514602A (en) 1986-06-09 1996-05-07 Ortho Diagnostic Systems, Inc. Method of producing a metal sol reagent containing colloidal metal particles
US5360895A (en) 1987-04-22 1994-11-01 Associated Universities, Inc. Derivatized gold clusters and antibody-gold cluster conjugates
US4853335A (en) 1987-09-28 1989-08-01 Olsen Duane A Colloidal gold particle concentration immunoassay
US5460831A (en) 1990-06-22 1995-10-24 The Regents Of The University Of California Targeted transfection nanoparticles
US5665582A (en) 1990-10-29 1997-09-09 Dekalb Genetics Corp. Isolation of biological materials
WO1992008133A1 (en) 1990-10-29 1992-05-14 Dekalb Plant Genetics Isolation of biological materials using magnetic particles
US5294369A (en) 1990-12-05 1994-03-15 Akzo N.V. Ligand gold bonding
JPH07502479A (ja) 1991-11-22 1995-03-16 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 自己集合性単一層を使って固体無機表面に共有結合した半導体微少結晶
US5225064A (en) 1992-01-15 1993-07-06 Enzyme Technology Research Group, Inc. Peroxidase colloidal gold oxidase biosensors for mediatorless glucose determination
US5472881A (en) 1992-11-12 1995-12-05 University Of Utah Research Foundation Thiol labeling of DNA for attachment to gold surfaces
US5637508A (en) 1993-03-26 1997-06-10 Geo-Centers, Inc. Biomolecules bound to polymer or copolymer coated catalytic inorganic particles, immunoassays using the same and kits containing the same
US5384265A (en) 1993-03-26 1995-01-24 Geo-Centers, Inc. Biomolecules bound to catalytic inorganic particles, immunoassays using the same
US5681943A (en) 1993-04-12 1997-10-28 Northwestern University Method for covalently linking adjacent oligonucleotides
US5543158A (en) 1993-07-23 1996-08-06 Massachusetts Institute Of Technology Biodegradable injectable nanoparticles
DE4405156C1 (de) * 1994-02-18 1995-10-26 Univ Karlsruhe Verfahren zur Herstellung beschichteter polymerer Mikropartikel
US5521289A (en) 1994-07-29 1996-05-28 Nanoprobes, Inc. Small organometallic probes
US5599668A (en) 1994-09-22 1997-02-04 Abbott Laboratories Light scattering optical waveguide method for detecting specific binding events
US5609907A (en) 1995-02-09 1997-03-11 The Penn State Research Foundation Self-assembled metal colloid monolayers
US6025202A (en) 1995-02-09 2000-02-15 The Penn State Research Foundation Self-assembled metal colloid monolayers and detection methods therewith
BR9710836A (pt) 1996-04-25 2000-10-24 Spectrametrix Inc Ensaio de analitos usando marcas em partìculas
US7169556B2 (en) 1996-07-29 2007-01-30 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
US6361944B1 (en) 1996-07-29 2002-03-26 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
US6506564B1 (en) 1996-07-29 2003-01-14 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
US6984491B2 (en) 1996-07-29 2006-01-10 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
US6582921B2 (en) 1996-07-29 2003-06-24 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses thereof
ES2287956T3 (es) * 1996-07-29 2007-12-16 Nanosphere Inc. Nanoparticulas que tienen oligonucleotidos unidos a las mismas y usos de las mismas.
US6750016B2 (en) * 1996-07-29 2004-06-15 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
US5830986A (en) 1996-10-28 1998-11-03 Massachusetts Institute Of Technology Methods for the synthesis of functionalizable poly(ethylene oxide) star macromolecules
US5900481A (en) 1996-11-06 1999-05-04 Sequenom, Inc. Bead linkers for immobilizing nucleic acids to solid supports
US5922537A (en) 1996-11-08 1999-07-13 N.o slashed.AB Immunoassay, Inc. Nanoparticles biosensor
US5939021A (en) 1997-01-23 1999-08-17 Hansen; W. Peter Homogeneous binding assay
US6180415B1 (en) 1997-02-20 2001-01-30 The Regents Of The University Of California Plasmon resonant particles, methods and apparatus
US6852252B2 (en) 1997-03-12 2005-02-08 William Marsh Rice University Use of metalnanoshells to impede the photo-oxidation of conjugated polymer
US6344272B1 (en) 1997-03-12 2002-02-05 Wm. Marsh Rice University Metal nanoshells
US6974669B2 (en) 2000-03-28 2005-12-13 Nanosphere, Inc. Bio-barcodes based on oligonucleotide-modified nanoparticles
US6149868A (en) 1997-10-28 2000-11-21 The Penn State Research Foundation Surface enhanced raman scattering from metal nanoparticle-analyte-noble metal substrate sandwiches
US5990479A (en) 1997-11-25 1999-11-23 Regents Of The University Of California Organo Luminescent semiconductor nanocrystal probes for biological applications and process for making and using such probes
US5972615A (en) 1998-01-21 1999-10-26 Urocor, Inc. Biomarkers and targets for diagnosis, prognosis and management of prostate disease
US6699724B1 (en) 1998-03-11 2004-03-02 Wm. Marsh Rice University Metal nanoshells for biosensing applications
US6428811B1 (en) 1998-03-11 2002-08-06 Wm. Marsh Rice University Temperature-sensitive polymer/nanoshell composites for photothermally modulated drug delivery
DE19822996C1 (de) * 1998-05-22 1999-04-22 Siemens Ag Abscheidevorrichtung für langgestreckte Feststoffteile
US6290839B1 (en) 1998-06-23 2001-09-18 Clinical Micro Sensors, Inc. Systems for electrophoretic transport and detection of analytes
US6406921B1 (en) 1998-07-14 2002-06-18 Zyomyx, Incorporated Protein arrays for high-throughput screening
US6738163B2 (en) * 1998-07-17 2004-05-18 Gary Hochman Method for transmission of facsimile image data
US6306610B1 (en) 1998-09-18 2001-10-23 Massachusetts Institute Of Technology Biological applications of quantum dots
US6251303B1 (en) 1998-09-18 2001-06-26 Massachusetts Institute Of Technology Water-soluble fluorescent nanocrystals
US6203989B1 (en) 1998-09-30 2001-03-20 Affymetrix, Inc. Methods and compositions for amplifying detectable signals in specific binding assays
DE69936534T2 (de) * 1998-11-30 2008-03-13 Nanosphere, Inc., Northbrook Nanopartikel mit polymerschalen
US6277489B1 (en) 1998-12-04 2001-08-21 The Regents Of The University Of California Support for high performance affinity chromatography and other uses
US6159378A (en) 1999-02-23 2000-12-12 Battelle Memorial Institute Apparatus and method for handling magnetic particles in a fluid
CA2377722A1 (en) * 1999-07-16 2001-01-25 Wm. Marsh Rice University Metal nanoshells for biosensing applications
EP1212458A4 (de) 1999-07-30 2005-01-05 Surromed Inc Instrumente, verfahren und reagenzien, geeignet zur bestimmung mittels oberflächenplasmonresonanz
CA2396113C (en) 2000-01-13 2009-04-07 Nanosphere, Inc. Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
US6530944B2 (en) 2000-02-08 2003-03-11 Rice University Optically-active nanoparticles for use in therapeutic and diagnostic methods
US6773823B2 (en) * 2000-04-07 2004-08-10 University Of New Orleans Research And Technology Foundation, Inc. Sequential synthesis of core-shell nanoparticles using reverse micelles
ATE324465T1 (de) * 2000-07-11 2006-05-15 Univ Northwestern Nachweismethode mittels verstärkter silberfärbung
AU2002246587A1 (en) 2000-11-03 2002-08-06 Wm. Marsh Rice University Partial coverage metal nanoshells and method of making same
WO2002046483A2 (en) 2000-12-06 2002-06-13 Northwestern University Silver stain removal from dna detection chips by cyanide etching or sonication
US20030113740A1 (en) 2001-04-26 2003-06-19 Mirkin Chad A. Oligonucleotide-modified ROMP polymers and co-polymers
US7238472B2 (en) 2001-05-25 2007-07-03 Nanosphere, Inc. Non-alloying core shell nanoparticles
US7147687B2 (en) 2001-05-25 2006-12-12 Nanosphere, Inc. Non-alloying core shell nanoparticles
EP1412536B1 (de) 2001-08-03 2009-02-25 Nanosphere, Inc. Nanopartikelabbildungssystem und -verfahren
KR100438408B1 (ko) * 2001-08-16 2004-07-02 한국과학기술원 금속간의 치환 반응을 이용한 코어-쉘 구조 및 혼합된합금 구조의 금속 나노 입자의 제조 방법과 그 응용
EP1437975B1 (de) 2001-09-26 2011-08-10 Rice University Optisch absorbierende nanopartikel für die verbesserte gewebereparatur
US6778316B2 (en) 2001-10-24 2004-08-17 William Marsh Rice University Nanoparticle-based all-optical sensors
US7186814B2 (en) 2001-11-09 2007-03-06 Nanosphere, Inc. Bioconjugate-nanoparticle probes
US6875475B2 (en) 2002-04-01 2005-04-05 William Marsh Rice University Methods for producing submicron metal line and island arrays
US20030211488A1 (en) 2002-05-07 2003-11-13 Northwestern University Nanoparticle probs with Raman spectrocopic fingerprints for analyte detection
AU2003247788B2 (en) 2002-07-02 2007-04-19 Nanosphere Inc. Nanoparticle polyanion conjugates and methods of use thereof in detecting analytes

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