[发明专利]金属/二氧化硅芯/壳纳米颗粒、制造工艺以及包括该纳米颗粒的免疫层析测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及芯/壳纳米颗粒，其包括由基于表现出在从紫外、可见光和近红外区选择的区域中的等离子体振子(plasmon)共振的至少一个金属的至少一个第一金属材料组成的至少一个芯和二氧化硅壳，所述二氧化硅包括官能团。本发明还涉及利用该纳米颗粒通过免疫层析法的测试装置。本发明还涉及(特别作为中间产物)芯/壳纳米颗粒，其包括由基于表现出在从紫外、可见光和近红外区选择的区域中的等离子体振子共振的至少一个金属的至少一个第一金属材料组成的芯和由基于表现出在从紫外、可见光和近红外区选择的区域中的等离子体振子共振的至少一个金属的第二材料制得的金属壳，所述第二材料不同于所述第一材料。本发明还涉及用于制备该纳米颗粒的方法。

背景技术

针对金属纳米颗粒的研究已展现出取决于对这些颗粒的大小、形状和周围环境的令人惊讶的物理、化学和生物学性质。

更具体地，金属纳米颗粒具有特别有趣的光学性质以用于免疫层析诊断领域。例如，金胶体目前被用作在快速免疫层析测试例如妊娠测试、癌症、病毒感染、内分泌紊乱诊断或用于麻醉产品的消耗的进一步诊断中的标记或标签。

免疫层析测试是基于在测试样品(尿、血液、血浆、唾液、血清、工业污水...)的存在下沿着膜的纳米或微米颗粒的毛细迁移。在《夹心》类型的试验中，颗粒首先与对寻求抗原特异性的抗体结合。在检测样品中该抗原存在下，共轭物(颗粒-抗体)形成了与后者的络合物(颗粒-抗体-抗原)。络合物在膜上迁移直至测试线。然后该络合物由测试线捕获，其中对抗原和对络合物特异性的第二抗体被固定。阳性结果通过由该络合物的固定化所形成的着色线条的观察来表示。内部对照允许测试验证。也可能利用其它类型的特定识别，例如半抗原/抗原、凝集素/碳水化合物、脱辅基蛋白/辅因子或链霉亲和素/生物素络合物。还存在其他类型的免疫层析测试，如例如用于分析仅具有单一表位的分子的竞争类型的测试。相关的免疫层析测试可通过利用公认的方法进行制造(参见例如专利申请WO01/57522或WO2008/030546)。对不同抗原特异性的几种共轭物可用于相同的测试中，以同时分析这些抗原。

目前所使用的标签是着色(或荧光)二氧化硅或乳胶纳米颗粒、半导电材料(量子点)的纳米颗粒或贵金属(金和银)的球形纳米颗粒。这些标签应符合各种标准：

●具有巨大(substantial)的染色力，以能够检测低浓度的病毒；

●在相同的带上用于多个分子的同时分析的各种颜色；

●在用于形成和纯化该共轭物(纳米颗粒-抗体)的步骤之前、期间和之后是稳定的；

●容易地和强烈地与抗体或能够特异性识别所寻求的病毒并与之粘合的另一物种结合；

●具有良好的胶体稳定性并容易在膜上迁移从而减少测试的信噪比。

着色(或荧光)玻璃或胶乳纳米颗粒应将其着色或荧光归功于被插入在这些颗粒的内部和/或表面上的有机荧光团或颜料。这些标签具有两个主要缺点。颜料或荧光团分子不总是共价结合至颗粒且通过颗粒逐渐释放。这导致颗粒的染色力下降并且可降低测试的信噪比。进一步地，大多数的有机荧光团和颜料具有很强的非极性。因此，它们降低颗粒的溶解性且复杂化颗粒抗体共轭反应。

金属纳米颗粒的光学特性主要取决于其表面等离子体振子的共振。这种现象依赖于所述纳米颗粒的尺寸、形状以及周围环境。该等离子体振子共振现象是由米氏理论(Jain,P.K.；Lee,K.S.；El-Sayed,I.H.；El-Sayed,M.A.J.Phys.Chem.B2006，110，7238-7248)所述。具有40nm直径的球形金纳米颗粒目前被用于免疫层析测试中。这些颗粒显示出表面等离子体振子与具有大约520nm的波长的电磁波的共振所引起的强烈红色的着色。具有40nm直径的球形金纳米颗粒的吸收截面比有机颜料大五个数量级。因此，这些颗粒具有很强的染色力。