[发明专利]利用插层剂的基于局域表面等离子体共振的高灵敏度适体传感器

说明书

技术领域

本发明涉及适体生物传感器，更详细地，涉及利用灵敏度得到提高的局域表面等离子体共振现象的适体传感器。

背景技术

快速测定活体分子的技术与生物传感器的开发的基础研究一同被认识为在医疗现场也不可缺少的技术。目前，通过人类基因组的分析更加鲜明地显示出基因组和疾病的关系，在医疗现场需要既简单又更加清楚的基因诊断，正进行着基于上述基因诊断的技术开发。众所周知，分析活体分子自身的相互作用是非常重要，但是，观察纳米级别的活体分子是很困难的。因此，最近，为了观察在纳米级别的空间所产生的现象，对通过结合如金属纳米粒子的表面等离子体光子学(plasmonics)纳米材料与活体分子来观察的光学生物传感器的研究逐渐增加。这是因为，随着纳米技术的发展，可抑制如金属纳米粒子的表面等离子体光子学纳米材料。表面等离子体光子学纳米材料不仅作为单纯的光学材料来使用，而且还被期待作为生物传感器分析的工具来使用。

若向如金属纳米粒子等存在于局部表面的材料照射具有多种波长的光，则与块状金属不同地，在金属纳米粒子的表面产生极化现象，呈现增大电磁场的强度的特异性质。通过极化形成的电子形成集体(等离子，plasmon)，在金属纳米粒子的表面进行局部性振动，将这种现象称为局域表面等离子体共振(localized surface plasmon resonance：LSPR)。针对这种现象，很久以前就开始由Mie等进行了理论性计算和预测，但最近，随着纳米加工技术的发展，发表了与多种传感器进行结合的有用的研究结果。

与表面等离子共振(surface plasmon resonance：SPR)同样地，局部表面等离子体共振光学特性对在纳米粒子附近所产生的电容率变化，即，折射率变化的应答灵敏，因此能够以比较高的灵敏度对活体分子的相互作用进行简单的分析。

因此，以局域表面等离子体共振光学特性作为检测原理，在单生物芯片上固定多种配体，相比于以往的生物芯片，可同时分析多重检测对象，因此，也可以进行在非标识生物芯片中所需要的现场监测(on-site monitoring)。

另一方面，光学表面等离子共振(SPR)现象产生在富含电子的金属膜，相反地，局域表面等离子体共振现象产生在电子量比较受限制的纳米级别的金属粒子的表面，因此金属内电子的振动弱，且因电子的振动而产生的电磁场的大小也小。因小的电磁场而导致可感应物质的范围减小，最终，导致可感应目标物质的灵敏度下降。尤其，当测定分子量小的低分子物质时，电磁场所受的影响小，从而在灵敏度方面明显受到限制。因此，当测定低分子物质时，需要提高灵敏度的技术。

上述作为背景技术来说明的内容用于更加理解本发明的背景，不应认定为，属于本发明所属技术领域的普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

发明要解决的问题

本发明为了解决上述问题而提出，本发明的目的在于，提供如下的适体传感器，即，通过使基于借助适体和目标物质的结合发生变化的金属纳米粒子的局域表面等离子体共振现象的吸收光谱的变化量增加，来使灵敏度得到提高。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明一实施例的适体传感器包括：基板，形成有金属纳米粒子；适体，附着于上述金属纳米粒子的表面，与待检测的目标物质选择性地进行反应来形成结构体；以及插层剂(intercalation agent)，当上述适体与目标物质进行反应时，向上述适体与目标物质之间插入并凝聚到上述金属纳米粒子侧，从而使基于局域表面等离子体共振现象的吸收光谱的移动增加

上述金属纳米粒子可为金、铂或银。

上述插层剂可为小檗碱。

由上述目标物质和上述适体形成的结合体可为G-四链体结构(G-quadruplex structure)。

上述目标物质可为赭曲霉素A(OTA)或黄曲霉毒素B₁(AFB₁)。

可检测上述目标物质的范围可为1pM～10μM。

发明的效果

根据本发明的适体传感器，可通过增加目标物质的感应范围来大大增加灵敏度和探测范围。尤其，在将小檗碱作为插层剂来使用的情况下，以往的1nM～1μM的感应范围增加至1pM～10μM的范围，在灵敏度方面，增加了约1000倍。

附图说明

图1为简单示出本发明一实施例的适体传感器的示意图。

图2为示出基于插层剂的种类的适体传感器的局域表面等离子体共振吸收光谱的红移量的曲线图。