[发明专利]用于确定分析物的纳米传感器方法和装置

说明书

本发明一般而言涉及用于例如经由表面等离子共振、电共振、磁共振、颜色变化等确定分子和其它特征的纳米传感器。这些物品和方法可以例如被用于样品检测。在本发明的一些方面中描述的物品包括微孔阵列和纳米传感器阵列。纳米传感器阵列可以利用定位在纳米结构上的能够与被怀疑包含分析物的样品(诸如单个细胞)相互作用的纳米颗粒。纳米颗粒与样品之间的相互作用可以通过施加的能量的变化来检测，诸如由于入射可见光的表面等离子共振和/或其它类型的共振引起的更改的电磁辐射。电磁辐射可以被施加到微孔阵列和纳米传感器，并且当纳米传感器与被怀疑包含分析物的样品相互作用时，施加的电磁辐射可以被更改。

相关申请

本申请要求Quan等人于2017年9月8日提交的名称为“Nanosensor Methods andApparatuses for Determination of Analytes”的美国临时专利申请序列No.62/556,186的权益，该美国临时专利申请通过引用整体并入本文。

技术领域

在一些方面，本发明一般而言涉及与用于例如经由表面等离子共振、颜色变化等确定分子和其它特征的纳米传感器有关的物品和方法。

背景技术

免疫测定(Immunoassay)已被广泛用于疾病诊断。由于大量测量得自荧光标记分子或酶促反应的荧光或比色信号，常规免疫测定(例如，酶联免疫吸附测定、蛋白质印迹法(western blot))具有通常在100pg/ml及以上的有限检测灵敏度。此外，当前的免疫测定只能在大量细胞上执行。现有的单细胞技术包括流式细胞术，其受到抗体的选择的限制，因为典型的流式细胞术方法仅与10％的可用抗体兼容。当前可用的技术都不能够以高度复用的形式在单细胞水平检测细胞内分子。

因此，需要针对疾病预后和药物开发改善检测极限。

发明内容

在一些方面，本发明一般而言涉及与用于例如经由表面等离子共振、电偶极共振或磁偶极共振、颜色变化等确定分子和其它特征的纳米传感器有关的物品和方法。在一些情况下，本发明的主题涉及相互关联的产品、针对特定问题的替代解决方案和/或一个或多个系统和/或物品的多种不同用途。

在一方面，本发明一般而言涉及一种物品。在一组实施例中，物品包括微孔阵列(microwell array)，该微孔阵列包括孔(well)，该孔包括远侧定位在纳米结构的端部上的纳米颗粒，其中纳米颗粒经由表面等离子共振、电共振和/或磁共振与入射光相互作用。

根据另一组实施例，物品包括：微孔阵列，该微孔阵列包括孔；以及纳米传感器阵列，该纳米传感器阵列包括远侧定位在被包含在孔内的纳米结构的端部上的纳米颗粒，其中纳米颗粒的尺寸被调整为经由表面等离子共振、电共振和/或磁共振与入射可见光相互作用，以更改入射可见光。

在另一方面，本发明一般而言涉及一种方法。在另一组实施例中，描述了组装物品的方法。该方法包括相对于包括纳米结构阵列的第二基底固定包括微孔阵列的第一基底，该微孔阵列包括孔，使得纳米结构被定位在孔内，纳米结构中的至少一些包括远侧定位在纳米结构的端部上的纳米颗粒。

在一组实施例中，该方法包括：向远侧定位在纳米结构的端部上的纳米颗粒施加电磁辐射，其中纳米颗粒经由表面等离子共振、电共振和/或磁共振与电磁辐射相互作用以更改电磁辐射；以及确定更改的电磁辐射。

根据另一组实施例，该方法包括将细胞定位在微孔阵列的孔内，其中孔还包括远侧定位在纳米结构的端部上的纳米颗粒和至少部分地涂覆在纳米颗粒上的反应实体。在另一组实施例中，该方法还包括：在孔内裂解细胞以释放被怀疑能够结合反应实体的分析物；以及向纳米颗粒施加电磁辐射，其中纳米颗粒经由表面等离子共振、电共振和/或磁共振与电磁辐射相互作用以更改电磁辐射；以及确定更改的电磁辐射以确定分析物。