微粒子標識を使用した分析物アッセイ。
【課題】微粒子標識を使用した分析物アッセイの提供。
【解決手段】散乱光により検出可能な粒子の1個以上の集団であって、前記粒子は、金属を含み、そして1〜500ナノメートルの大きさを有し、各前記集団が、0.1粒子/平方ミクロン未満の粒子密度である表面に存在し、そして白色光で照射されるとき、各前記集団の前記粒子の少なくとも90%により散乱された散乱光の色は、電子増幅なしのしかし500倍未満の倍率で見たとき肉眼で区別できず、そして前記粒子は、その表面に少なくとも1種の追加の物質を含む、散乱光により検出可能な粒子の1個以上の集団。
【解決手段】散乱光により検出可能な粒子の1個以上の集団であって、前記粒子は、金属を含み、そして1〜500ナノメートルの大きさを有し、各前記集団が、0.1粒子/平方ミクロン未満の粒子密度である表面に存在し、そして白色光で照射されるとき、各前記集団の前記粒子の少なくとも90%により散乱された散乱光の色は、電子増幅なしのしかし500倍未満の倍率で見たとき肉眼で区別できず、そして前記粒子は、その表面に少なくとも1種の追加の物質を含む、散乱光により検出可能な粒子の1個以上の集団。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
【数1】
【0002】
【数2】
【0003】
【数3】
【0004】
【数4】
【0005】
【数5】
【0006】
【数6】
【0007】
【数7】
【0008】
【数8】
【0009】
【数9】
【0010】
【数10】
【0011】
【数11】
【0012】
【数12】
【0013】
【数13】
【0014】
【数14−1】
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明によって以下が提供される:
【0016】
【数198】
【0017】
【数199】
【0018】
【数200】
【0019】
【数201】
【0020】
【数202】
【0021】
【数14−2】
【0022】
【数15】
【0023】
【数16】
【0024】
【数17】
【0025】
【数18】
【0026】
【数19】
【0027】
【数20】
【0028】
【数21】
【0029】
【数22】
【0030】
【数23】
【0031】
【数24】
【0032】
【数25】
【0033】
【数26】
【0034】
【数27】
【0035】
【数28】
【0036】
【数29】
【0037】
【数30】
【0038】
【数31】
【0039】
【数32】
【0040】
【数33】
【0041】
【数34】
【0042】
【数35】
【0043】
【数36】
【0044】
【数37】
【0045】
【数38】
【0046】
【数39】
【0047】
【数40】
【0048】
【数41】
【0049】
【数42】
【0050】
【数43】
【0051】
【数44】
【0052】
【数45】
【0053】
【数46】
【0054】
【数47】
【0055】
【数48】
【0056】
【数49】
【0057】
【数50】
【0058】
【数51】
【0059】
【数52】
【0060】
【数53】
【0061】
【数54】
【0062】
【数55】
【0063】
【数56】
【0064】
【数57】
【0065】
【数58】
【0066】
【数59】
【0067】
【数60】
【0068】
【数61】
【0069】
【数62】
【0070】
【数63】
【0071】
【数64】
【0072】
【数65】
【0073】
【数66】
【0074】
【数67】
【0075】
【数68】
【0076】
【数69】
【0077】
【数70】
【0078】
【数71】
【0079】
【数72】
【0080】
【数73】
【0081】
【数74】
【0082】
【数75】
【0083】
【数76】
【0084】
【数77】
【0085】
【数78】
【0086】
【数79】
【0087】
【数80】
【0088】
【数81】
【0089】
【数82】
【0090】
【数83】
【0091】
【数84】
【0092】
【数85】
【0093】
【数86】
【0094】
【数87】
【0095】
【数88】
【0096】
【数89】
【0097】
【数90】
【0098】
【数91】
【0099】
【数92】
【0100】
【数93】
【0101】
【数94】
【0102】
【数95】
【0103】
【数96】
【0104】
【数97】
【0105】
【数98】
【0106】
【数99】
【0107】
【数100】
【0108】
【数101】
【0109】
【数102】
【0110】
【数103】
【0111】
【数104】
【0112】
【数105】
【0113】
【数106】
【0114】
【数107】
【0115】
【数108】
【0116】
【数109】
【0117】
【数110】
【0118】
【数111】
【0119】
【数112】
【0120】
【数113】
【0121】
【数114】
【0122】
【数115】
【0123】
【数116】
【0124】
【数117】
【0125】
【数118】
【0126】
【数119】
【0127】
【数120】
【0128】
【数121】
【0129】
【数122】
【0130】
【数123】
【0131】
【数124】
【0132】
【数125】
【0133】
【数126】
【0134】
【数127】
【0135】
【数128】
【0136】
【数129】
【0137】
【数130】
【0138】
【数131】
【0139】
【数132】
【0140】
【数133】
【0141】
【数134】
【0142】
【数135】
【0143】
【数136】
【0144】
【数137】
【0145】
【数138】
【0146】
【数139】
【0147】
【数140】
【0148】
【数164】
【0149】
【数165】
【0150】
【数166】
【0151】
【数167】
【0152】
【数168】
【0153】
【数169】
【0154】
【数170】
【0155】
【数171】
【0156】
【数172】
【0157】
【数173】
【0158】
【数174】
【0159】
【数175】
【0160】
【数176】
【0161】
【数177】
【0162】
【数178】
【0163】
【数179】
【0164】
【数180】
【0165】
【数181】
【0166】
【数182】
【0167】
【数183】
【0168】
【数184】
【0169】
【数185】
【0170】
【数186】
【0171】
【数187】
【0172】
【数188】
【0173】
【数189】
【0174】
【数190】
【0175】
【数191】
【0176】
【数192】
【0177】
【数193】
【0178】
【数194】
【0179】
【数195】
【0180】
【数196】
【0181】
【数197】
【図面の簡単な説明】
【0182】
【図1】第1図は、下からの試料の照射を図示する。Lはレンズ、Dはレンズの口径、Oは検出される表面Sの面積、CはLが集光する角度を示す円錐である。
【図2】第2図は、レンズの集光角度を図示する。Dはレンズの口径、fは焦点距離、Oは検出される面積、θHは集光円錐の平面半角である。
【図3】第3図は、表面での反射と屈折を表すのに使用する角度を明確にする線図である。Sは表面、niとntはそれぞれ入射媒体と表面媒体の屈折率、RFRBとRFLBはそれぞれ屈折光ビームと反射光ビーム、IBは入射光ビーム、θi、θrおよびθtは光ビームの入射角、反射角および屈折角である。
【図4A】第4A図、第4B図および第4C図は、様々な出典から得られたni<ntに対する光反射グラフである。
【図4B】第4A図、第4B図および第4C図は、様々な出典から得られたni<ntに対する光反射グラフである。
【図4C】第4A図、第4B図および第4C図は、様々な出典から得られたni<ntに対する光反射グラフである。
【図5−1】第5A図および第5B図は、様々な出典から得られたni>ntに対する光反射グラフである。
【図5−2】第5A図および第5B図は、様々な出典から得られたni>ntに対する光反射グラフである。
【図6】第6図は、空気中の乾燥表面上の粒子の照射に関与する屈折と反射を図示する。
【図7】第7図は、n2=1.5+n3=1に対するθi2対θi1のプロットのグラフである。
【図8】第8図は、表面アーチファクトまたは粒子によって散乱された光の角度分布を図示する。破線は粒子によって散乱された光を表し、矢印の付いた実線は入射白色光ビームと、表面アーチファクトによる散乱光の1本のビームであり、円は前方に散乱された光の強さの包絡線である。
【図9】第9図は、顕微鏡スライド状にあり、カバーグラスで覆われた薄膜状の水の形の試料を示す。照射ビームはS1(空気−ガラス)、S2(ガラス−水),S3(水−ガラス)、S4(ガラス−空気)の4つの媒体境界面に行き当たる。粒子は表面S2上のOにあるか、表面S2上を自由に移動する。入射光は表面Sに当たる。
【図10】第10図は、上からの試料の照射を示す。Lはレンズ、Cは集光円錐である。
【図11】第11図は、プリズム配置構成を使用した照射を示す(下からの照射)。S1は光が入射するプリズム表面、S2およびS3はそれぞれプラスチック片基材の下面と上面である。
【図12A】第12A図、第12B図、第12C図、第12D図および第12E図は、それぞれポアプリズム(12A)、等辺プリズム(12B)、自家製プリズム(12Cおよび12D)、および平面凸レンズを表す。
【図12B】第12A図、第12B図、第12C図、第12D図および第12E図は、それぞれポアプリズム(12A)、等辺プリズム(12B)、自家製プリズム(12Cおよび12D)、および平面凸レンズを表す。
【図12C】第12A図、第12B図、第12C図、第12D図および第12E図は、それぞれポアプリズム(12A)、等辺プリズム(12B)、自家製プリズム(12Cおよび12D)、および平面凸レンズを表す。
【図12D】第12A図、第12B図、第12C図、第12D図および第12E図は、それぞれポアプリズム(12A)、等辺プリズム(12B)、自家製プリズム(12Cおよび12D)、および平面凸レンズを表す。
【図12E】第12A図、第12B図、第12C図、第12D図および第12E図は、それぞれポアプリズム(12A)、等辺プリズム(12B)、自家製プリズム(12Cおよび12D)、および平面凸レンズを表す。
【図13】第13図は、ローダミン・プラスチック・ブロックによって見た照射光ビームを示す。
【図14】第14図は、第15図を説明する目的の表面および関連した平面を示し、S1は光透過性または光非透過性の固体基板であり、SP2は表面S1の平面上の3次元空間である。SPI平面の表面S1またはその付近に光散乱粒子または光散乱物質がある。
【図15A】第15図は、様々なDLASLPD照射検出法をまとめたものである。
【図15B】第15図は、様々なDLASLPD照射検出法をまとめたものである。
【図16】第16図は、被覆された直径100nmの金粒子と、被覆されていない直径100nmの金粒子の実験的に測定した散乱光の強さ対入射光波長スペクトルを示す。
【図17】第17図、第18図、第19図は、非特異的な光バックグラウンドのレベルを低減する種々の試料チャンバの設計を示す。これらの試料チャンバは、液体試料と 固定化試料を両方とも検査し得る。第17図では、S1は光ビームが試料チャンバに当たる表面であり、S2は(固定化試料について)光散乱物質を含む表面である。S3は別の斜面であり、表面S1と表面S3とは、照射角度に応じて約20度から70度の角度で傾斜し、表面S1の面は光ビームがS1に垂直に対して0度の角度で当たるように角度を付けるべきである。S4は開口部があってもなくてもよい光透過性の表面であり、S5は表面S2の反対側である。チャンバが密閉されている(すなわちS4が開口部のない固体である)場合、必要に応じ、試料導入と洗浄のため小さな開口部が設けられる。
【図18】第18図は、傾斜した側面が湾曲した側面に置き換わったことを除いて第17図と同様に設計されている。他のすべては第17図と同一である。
【図19】第19図は、S1が平坦で傾斜した光透過性の表面であり、光ビームが試料チャンバに当たる。表面S1の面は、光ビームが0度の角度でS1に当たるように角度を付けるべきであり、S2は光散乱物質が固定化されている場合にその物質を含む表面であり、S3は別の湾曲もしくは傾斜した表面である。S4は密閉された試料チャンバ用の光透過性の表面である。あるいは別法として、S4は試料の導入および洗浄と検出用の種々のサイズおよび形状の開口部を有し、S5は表面S2の反対側である。チャンバが密閉されている場合、導入および/またはのため、洗浄表面の1つに小さな開口部が必要となる。
【図20】第20図は、粒子の偏光との相互作用を表わすのに使用する座標系である。光はy軸に沿って進み、z軸方向に偏光される。Dは散乱光の強さの検出器である。γは観察の方向である。θおよびψはそれぞれコア角と偏光角である。
【図21】第21図は、液体試料分析用の機器の概略図である。フィラメントないし放電灯がレンズL1に代表されるレンズ系によりモノクロメーターの入口スリット上に合焦され、モノクロメーターに存在する単色光がレンズL2により集光され、レンズL3により透明な試料キュベット(ST)上に合焦され、試料キュベットが蛍光性分子の溶液または光散乱粒子の懸濁液を含み、 試料キュベットの側壁から反射された光が下方に回折して光検出器から遠ざかるように試料キュベットに角度を付けるか傾斜させ、試料により散乱もしくは放射された光が、平面Mに試料キュベットと液体内容物の拡大像を結ぶレンズ14によって集光され、液体によりキュベットの中心で放射もしくは散乱された光は光 検出器に到達させるが試料キュベットの側壁により放射もしくは散乱された光は遮蔽するように平面Mに小さな開口部を配置し、液体内容物の中心のMにある拡大像が、傾斜した試料キュベットの屈折率効果により、レンズL4の光軸から移 動し、それにより放射もしくは散乱された光が検出され、移動した液体中心の像が開口部と光検出器の上に位置するように光検出器と開口部がレンズL4の光軸の片側に配置され、光学フィルターおよび/または偏光子を照射光および散乱光の光路へ導入するためのホルダー(H1,H2)が設けられ、光検出器の前部に光シャッターが配置される。光検出器が小さな感光領域を有する場合、レンズL5を使用して、感光領域に向かってMで開口部を横切る光に焦点が合わされる。単色光の必要がない場合、モノクロメーターは容易に取り外すことができ、フィラメントまたは放電灯からの光をレンズL1、L2およびL3によって直接試料容器に送ることができる。
【図22】第22図、第23図、第24図は、具体的な検査キットおよび装置に結びつくPD法の概略を示す。
【図23】第22図、第23図、第24図は、具体的な検査キットおよび装置に結びつくPD法の概略を示す。
【図24】第22図、第23図、第24図は、具体的な検査キットおよび装置に結びつくPD法の概略を示す。
【図25】第25図は、装置およびアッセイの開発プロセスの概略を示す。
【図26−1】第26A図、B図、C図、D図、E図およびF図は、それぞれ直径10nmの球状の金、銀、アルミニウム、銅、セレニウム、ポリスチレン粒子に対する散乱光の強さの計算値対入射波長のプロフィルを示す。Lkは波長、Cscaは断面を横切る光である。
【図26−2】第26A図、B図、C図、D図、E図およびF図は、それぞれ直径10nmの球状の金、銀、アルミニウム、銅、セレニウム、ポリスチレン粒子に対する散乱光の強さの計算値対入射波長のプロフィルを示す。Lkは波長、Cscaは断面を横切る光である。
【図26−3】第26A図、B図、C図、D図、E図およびF図は、それぞれ直径10nmの球状の金、銀、アルミニウム、銅、セレニウム、ポリスチレン粒子に対する散乱光の強さの計算値対入射波長のプロフィルを示す。Lkは波長、Cscaは断面を横切る光である。
【図27】第27A図、B図、C図、D図、E図、F図は、種々のサイズの金に対する散乱光の強さの計算値対入射光の波長を示す。A、B、C、D、E、Fはそれぞれ直径10、20、40、60、80および100nmの球状金粒子に対応する。RELCSCAは相対光散乱断面積であり、WAVE,NMは波長である。
【図28】第28図は、球状の被覆された粒子の線図である。(1)は粒子表面上のポリマー、結合剤その他の物質の被覆であり、(2)はコア粒子である。
【図29】第29A図、B図、C図は、MSLP(処理が可能な光散乱粒子)混合組成粒子の線図を示す。A(1)は、(2)所望の光散乱材料で被覆された、コアの磁性材料または強誘電性材料であり、Bは、(3)磁性材料または強誘電性材料で被覆された、(4)光散乱材料のコアを示し、Cは(5)光散乱材料の(6)磁性材料または強誘電性材料との混合物を示す。
【図30】第30A図、B図、C図は、それぞれ適応可能なMLSP粒子のための二量体、四量体、またはそれよりも高次の粒子構造体を示す。
【背景技術】
【0001】
【数1】
【0002】
【数2】
【0003】
【数3】
【0004】
【数4】
【0005】
【数5】
【0006】
【数6】
【0007】
【数7】
【0008】
【数8】
【0009】
【数9】
【0010】
【数10】
【0011】
【数11】
【0012】
【数12】
【0013】
【数13】
【0014】
【数14−1】
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明によって以下が提供される:
【0016】
【数198】
【0017】
【数199】
【0018】
【数200】
【0019】
【数201】
【0020】
【数202】
【0021】
【数14−2】
【0022】
【数15】
【0023】
【数16】
【0024】
【数17】
【0025】
【数18】
【0026】
【数19】
【0027】
【数20】
【0028】
【数21】
【0029】
【数22】
【0030】
【数23】
【0031】
【数24】
【0032】
【数25】
【0033】
【数26】
【0034】
【数27】
【0035】
【数28】
【0036】
【数29】
【0037】
【数30】
【0038】
【数31】
【0039】
【数32】
【0040】
【数33】
【0041】
【数34】
【0042】
【数35】
【0043】
【数36】
【0044】
【数37】
【0045】
【数38】
【0046】
【数39】
【0047】
【数40】
【0048】
【数41】
【0049】
【数42】
【0050】
【数43】
【0051】
【数44】
【0052】
【数45】
【0053】
【数46】
【0054】
【数47】
【0055】
【数48】
【0056】
【数49】
【0057】
【数50】
【0058】
【数51】
【0059】
【数52】
【0060】
【数53】
【0061】
【数54】
【0062】
【数55】
【0063】
【数56】
【0064】
【数57】
【0065】
【数58】
【0066】
【数59】
【0067】
【数60】
【0068】
【数61】
【0069】
【数62】
【0070】
【数63】
【0071】
【数64】
【0072】
【数65】
【0073】
【数66】
【0074】
【数67】
【0075】
【数68】
【0076】
【数69】
【0077】
【数70】
【0078】
【数71】
【0079】
【数72】
【0080】
【数73】
【0081】
【数74】
【0082】
【数75】
【0083】
【数76】
【0084】
【数77】
【0085】
【数78】
【0086】
【数79】
【0087】
【数80】
【0088】
【数81】
【0089】
【数82】
【0090】
【数83】
【0091】
【数84】
【0092】
【数85】
【0093】
【数86】
【0094】
【数87】
【0095】
【数88】
【0096】
【数89】
【0097】
【数90】
【0098】
【数91】
【0099】
【数92】
【0100】
【数93】
【0101】
【数94】
【0102】
【数95】
【0103】
【数96】
【0104】
【数97】
【0105】
【数98】
【0106】
【数99】
【0107】
【数100】
【0108】
【数101】
【0109】
【数102】
【0110】
【数103】
【0111】
【数104】
【0112】
【数105】
【0113】
【数106】
【0114】
【数107】
【0115】
【数108】
【0116】
【数109】
【0117】
【数110】
【0118】
【数111】
【0119】
【数112】
【0120】
【数113】
【0121】
【数114】
【0122】
【数115】
【0123】
【数116】
【0124】
【数117】
【0125】
【数118】
【0126】
【数119】
【0127】
【数120】
【0128】
【数121】
【0129】
【数122】
【0130】
【数123】
【0131】
【数124】
【0132】
【数125】
【0133】
【数126】
【0134】
【数127】
【0135】
【数128】
【0136】
【数129】
【0137】
【数130】
【0138】
【数131】
【0139】
【数132】
【0140】
【数133】
【0141】
【数134】
【0142】
【数135】
【0143】
【数136】
【0144】
【数137】
【0145】
【数138】
【0146】
【数139】
【0147】
【数140】
【0148】
【数164】
【0149】
【数165】
【0150】
【数166】
【0151】
【数167】
【0152】
【数168】
【0153】
【数169】
【0154】
【数170】
【0155】
【数171】
【0156】
【数172】
【0157】
【数173】
【0158】
【数174】
【0159】
【数175】
【0160】
【数176】
【0161】
【数177】
【0162】
【数178】
【0163】
【数179】
【0164】
【数180】
【0165】
【数181】
【0166】
【数182】
【0167】
【数183】
【0168】
【数184】
【0169】
【数185】
【0170】
【数186】
【0171】
【数187】
【0172】
【数188】
【0173】
【数189】
【0174】
【数190】
【0175】
【数191】
【0176】
【数192】
【0177】
【数193】
【0178】
【数194】
【0179】
【数195】
【0180】
【数196】
【0181】
【数197】
【図面の簡単な説明】
【0182】
【図1】第1図は、下からの試料の照射を図示する。Lはレンズ、Dはレンズの口径、Oは検出される表面Sの面積、CはLが集光する角度を示す円錐である。
【図2】第2図は、レンズの集光角度を図示する。Dはレンズの口径、fは焦点距離、Oは検出される面積、θHは集光円錐の平面半角である。
【図3】第3図は、表面での反射と屈折を表すのに使用する角度を明確にする線図である。Sは表面、niとntはそれぞれ入射媒体と表面媒体の屈折率、RFRBとRFLBはそれぞれ屈折光ビームと反射光ビーム、IBは入射光ビーム、θi、θrおよびθtは光ビームの入射角、反射角および屈折角である。
【図4A】第4A図、第4B図および第4C図は、様々な出典から得られたni<ntに対する光反射グラフである。
【図4B】第4A図、第4B図および第4C図は、様々な出典から得られたni<ntに対する光反射グラフである。
【図4C】第4A図、第4B図および第4C図は、様々な出典から得られたni<ntに対する光反射グラフである。
【図5−1】第5A図および第5B図は、様々な出典から得られたni>ntに対する光反射グラフである。
【図5−2】第5A図および第5B図は、様々な出典から得られたni>ntに対する光反射グラフである。
【図6】第6図は、空気中の乾燥表面上の粒子の照射に関与する屈折と反射を図示する。
【図7】第7図は、n2=1.5+n3=1に対するθi2対θi1のプロットのグラフである。
【図8】第8図は、表面アーチファクトまたは粒子によって散乱された光の角度分布を図示する。破線は粒子によって散乱された光を表し、矢印の付いた実線は入射白色光ビームと、表面アーチファクトによる散乱光の1本のビームであり、円は前方に散乱された光の強さの包絡線である。
【図9】第9図は、顕微鏡スライド状にあり、カバーグラスで覆われた薄膜状の水の形の試料を示す。照射ビームはS1(空気−ガラス)、S2(ガラス−水),S3(水−ガラス)、S4(ガラス−空気)の4つの媒体境界面に行き当たる。粒子は表面S2上のOにあるか、表面S2上を自由に移動する。入射光は表面Sに当たる。
【図10】第10図は、上からの試料の照射を示す。Lはレンズ、Cは集光円錐である。
【図11】第11図は、プリズム配置構成を使用した照射を示す(下からの照射)。S1は光が入射するプリズム表面、S2およびS3はそれぞれプラスチック片基材の下面と上面である。
【図12A】第12A図、第12B図、第12C図、第12D図および第12E図は、それぞれポアプリズム(12A)、等辺プリズム(12B)、自家製プリズム(12Cおよび12D)、および平面凸レンズを表す。
【図12B】第12A図、第12B図、第12C図、第12D図および第12E図は、それぞれポアプリズム(12A)、等辺プリズム(12B)、自家製プリズム(12Cおよび12D)、および平面凸レンズを表す。
【図12C】第12A図、第12B図、第12C図、第12D図および第12E図は、それぞれポアプリズム(12A)、等辺プリズム(12B)、自家製プリズム(12Cおよび12D)、および平面凸レンズを表す。
【図12D】第12A図、第12B図、第12C図、第12D図および第12E図は、それぞれポアプリズム(12A)、等辺プリズム(12B)、自家製プリズム(12Cおよび12D)、および平面凸レンズを表す。
【図12E】第12A図、第12B図、第12C図、第12D図および第12E図は、それぞれポアプリズム(12A)、等辺プリズム(12B)、自家製プリズム(12Cおよび12D)、および平面凸レンズを表す。
【図13】第13図は、ローダミン・プラスチック・ブロックによって見た照射光ビームを示す。
【図14】第14図は、第15図を説明する目的の表面および関連した平面を示し、S1は光透過性または光非透過性の固体基板であり、SP2は表面S1の平面上の3次元空間である。SPI平面の表面S1またはその付近に光散乱粒子または光散乱物質がある。
【図15A】第15図は、様々なDLASLPD照射検出法をまとめたものである。
【図15B】第15図は、様々なDLASLPD照射検出法をまとめたものである。
【図16】第16図は、被覆された直径100nmの金粒子と、被覆されていない直径100nmの金粒子の実験的に測定した散乱光の強さ対入射光波長スペクトルを示す。
【図17】第17図、第18図、第19図は、非特異的な光バックグラウンドのレベルを低減する種々の試料チャンバの設計を示す。これらの試料チャンバは、液体試料と 固定化試料を両方とも検査し得る。第17図では、S1は光ビームが試料チャンバに当たる表面であり、S2は(固定化試料について)光散乱物質を含む表面である。S3は別の斜面であり、表面S1と表面S3とは、照射角度に応じて約20度から70度の角度で傾斜し、表面S1の面は光ビームがS1に垂直に対して0度の角度で当たるように角度を付けるべきである。S4は開口部があってもなくてもよい光透過性の表面であり、S5は表面S2の反対側である。チャンバが密閉されている(すなわちS4が開口部のない固体である)場合、必要に応じ、試料導入と洗浄のため小さな開口部が設けられる。
【図18】第18図は、傾斜した側面が湾曲した側面に置き換わったことを除いて第17図と同様に設計されている。他のすべては第17図と同一である。
【図19】第19図は、S1が平坦で傾斜した光透過性の表面であり、光ビームが試料チャンバに当たる。表面S1の面は、光ビームが0度の角度でS1に当たるように角度を付けるべきであり、S2は光散乱物質が固定化されている場合にその物質を含む表面であり、S3は別の湾曲もしくは傾斜した表面である。S4は密閉された試料チャンバ用の光透過性の表面である。あるいは別法として、S4は試料の導入および洗浄と検出用の種々のサイズおよび形状の開口部を有し、S5は表面S2の反対側である。チャンバが密閉されている場合、導入および/またはのため、洗浄表面の1つに小さな開口部が必要となる。
【図20】第20図は、粒子の偏光との相互作用を表わすのに使用する座標系である。光はy軸に沿って進み、z軸方向に偏光される。Dは散乱光の強さの検出器である。γは観察の方向である。θおよびψはそれぞれコア角と偏光角である。
【図21】第21図は、液体試料分析用の機器の概略図である。フィラメントないし放電灯がレンズL1に代表されるレンズ系によりモノクロメーターの入口スリット上に合焦され、モノクロメーターに存在する単色光がレンズL2により集光され、レンズL3により透明な試料キュベット(ST)上に合焦され、試料キュベットが蛍光性分子の溶液または光散乱粒子の懸濁液を含み、 試料キュベットの側壁から反射された光が下方に回折して光検出器から遠ざかるように試料キュベットに角度を付けるか傾斜させ、試料により散乱もしくは放射された光が、平面Mに試料キュベットと液体内容物の拡大像を結ぶレンズ14によって集光され、液体によりキュベットの中心で放射もしくは散乱された光は光 検出器に到達させるが試料キュベットの側壁により放射もしくは散乱された光は遮蔽するように平面Mに小さな開口部を配置し、液体内容物の中心のMにある拡大像が、傾斜した試料キュベットの屈折率効果により、レンズL4の光軸から移 動し、それにより放射もしくは散乱された光が検出され、移動した液体中心の像が開口部と光検出器の上に位置するように光検出器と開口部がレンズL4の光軸の片側に配置され、光学フィルターおよび/または偏光子を照射光および散乱光の光路へ導入するためのホルダー(H1,H2)が設けられ、光検出器の前部に光シャッターが配置される。光検出器が小さな感光領域を有する場合、レンズL5を使用して、感光領域に向かってMで開口部を横切る光に焦点が合わされる。単色光の必要がない場合、モノクロメーターは容易に取り外すことができ、フィラメントまたは放電灯からの光をレンズL1、L2およびL3によって直接試料容器に送ることができる。
【図22】第22図、第23図、第24図は、具体的な検査キットおよび装置に結びつくPD法の概略を示す。
【図23】第22図、第23図、第24図は、具体的な検査キットおよび装置に結びつくPD法の概略を示す。
【図24】第22図、第23図、第24図は、具体的な検査キットおよび装置に結びつくPD法の概略を示す。
【図25】第25図は、装置およびアッセイの開発プロセスの概略を示す。
【図26−1】第26A図、B図、C図、D図、E図およびF図は、それぞれ直径10nmの球状の金、銀、アルミニウム、銅、セレニウム、ポリスチレン粒子に対する散乱光の強さの計算値対入射波長のプロフィルを示す。Lkは波長、Cscaは断面を横切る光である。
【図26−2】第26A図、B図、C図、D図、E図およびF図は、それぞれ直径10nmの球状の金、銀、アルミニウム、銅、セレニウム、ポリスチレン粒子に対する散乱光の強さの計算値対入射波長のプロフィルを示す。Lkは波長、Cscaは断面を横切る光である。
【図26−3】第26A図、B図、C図、D図、E図およびF図は、それぞれ直径10nmの球状の金、銀、アルミニウム、銅、セレニウム、ポリスチレン粒子に対する散乱光の強さの計算値対入射波長のプロフィルを示す。Lkは波長、Cscaは断面を横切る光である。
【図27】第27A図、B図、C図、D図、E図、F図は、種々のサイズの金に対する散乱光の強さの計算値対入射光の波長を示す。A、B、C、D、E、Fはそれぞれ直径10、20、40、60、80および100nmの球状金粒子に対応する。RELCSCAは相対光散乱断面積であり、WAVE,NMは波長である。
【図28】第28図は、球状の被覆された粒子の線図である。(1)は粒子表面上のポリマー、結合剤その他の物質の被覆であり、(2)はコア粒子である。
【図29】第29A図、B図、C図は、MSLP(処理が可能な光散乱粒子)混合組成粒子の線図を示す。A(1)は、(2)所望の光散乱材料で被覆された、コアの磁性材料または強誘電性材料であり、Bは、(3)磁性材料または強誘電性材料で被覆された、(4)光散乱材料のコアを示し、Cは(5)光散乱材料の(6)磁性材料または強誘電性材料との混合物を示す。
【図30】第30A図、B図、C図は、それぞれ適応可能なMLSP粒子のための二量体、四量体、またはそれよりも高次の粒子構造体を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
散乱光により検出可能な粒子の1個以上の集団であって、前記粒子は、金属を含み、そして1〜500ナノメートルの大きさを有し、各前記集団が、0.1粒子/平方ミクロン未満の粒子密度である表面に存在し、そして白色光で照射されるとき、各前記集団の前記粒子の少なくとも90%により散乱された散乱光の色は、電子増幅なしのしかし500倍未満の倍率で見たとき肉眼で区別できず、そして前記粒子は、その表面に少なくとも1種の追加の物質を含む、散乱光により検出可能な粒子の1個以上の集団。
【請求項2】
散乱光検出可能な粒子の1個以上の集団において、前記粒子は、金属を含み、そして1〜500ナノメートルの大きさを有し、前記集団における大きさの分布は、5%未満の変動係数を特徴とし、そして前記粒子は、その表面に少なくとも1種の追加の物質を含む、散乱光検出可能な粒子の1個以上の集団。
【請求項3】
1個以上の前記集団では、前記粒子は、金、銀又は金及び銀である、請求項1又は2に記載の集団。
【請求項4】
1個以上の集団では、前記少なくとも1種の追加の物質は、結合剤に結合できる基礎分子及び予定された分析物に結合できる結合剤を含む請求項1又は2に記載の集団。
【請求項5】
1個以上の集団では、前記少なくとも1種の追加の物質は、ポリマー、無機材料、有機材料、蛋白質材料、基礎分子材料、又は結合剤を含む、請求項1又は2に記載の集団。
【請求項6】
1個以上の集団では、前記粒子が球状、卵形または楕円体である、請求項1又は2に記載の集団。
【請求項7】
1個以上の集団では、前記粒子は、5%未満の変動係数を持った大きさ分布を有する、請求項1、3または4に記載の集団。
【請求項8】
1個以上の集団では、前記粒子は、金又は銀の表面被覆を含む請求項1又は2に記載に記載の集団。
【請求項9】
1個以上の集団では、前記粒子は、磁性材料または強誘電性材料をさらに含む請求項1又は2に記載の集団。
【請求項10】
前記少なくとも1種の追加の物質は、結合剤であり、2以上の前記集団により散乱されたその散乱光は、区別できるように異なり、そして各前記2以上の集団の前記結合剤は、異なる予定した分析物を結合できる請求項1又は2に記載の集団。
【請求項11】
前記少なくとも1種の追加の物質は、結合剤であり、そして1個以上の前記集団にとって、前記結合剤は、ビオチン、アビジン、スプレプタビジン、核酸、蛋白質、ペプチド、抗体、抗原性物質、レセプタ、ホルモン、ジゴキシゲニン、フルオレシン、抗ビオチン抗体、抗ジゴキシゲニン抗体、抗フルオレシン抗体、又は薬物を含む請求項1又は2に記載の集団。
【請求項12】
1個以上の前記集団にとって、前記追加の物質は、ゼラチン、ポリエチレングリコール、カルボハイドレート、ポリアミノ酸又は蛋白質である請求項1又は2に記載の集団。
【請求項13】
前記1個以上の集団にとって、前記粒子は、10、16、20、30、40、50、60、70、80、100、120、140、150、160、200又は300ナノメートルの大きさである請求項1又は2に記載の集団。
【請求項14】
固体相表面上の試料の分析装置において、
(a)固体相表面上の試料上の試料に光を到達するように向けられた光源、前記試料は、1個以上の分析物及び1個以上の散乱光検出可能な粒子を含み、
(b)前記固体相試料により散乱された光を検出するための検出器、ここにおいて(i)前記照射及び前記検出は、互いに前記試料の表面の反対側に位置するか、又は(ii)前記検出器は、前記試料の表面に立てた垂線をなす角度の臨界角未満で向けられており、そして前記光源及び前記検出器は、バックグランド散乱光を減少するように配置されており、
前記試料と結合された前記光散乱粒子は、前記粒子から散乱光を生じさせる条件のもとで前記光により照射され、そして前記散乱光は、電子増幅なしにしかし500倍未満の倍率で肉眼で検出可能であるように、前記装置は、配置されている、装置。
【請求項15】
前記固体相を含む試料デバイスを更に含む請求項14に記載の装置。
【請求項16】
前記試料デバイスは、アレイスライド、アレイチップ、アレイプレート、ミクロアレイ、チップ、スライド、ミクロタイター(microtiter),テストチューブ、毛細管、フローセル、ミクロチャンネルデバイス、キュベット、ヂップスチック、又は液体又は固体相試料を保持するための容器である請求項15に記載の装置。
【請求項17】
前記検出器は、カメラ、ビデオカメラ、電荷対デバイス、及び電荷射出デバイスからなる群から選ばれた光検出器である請求項14に記載の装置。
【請求項18】
前記検出器は、その散乱光を集めそして増幅するための収集オプティクス(optics)を含む請求項9に記載の装置。
【請求項1】
散乱光により検出可能な粒子の1個以上の集団であって、前記粒子は、金属を含み、そして1〜500ナノメートルの大きさを有し、各前記集団が、0.1粒子/平方ミクロン未満の粒子密度である表面に存在し、そして白色光で照射されるとき、各前記集団の前記粒子の少なくとも90%により散乱された散乱光の色は、電子増幅なしのしかし500倍未満の倍率で見たとき肉眼で区別できず、そして前記粒子は、その表面に少なくとも1種の追加の物質を含む、散乱光により検出可能な粒子の1個以上の集団。
【請求項2】
散乱光検出可能な粒子の1個以上の集団において、前記粒子は、金属を含み、そして1〜500ナノメートルの大きさを有し、前記集団における大きさの分布は、5%未満の変動係数を特徴とし、そして前記粒子は、その表面に少なくとも1種の追加の物質を含む、散乱光検出可能な粒子の1個以上の集団。
【請求項3】
1個以上の前記集団では、前記粒子は、金、銀又は金及び銀である、請求項1又は2に記載の集団。
【請求項4】
1個以上の集団では、前記少なくとも1種の追加の物質は、結合剤に結合できる基礎分子及び予定された分析物に結合できる結合剤を含む請求項1又は2に記載の集団。
【請求項5】
1個以上の集団では、前記少なくとも1種の追加の物質は、ポリマー、無機材料、有機材料、蛋白質材料、基礎分子材料、又は結合剤を含む、請求項1又は2に記載の集団。
【請求項6】
1個以上の集団では、前記粒子が球状、卵形または楕円体である、請求項1又は2に記載の集団。
【請求項7】
1個以上の集団では、前記粒子は、5%未満の変動係数を持った大きさ分布を有する、請求項1、3または4に記載の集団。
【請求項8】
1個以上の集団では、前記粒子は、金又は銀の表面被覆を含む請求項1又は2に記載に記載の集団。
【請求項9】
1個以上の集団では、前記粒子は、磁性材料または強誘電性材料をさらに含む請求項1又は2に記載の集団。
【請求項10】
前記少なくとも1種の追加の物質は、結合剤であり、2以上の前記集団により散乱されたその散乱光は、区別できるように異なり、そして各前記2以上の集団の前記結合剤は、異なる予定した分析物を結合できる請求項1又は2に記載の集団。
【請求項11】
前記少なくとも1種の追加の物質は、結合剤であり、そして1個以上の前記集団にとって、前記結合剤は、ビオチン、アビジン、スプレプタビジン、核酸、蛋白質、ペプチド、抗体、抗原性物質、レセプタ、ホルモン、ジゴキシゲニン、フルオレシン、抗ビオチン抗体、抗ジゴキシゲニン抗体、抗フルオレシン抗体、又は薬物を含む請求項1又は2に記載の集団。
【請求項12】
1個以上の前記集団にとって、前記追加の物質は、ゼラチン、ポリエチレングリコール、カルボハイドレート、ポリアミノ酸又は蛋白質である請求項1又は2に記載の集団。
【請求項13】
前記1個以上の集団にとって、前記粒子は、10、16、20、30、40、50、60、70、80、100、120、140、150、160、200又は300ナノメートルの大きさである請求項1又は2に記載の集団。
【請求項14】
固体相表面上の試料の分析装置において、
(a)固体相表面上の試料上の試料に光を到達するように向けられた光源、前記試料は、1個以上の分析物及び1個以上の散乱光検出可能な粒子を含み、
(b)前記固体相試料により散乱された光を検出するための検出器、ここにおいて(i)前記照射及び前記検出は、互いに前記試料の表面の反対側に位置するか、又は(ii)前記検出器は、前記試料の表面に立てた垂線をなす角度の臨界角未満で向けられており、そして前記光源及び前記検出器は、バックグランド散乱光を減少するように配置されており、
前記試料と結合された前記光散乱粒子は、前記粒子から散乱光を生じさせる条件のもとで前記光により照射され、そして前記散乱光は、電子増幅なしにしかし500倍未満の倍率で肉眼で検出可能であるように、前記装置は、配置されている、装置。
【請求項15】
前記固体相を含む試料デバイスを更に含む請求項14に記載の装置。
【請求項16】
前記試料デバイスは、アレイスライド、アレイチップ、アレイプレート、ミクロアレイ、チップ、スライド、ミクロタイター(microtiter),テストチューブ、毛細管、フローセル、ミクロチャンネルデバイス、キュベット、ヂップスチック、又は液体又は固体相試料を保持するための容器である請求項15に記載の装置。
【請求項17】
前記検出器は、カメラ、ビデオカメラ、電荷対デバイス、及び電荷射出デバイスからなる群から選ばれた光検出器である請求項14に記載の装置。
【請求項18】
前記検出器は、その散乱光を集めそして増幅するための収集オプティクス(optics)を含む請求項9に記載の装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5−1】
【図5−2】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図12E】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26−1】
【図26−2】
【図26−3】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5−1】
【図5−2】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図12E】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26−1】
【図26−2】
【図26−3】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【公開番号】特開2007−263974(P2007−263974A)
【公開日】平成19年10月11日(2007.10.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−149827(P2007−149827)
【出願日】平成19年6月5日(2007.6.5)
【分割の表示】特願平9−538227の分割
【原出願日】平成9年4月17日(1997.4.17)
【出願人】(502221282)インヴィトロジェン コーポレーション (113)
【出願人】(592130699)ザ・レジェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニア (364)
【氏名又は名称原語表記】The Regents of The University of California
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年10月11日(2007.10.11)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年6月5日(2007.6.5)
【分割の表示】特願平9−538227の分割
【原出願日】平成9年4月17日(1997.4.17)
【出願人】(502221282)インヴィトロジェン コーポレーション (113)
【出願人】(592130699)ザ・レジェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニア (364)
【氏名又は名称原語表記】The Regents of The University of California
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]