表面増強ラマン分光法(SERS)活性粒子を使用するアッセイ
本明細書では、液体ベースアッセイ、磁気捕捉アッセイ、アッセイにおいてシグナル増幅を行うための微小粒子−ナノ粒子サテライト構造、標的の増強検出に有用な複合SERS活性粒子、ならびに試料チューブおよびそれを使用するためのプロセスを含む、表面増強ラマン分光法(SERS)活性粒子を使用する診断アッセイが開示されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素および少なくとも1つのSERS活性レポーター分子が会合している1つもしくは複数のSERS活性ナノ粒子、ならびに前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素および検出可能なシグナルを発生することができる少なくとも1つの基準標識が会合している1つもしくは複数の磁気捕捉粒子を含み、前記SERS活性ナノ粒子と会合している前記結合要素が前記磁気捕捉粒子と会合している前記結合要素と同じであるか、もしくは異なるものとすることができる試薬が中に配置されるか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合された
アッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を形成するステップと、
(d)前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(e)前記アッセイ容器の前記局在領域に1つまたは複数の波長の入射光を照射して、前記SERS活性ナノ粒子が第1の検出可能なシグナルを発生し、前記基準標識が第2の検出可能なシグナルを発生するように誘導するステップと、
(f)前記SERS活性ナノ粒子の前記第1の検出可能なシグナルと前記基準標識の前記第2の検出可能なシグナルとを比較して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項2】
前記基準標識は、前記1つまたは複数の分析対象と複合体を形成する前記1つまたは複数のSERS活性ナノ粒子と異なるレポーター分子を有する第2のSERS活性ナノ粒子を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
(a)1つもしくは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素および検出可能なシグナルを発生することができる少なくとも1つのSERS活性レポーター分子が会合している1つもしくは複数のSERS活性ナノ粒子、ならびに前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している1つもしくは複数の磁気捕捉粒子を含み、前記SERS活性ナノ粒子と会合している前記結合要素が前記磁気捕捉粒子と会合している前記結合要素と同じであるか、もしくは異なるものとすることができる試薬が中に配置されるか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合された
アッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を形成するステップと、
(d)(i)前記アッセイ容器の軸に関して中心外れの位置に、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させることができる磁石を位置付けるステップと、
(ii)前記アッセイ容器をその軸を中心に回転させて、前記アッセイ容器の局在領域で前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を含むペレットを形成するステップと
をさらに含む、前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(e)前記アッセイ容器の前記局在領域に1つまたは複数の波長の入射光を照射して、前記SERS活性ナノ粒子が検出可能なシグナルを発生するように誘導して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項4】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素および検出可能なシグナルを発生することができる少なくとも1つのSERS活性レポーター分子が会合している1つもしくは複数のSERS活性ナノ粒子、ならびに前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している1つもしくは複数の磁気捕捉粒子を含み、前記SERS活性ナノ粒子と会合している前記結合要素が前記磁気捕捉粒子と会合している前記結合要素と同じであるか、もしくは異なるものとすることができる試薬が中に配置されるか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合された
アッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記アッセイ容器内に、前記試料をその中に配置する前に、または配置したと同時に、または配置した後に前記試料の細胞内容物を溶解するのに有効な量の1つまたは複数の溶解試薬を配置するステップと、
(d)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を形成するステップと、
(e)前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(f)前記アッセイ容器の前記局在領域に1つまたは複数の波長の入射光を照射して、前記SERS活性ナノ粒子が検出可能なシグナルを発生するように誘導して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項5】
前記溶解試薬は、(4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンエタンスルホン酸)緩衝液、塩化ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸、β−グリセロリン酸、Triton、プロテアーゼ阻害剤、およびこれらの組合せからなる群から選択される1つまたは複数の試薬を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項6】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している検出可能なシグナルを発生することができる第1のアリコートの1つもしくは複数のレポーター分子、ならびに前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している1つもしくは複数の磁気捕捉粒子を含み、前記1つもしくは複数のレポーター分子と会合している前記結合要素が前記磁気捕捉粒子と会合している前記結合要素と同じであるか、もしくは異なるものとすることができる試薬が中に配置されるか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合された
アッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記第1のアリコートのレポーター分子のうちの前記1つまたは複数のレポーター分子と同じである、前記第1のアリコートのレポーター分子の前記特異的結合要素に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している検出可能なシグナルを発生することができる第2のアリコートの1つまたは複数のレポーター分子を、前記試料および/または前記第1のアリコートの1つまたは複数のレポーター分子を中に配置する前に、または配置したと同時に、または配置した後に前記アッセイ容器内に配置するステップと、
(d)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子−分析対象−レポーター分子複合体を形成するステップと、
(e)前記磁気捕捉粒子−分析対象−レポーター分子複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(f)前記アッセイ容器の前記局在領域に1つまたは複数の波長の入射光を照射して、前記レポーター分子が検出可能なシグナルを発生するように誘導して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項7】
前記レポーター分子は、SERSシグナルを発生することができるナノ粒子と会合しているSERS活性レポーター分子を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記第2のアリコートのレポーター分子の前記特異的結合要素は、前記1つまたは複数の磁気捕捉粒子の前記特異的結合要素を認識しないことを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項9】
前記分析対象は、ポリヌクレオチドであることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項10】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素および検出可能なシグナルを発生することができる少なくとも1つのSERS活性レポーター分子が会合している1つもしくは複数のSERS活性ナノ粒子、ならびに前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している1つもしくは複数の磁気捕捉粒子を含み、前記SERS活性ナノ粒子と会合している前記結合要素が前記磁気捕捉粒子と会合している前記結合要素と同じであるか、もしくは異なるものとすることができる試薬が中に配置されるか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合された
アッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を形成するステップと、
(d)前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(e)前記アッセイ容器の前記局在領域に1つまたは複数の波長の入射光を照射して、磁気ペレット内の前記1つまたは複数の分析対象の知られている組成から得られる、対象とする前記1つまたは複数の分析対象の1つまたは複数の基準SERSスペクトルと比較される検出可能なシグナルを前記SERS活性ナノ粒子が発生するように誘導して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項11】
前記生体試料中の対象とする前記1つまたは複数の分析対象の存在または量は、多変量解析法によって決定されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記多変量解析法は、最小二乗フィッティング法であることを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項13】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素および検出可能なシグナルを発生することができる少なくとも1つのSERS活性レポーター分子が会合している1つもしくは複数のSERS活性ナノ粒子、ならびに前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している1つもしくは複数の磁気捕捉粒子を含み、前記SERS活性ナノ粒子と会合している前記結合要素が前記磁気捕捉粒子と会合している前記結合要素と同じであるか、もしくは異なるものとすることができる試薬が中に配置されるか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合された
アッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を形成するステップと、
(d)前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(e)(i)第1のスペクトル範囲にわたって前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を含む前記SERS活性ナノ粒子の前記検出可能なシグナルを対象とする前記1つまたは複数の分析対象の前記1つまたは複数の基準SERSスペクトルと比較して、前記第1のスペクトル範囲にわたる、前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を含む前記SERS活性ナノ粒子の前記検出可能なシグナルと対象とする前記1つまたは複数の分析対象の前記1つまたは複数の基準SERSスペクトルとの間の適合度に関係する第1の値を報告する、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量の第1の推定を得るステップと、
(ii)第2のスペクトル範囲を選択するか、または対象とする前記1つもしくは複数の分析対象の1つもしくは複数の基準SERSスペクトルを取り除くか、またはこの組合せを行い、ステップ(a)の比較を繰り返して、前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を含む前記SERS活性ナノ粒子の前記検出可能なシグナルと前記1つまたは複数の基準SERSスペクトルとの間の適合度に関係する第2の値を報告する、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量の第2の推定を得るステップと、
(iii)必要に応じてステップ(b)を繰り返して、前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を含む前記SERS活性ナノ粒子の前記検出可能なシグナルと前記許容可能な範囲内に入る前記1つまたは複数の基準SERSスペクトルとの間の適合度を得て、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象を検出するステップと
を含む、前記アッセイ容器の前記局在領域に1つまたは複数の波長の入射光を照射して、前記SERS活性ナノ粒子が検出可能なシグナルを発生するように誘導するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項14】
前記磁石は、永久磁石および電磁石からなる群から選択されることを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
コア粒子に結合した、レポーター分子を含む複数の粒子を含むことを特徴とするサテライト構造。
【請求項16】
前記コア粒子に結合している前記複数の粒子は、1つまたは複数のナノ粒子を含むことを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項17】
前記ナノ粒子は、金属ナノ粒子、半導体ナノ粒子、有機ナノ粒子、および無機ナノ粒子からなる群から選択されることを特徴とする請求項16に記載のサテライト構造。
【請求項18】
前記金属ナノ粒子は、金ナノ粒子であることを特徴とする請求項17に記載のサテライト構造。
【請求項19】
前記コア粒子は、微小粒子であることを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項20】
前記微小粒子は、磁性微小粒子、無機微小粒子、金属微小粒子、および有機微小粒子からなる群から選択されることを特徴とする請求項19に記載のサテライト構造。
【請求項21】
前記複数の粒子および前記コア粒子の一方または両方は、球形を有することを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項22】
前記レポーター分子は、SERSレポーター分子であることを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項23】
前記複数の粒子および前記コア粒子の一方または両方に、対象とする前記1つまたは複数の分析対象に対して親和性を有する特異的結合要素が会合していることを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項24】
第1のコア粒子に結合している複数の第1の種類の粒子を有し、第1の検出可能なシグナルを有する第1のサテライト構造と、第2のコア粒子に結合している複数の第2の種類の粒子を有し、第2の検出可能なシグナルを有する第2のサテライト構造とをさらに備え、前記第1の検出可能なシグナルと前記第2の検出可能なシグナルは異なっており、前記第1のコア粒子と前記第2のコア粒子は、同じであるか、または異なるものとすることができることを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項25】
複数のサテライト構造を備え、それぞれのサテライト構造は、他のサテライト構造の前記検出可能なシグナルから区別できる検出可能なシグナルを有することを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項26】
請求項15から25のいずれか一項に記載のサテライト構造を備えることを特徴とするアッセイ容器。
【請求項27】
請求項15から25のいずれか一項に記載のサテライト構造を備えることを特徴とするキット。
【請求項28】
請求項15から25のいずれか一項に記載のサテライト構造を備えることを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するためのシステム。
【請求項29】
コア、前記コアを囲む活性物質、および前記活性物質の周りにある連続したシェルを備え、前記コアおよび前記連続したシェルは同じであるか、または異なるものとすることができることを特徴とするナノ粒子。
【請求項30】
前記活性物質は、検出可能なSERSシグナルを発生することができるラマンレポーター分子を含むことを特徴とする請求項29に記載のナノ粒子。
【請求項31】
前記コアおよび前記連続したシェルは、それぞれ金であることを特徴とする請求項29に記載のナノ粒子。
【請求項32】
前記活性物質と前記連続したシェルとの間に追加の材料層をさらに備えることを特徴とする請求項29に記載のナノ粒子。
【請求項33】
前記追加の材料層は、シリカを含むことを特徴とする請求項32に記載のナノ粒子。
【請求項34】
前記追加の材料層は、二官能性物質を含むことを特徴とする請求項32に記載のナノ粒子。
【請求項35】
前記コアは、約20nmから約200nmまでの直径を有することを特徴とする請求項29から34のいずれか一項に記載のナノ粒子。
【請求項36】
前記連続したシェルは、約2nmから約20nmまでの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項29から34のいずれか一項に記載のナノ粒子。
【請求項37】
前記活性物質と前記連続したシェルとの間の前記追加の材料層は、約5nmの厚さを有することを特徴とする請求項32から34のいずれか一項に記載のナノ粒子。
【請求項38】
前記連続したシェルは、複数のナノ粒子を含むことを特徴とする請求項29に記載のナノ粒子。
【請求項39】
前記コアは、約20nmから約200nmまでの直径を有し、前記連続したシェルを含む前記複数のナノ粒子はそれぞれ、約2nmから前記コアの前記直径程度までの直径を有することを特徴とする請求項38に記載のナノ粒子。
【請求項40】
請求項29から39のいずれか一項に記載のナノ粒子を備えることを特徴とするアッセイ容器。
【請求項41】
前記複数のナノ粒子は、別個のSERSシグナルを発生することができることを特徴とする請求項29〜39のいずれか一項に記載の複数のナノ粒子を備える請求項40に記載のアッセイ容器。
【請求項42】
請求項29から39のいずれか一項に記載のナノ粒子を備えることを特徴とするキット。
【請求項43】
前記複数のナノ粒子は、別個のSERSシグナルを発生することができることを特徴とする請求項29〜39のいずれか一項に記載の複数のナノ粒子を備える請求項42に記載のキット。
【請求項44】
請求項29から39のいずれか一項に記載のナノ粒子を備えることを特徴とする生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するためのシステム。
【請求項45】
前記複数のナノ粒子は、別個のSERSシグナルを発生することができることを特徴とする請求項29〜39のいずれか一項に記載の複数のナノ粒子を備える請求項44に記載のシステム。
【請求項46】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を請求項15〜25のいずれか一項に記載のサテライト構造、請求項29〜39のいずれか一項に記載のナノ粒子、またはこれらの組合せのうちの少なくとも1つに接触させるステップと、
(c)検出ステップを実行して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項47】
第1のコア粒子に結合している複数の第1の種類の粒子を有し、第1の検出可能なシグナルを有する第1のサテライト構造と、第2のコア粒子に結合している複数の第2の種類の粒子を有し、第2の検出可能なシグナルを有する第2のサテライト構造とさらにを備え、前記第1の検出可能なシグナルと前記第2の検出可能なシグナルは異なっており、前記第1のコア粒子と前記第2のコア粒子は、同じであるか、または異なるものとすることができることを特徴とする請求項46に記載の方法。
【請求項48】
請求項15〜25のいずれか一項に記載の複数のサテライト構造を備え、請求項15〜25に記載のそれぞれのサテライト構造は、他のサテライト構造の前記検出可能なシグナルから区別できる検出可能なシグナルを有することを特徴とする請求項46に記載の方法。
【請求項49】
請求項29から39のいずれか一項に記載の複数のナノ粒子を備え、それぞれのナノ粒子は、他のナノ粒子の前記検出可能なシグナルから区別できる検出可能なシグナルを有することを特徴とする請求項46に記載の方法。
【請求項50】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つまたは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素、および前記1つまたは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している磁気捕捉粒子が会合している、前記磁気捕捉粒子に会合している前記結合要素と同じであるかまたは異なるものとすることができる請求項15〜25のいずれか一項に記載のサテライト構造、請求項29〜39のいずれか一項に記載のナノ粒子、またはこれらの組合せのうちの少なくとも1つを含み、検出可能なシグナルを発生することができる試薬が中に配置されているか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合されたアッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子、分析対象、および請求項15〜25に記載の前記サテライト構造、または請求項29〜39に記載の前記ナノ粒子の間で複合体を形成するステップと、
(d)前記複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(e)前記アッセイ容器の前記局在領域にある波長の入射光を照射して、前記サテライト構造が検出可能なシグナルを発生するように誘導するステップと、
(f)前記検出可能なシグナルを測定して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項51】
前記生体試料は、全血試料、血清、血漿、腹水、尿、唾液、汗、ミルク、滑液、腹膜液、羊水、経脳脊髄液、リンパ液、肺塞栓症、脳脊髄液、心嚢液、頚腟部試料、組織抽出物、細胞抽出物、およびこれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする請求項1〜14および46〜50のいずれか一項に記載の方法。
【請求項52】
前記1つまたは複数の分析対象は、核酸、DNAフラグメント、ヌクレオチド、ポリヌクレオチド、およびオリゴヌクレオチドからなる群から選択されることを特徴とする請求項1〜14および46〜50のいずれか一項に記載の方法。
【請求項53】
前記1つまたは複数の分析対象は、細胞であることを特徴とする請求項1〜14および46〜50のいずれか一項に記載の方法。
【請求項54】
閉じた平坦な底面を有する円錐部分を備え、一定体積の磁性粒子を中に入れて保持することができる試料チューブと、
前記試料チューブの平坦な底面の隣下に位置付けられ、前記容積内に入っている磁性粒子を前記平坦な底面に引き付けるのに十分な磁力を供給して、磁性粒子ペレットを形成することができる磁石と
を備えることを特徴とする、試料チューブ内に磁性粒子ペレットを形成するためのシステム。
【請求項55】
前記試料チューブ内に配置されている磁性粒子をさらに備えることを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項56】
前記磁性粒子は、約0.05ミクロンから約5.0ミクロンまでの範囲の直径を有することを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項57】
前記磁性粒子は、酸化鉄、マグネタイト、またはこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項58】
前記平坦な底面は、第1の表面積を有する第1の表面を備え、前記磁石は、前記第1の表面積より大きい第2の表面積を有する第2の表面を備え、前記第2の表面は、前記第1の表面に向かい合い、実質的に平行であることを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項59】
前記第2の表面積は、第1の表面積より約1パーセントから約200パーセント大きいことを特徴とする請求項58に記載のシステム。
【請求項60】
前記第2の表面は、前記第1の表面に向かい合い、実質的に平行であり、前記第1の表面に完全に重なることを特徴とする請求項58に記載のシステム。
【請求項61】
前記磁石は、強磁性体、電磁石、またはこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項62】
前記試料チューブは、第1の長手方向軸を有し、前記磁石は、前記第1の長手方向軸に対し実質的に平行に整列した磁場を供給することを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項63】
前記平坦な底面は内面を備え、前記磁石は、前記内面に対し実質的に法線方向となるように整列した磁場を供給することを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項64】
前記試料チューブは、第1の長手方向軸を有し、前記磁石は、第2の長手方向軸を有する磁場を供給し、前記試料チューブと前記磁石は、前記磁場が前記第1の長手方向軸に実質的に整列するように隣接して位置付けられることを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項65】
前記平坦な底面は内径を有し、前記内径と実質的に同じ直径を有する磁性粒子ペレットが形成されることを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項66】
前記磁石は、約1ミリテスラ(mT)から約10テスラ(T)までの範囲の強さを有することを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項67】
細長い本体と閉じた平坦な底面を有する円錐部分とを備え、中に内部容積を定める、前記内部容積内に磁性粒子を収納する試料チューブを供給するステップと、
前記磁性粒子を前記平坦な底面に引き付けるのに十分な磁力を供給することができる磁石を前記平坦な底面の隣下に位置付けるステップと、
前記平坦な底面上に磁性粒子ペレットを形成するステップと
を含むことを特徴とする、試料チューブ内に磁性粒子ペレットを形成する方法。
【請求項68】
前記平坦な底面は、約0.5mmから約2.0mmまでの範囲の内径を有することを特徴とする請求項67に記載の方法。
【請求項69】
前記試料チューブは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、環状オレフィンコポリマー、またはこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項67に記載の方法。
【請求項70】
前記平坦な底面は、第1の表面積を有する第1の表面を備え、前記磁石は、前記第1の表面積より大きい第2の表面積を有する第2の表面を備え、前記第2の表面は、前記第1の表面に向かい合い、実質的に平行であることを特徴とする請求項67に記載の方法。
【請求項71】
前記第2の表面は、前記第1の表面に向かい合い、実質的に平行であり、前記第1の表面に完全に重なることを特徴とする請求項70に記載の方法。
【請求項72】
前記平坦な底面は、内径を有し、前記磁性粒子ペレットは、前記内径と実質的に同じ直径を有することを特徴とする請求項70に記載の方法。
【請求項73】
前記磁石は、約1Tから約10Tまでの範囲の強さを有することを特徴とする請求項70に記載の方法。
【請求項74】
前記磁性粒子ペレットは、約1秒から約5分までの範囲の時間で前記平坦な底面上に形成されることを特徴とする請求項70に記載の方法。
【請求項75】
閉じた平坦な底面を有する円錐部分を備え、検出可能なシグナルを発生することができる一定体積の磁性粒子複合体を中に入れて保持することができる試料チューブと、
前記試料チューブの平坦な底面の隣下に位置付けられ、前記容積内に入っている磁性粒子複合体を前記平坦な底面に引き付けるのに十分な磁力を供給して、磁性粒子複合体ペレットを形成することができる磁石と、
前記ペレット内の前記磁性粒子複合体から発生した前記シグナルを検出することができる検出器と
を備えることを特徴とする、シグナルを検出するシステム。
【請求項76】
前記磁性粒子複合体は、(i)標的分析対象に特異的な第1の捕捉プローブを含む磁性粒子、(ii)前記標的分析対象に特異的な第2の捕捉プローブを含むSERS活性粒子、および(iii)前記標的分析対象を備えることを特徴とする請求項75に記載のシステム。
【請求項77】
前記磁性粒子複合体は、ラマンシグナルを発生することができることを特徴とする請求項75に記載のシステム。
【請求項78】
前記検出器は、前記磁性粒子複合体を探索することができるレーザーを備えることを特徴とする請求項75に記載のシステム。
【請求項79】
前記検出器は分光計を備えることを特徴とする請求項75に記載のシステム。
【請求項80】
閉じた平坦な底面を有する円錐部分を備え、検出可能なシグナルを発生することができる、標的分析対象を含む一定体積の磁性粒子複合体を中に入れて保持することができる試料チューブを供給するステップと、
前記試料チューブ内に収納されている前記磁性粒子複合体を前記平坦な底面に引き付けて磁性粒子複合体ペレットを形成するのに十分な磁力を供給することができる磁石を前記平坦な底面の隣下に位置付けるステップと、
前記平坦な底面上に磁性粒子複合体ペレットを形成するステップと、
前記磁性粒子複合体ペレットから発生したシグナルを検出するステップと、
前記シグナルを分析して前記標的分析対象の有無を判定するステップと
を含むことを特徴とする、試料中の標的分析対象を検出する方法。
【請求項81】
前記磁性粒子複合体は、(i)前記標的分析対象に特異的な第1の捕捉プローブを含む磁性粒子、(ii)前記標的分析対象に特異的な第2の捕捉プローブを含むSERS活性粒子、および(iii)前記標的分析対象を備えることを特徴とする請求項80に記載の方法。
【請求項82】
前記標的分析対象は、第1のエピトープおよび前記第1のエピトープと異なる第2のエピトープを含み、前記第1の捕捉プローブは、前記第1のエピトープに特異的に結合する第1の部分を含み、前記第2の捕捉プローブは、前記第2のエピトープに特異的に結合する第2の部分を含むことを特徴とする請求項80に記載の方法。
【請求項83】
前記磁性粒子複合体は、ラマンシグナルを発生することができることを特徴とする請求項80に記載の方法。
【請求項84】
シグナルを検出するステップは、レーザーで前記磁性粒子複合体を探索するステップを含むことを特徴とする請求項80に記載の方法。
【請求項85】
前記シグナルは、分光計で検出されることを特徴とする請求項80に記載の方法。
【請求項86】
(a)(i)アッセイ容器の局在領域に位置付けることができる1つまたは複数の磁性粒子と、
(ii)前記生体試料中の1つまたは複数の分析対象の量に依存する第1の検出可能なシグナルを発生することができる第1のSERS活性ナノ粒子と、
(iii)前記1つまたは複数の磁性粒子の量および位置に依存するが、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の量には実質的に依存しない第2の検出可能なシグナルを発生することができる第2のSERS活性ナノ粒子とを供給するステップと、
(b)前記第1の検出可能なシグナルと前記第2の検出可能なシグナルとを比較して、前記アッセイを較正し、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するためのアッセイを較正する方法。
【請求項1】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素および少なくとも1つのSERS活性レポーター分子が会合している1つもしくは複数のSERS活性ナノ粒子、ならびに前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素および検出可能なシグナルを発生することができる少なくとも1つの基準標識が会合している1つもしくは複数の磁気捕捉粒子を含み、前記SERS活性ナノ粒子と会合している前記結合要素が前記磁気捕捉粒子と会合している前記結合要素と同じであるか、もしくは異なるものとすることができる試薬が中に配置されるか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合された
アッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を形成するステップと、
(d)前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(e)前記アッセイ容器の前記局在領域に1つまたは複数の波長の入射光を照射して、前記SERS活性ナノ粒子が第1の検出可能なシグナルを発生し、前記基準標識が第2の検出可能なシグナルを発生するように誘導するステップと、
(f)前記SERS活性ナノ粒子の前記第1の検出可能なシグナルと前記基準標識の前記第2の検出可能なシグナルとを比較して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項2】
前記基準標識は、前記1つまたは複数の分析対象と複合体を形成する前記1つまたは複数のSERS活性ナノ粒子と異なるレポーター分子を有する第2のSERS活性ナノ粒子を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
(a)1つもしくは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素および検出可能なシグナルを発生することができる少なくとも1つのSERS活性レポーター分子が会合している1つもしくは複数のSERS活性ナノ粒子、ならびに前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している1つもしくは複数の磁気捕捉粒子を含み、前記SERS活性ナノ粒子と会合している前記結合要素が前記磁気捕捉粒子と会合している前記結合要素と同じであるか、もしくは異なるものとすることができる試薬が中に配置されるか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合された
アッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を形成するステップと、
(d)(i)前記アッセイ容器の軸に関して中心外れの位置に、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させることができる磁石を位置付けるステップと、
(ii)前記アッセイ容器をその軸を中心に回転させて、前記アッセイ容器の局在領域で前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を含むペレットを形成するステップと
をさらに含む、前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(e)前記アッセイ容器の前記局在領域に1つまたは複数の波長の入射光を照射して、前記SERS活性ナノ粒子が検出可能なシグナルを発生するように誘導して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項4】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素および検出可能なシグナルを発生することができる少なくとも1つのSERS活性レポーター分子が会合している1つもしくは複数のSERS活性ナノ粒子、ならびに前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している1つもしくは複数の磁気捕捉粒子を含み、前記SERS活性ナノ粒子と会合している前記結合要素が前記磁気捕捉粒子と会合している前記結合要素と同じであるか、もしくは異なるものとすることができる試薬が中に配置されるか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合された
アッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記アッセイ容器内に、前記試料をその中に配置する前に、または配置したと同時に、または配置した後に前記試料の細胞内容物を溶解するのに有効な量の1つまたは複数の溶解試薬を配置するステップと、
(d)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を形成するステップと、
(e)前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(f)前記アッセイ容器の前記局在領域に1つまたは複数の波長の入射光を照射して、前記SERS活性ナノ粒子が検出可能なシグナルを発生するように誘導して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項5】
前記溶解試薬は、(4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンエタンスルホン酸)緩衝液、塩化ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸、β−グリセロリン酸、Triton、プロテアーゼ阻害剤、およびこれらの組合せからなる群から選択される1つまたは複数の試薬を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項6】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している検出可能なシグナルを発生することができる第1のアリコートの1つもしくは複数のレポーター分子、ならびに前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している1つもしくは複数の磁気捕捉粒子を含み、前記1つもしくは複数のレポーター分子と会合している前記結合要素が前記磁気捕捉粒子と会合している前記結合要素と同じであるか、もしくは異なるものとすることができる試薬が中に配置されるか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合された
アッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記第1のアリコートのレポーター分子のうちの前記1つまたは複数のレポーター分子と同じである、前記第1のアリコートのレポーター分子の前記特異的結合要素に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している検出可能なシグナルを発生することができる第2のアリコートの1つまたは複数のレポーター分子を、前記試料および/または前記第1のアリコートの1つまたは複数のレポーター分子を中に配置する前に、または配置したと同時に、または配置した後に前記アッセイ容器内に配置するステップと、
(d)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子−分析対象−レポーター分子複合体を形成するステップと、
(e)前記磁気捕捉粒子−分析対象−レポーター分子複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(f)前記アッセイ容器の前記局在領域に1つまたは複数の波長の入射光を照射して、前記レポーター分子が検出可能なシグナルを発生するように誘導して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項7】
前記レポーター分子は、SERSシグナルを発生することができるナノ粒子と会合しているSERS活性レポーター分子を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記第2のアリコートのレポーター分子の前記特異的結合要素は、前記1つまたは複数の磁気捕捉粒子の前記特異的結合要素を認識しないことを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項9】
前記分析対象は、ポリヌクレオチドであることを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項10】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素および検出可能なシグナルを発生することができる少なくとも1つのSERS活性レポーター分子が会合している1つもしくは複数のSERS活性ナノ粒子、ならびに前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している1つもしくは複数の磁気捕捉粒子を含み、前記SERS活性ナノ粒子と会合している前記結合要素が前記磁気捕捉粒子と会合している前記結合要素と同じであるか、もしくは異なるものとすることができる試薬が中に配置されるか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合された
アッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を形成するステップと、
(d)前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(e)前記アッセイ容器の前記局在領域に1つまたは複数の波長の入射光を照射して、磁気ペレット内の前記1つまたは複数の分析対象の知られている組成から得られる、対象とする前記1つまたは複数の分析対象の1つまたは複数の基準SERSスペクトルと比較される検出可能なシグナルを前記SERS活性ナノ粒子が発生するように誘導して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項11】
前記生体試料中の対象とする前記1つまたは複数の分析対象の存在または量は、多変量解析法によって決定されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記多変量解析法は、最小二乗フィッティング法であることを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項13】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素および検出可能なシグナルを発生することができる少なくとも1つのSERS活性レポーター分子が会合している1つもしくは複数のSERS活性ナノ粒子、ならびに前記1つもしくは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している1つもしくは複数の磁気捕捉粒子を含み、前記SERS活性ナノ粒子と会合している前記結合要素が前記磁気捕捉粒子と会合している前記結合要素と同じであるか、もしくは異なるものとすることができる試薬が中に配置されるか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合された
アッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を形成するステップと、
(d)前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(e)(i)第1のスペクトル範囲にわたって前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を含む前記SERS活性ナノ粒子の前記検出可能なシグナルを対象とする前記1つまたは複数の分析対象の前記1つまたは複数の基準SERSスペクトルと比較して、前記第1のスペクトル範囲にわたる、前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を含む前記SERS活性ナノ粒子の前記検出可能なシグナルと対象とする前記1つまたは複数の分析対象の前記1つまたは複数の基準SERSスペクトルとの間の適合度に関係する第1の値を報告する、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量の第1の推定を得るステップと、
(ii)第2のスペクトル範囲を選択するか、または対象とする前記1つもしくは複数の分析対象の1つもしくは複数の基準SERSスペクトルを取り除くか、またはこの組合せを行い、ステップ(a)の比較を繰り返して、前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を含む前記SERS活性ナノ粒子の前記検出可能なシグナルと前記1つまたは複数の基準SERSスペクトルとの間の適合度に関係する第2の値を報告する、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量の第2の推定を得るステップと、
(iii)必要に応じてステップ(b)を繰り返して、前記磁気捕捉粒子−分析対象−SERS活性ナノ粒子複合体を含む前記SERS活性ナノ粒子の前記検出可能なシグナルと前記許容可能な範囲内に入る前記1つまたは複数の基準SERSスペクトルとの間の適合度を得て、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象を検出するステップと
を含む、前記アッセイ容器の前記局在領域に1つまたは複数の波長の入射光を照射して、前記SERS活性ナノ粒子が検出可能なシグナルを発生するように誘導するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項14】
前記磁石は、永久磁石および電磁石からなる群から選択されることを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
コア粒子に結合した、レポーター分子を含む複数の粒子を含むことを特徴とするサテライト構造。
【請求項16】
前記コア粒子に結合している前記複数の粒子は、1つまたは複数のナノ粒子を含むことを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項17】
前記ナノ粒子は、金属ナノ粒子、半導体ナノ粒子、有機ナノ粒子、および無機ナノ粒子からなる群から選択されることを特徴とする請求項16に記載のサテライト構造。
【請求項18】
前記金属ナノ粒子は、金ナノ粒子であることを特徴とする請求項17に記載のサテライト構造。
【請求項19】
前記コア粒子は、微小粒子であることを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項20】
前記微小粒子は、磁性微小粒子、無機微小粒子、金属微小粒子、および有機微小粒子からなる群から選択されることを特徴とする請求項19に記載のサテライト構造。
【請求項21】
前記複数の粒子および前記コア粒子の一方または両方は、球形を有することを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項22】
前記レポーター分子は、SERSレポーター分子であることを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項23】
前記複数の粒子および前記コア粒子の一方または両方に、対象とする前記1つまたは複数の分析対象に対して親和性を有する特異的結合要素が会合していることを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項24】
第1のコア粒子に結合している複数の第1の種類の粒子を有し、第1の検出可能なシグナルを有する第1のサテライト構造と、第2のコア粒子に結合している複数の第2の種類の粒子を有し、第2の検出可能なシグナルを有する第2のサテライト構造とをさらに備え、前記第1の検出可能なシグナルと前記第2の検出可能なシグナルは異なっており、前記第1のコア粒子と前記第2のコア粒子は、同じであるか、または異なるものとすることができることを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項25】
複数のサテライト構造を備え、それぞれのサテライト構造は、他のサテライト構造の前記検出可能なシグナルから区別できる検出可能なシグナルを有することを特徴とする請求項15に記載のサテライト構造。
【請求項26】
請求項15から25のいずれか一項に記載のサテライト構造を備えることを特徴とするアッセイ容器。
【請求項27】
請求項15から25のいずれか一項に記載のサテライト構造を備えることを特徴とするキット。
【請求項28】
請求項15から25のいずれか一項に記載のサテライト構造を備えることを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するためのシステム。
【請求項29】
コア、前記コアを囲む活性物質、および前記活性物質の周りにある連続したシェルを備え、前記コアおよび前記連続したシェルは同じであるか、または異なるものとすることができることを特徴とするナノ粒子。
【請求項30】
前記活性物質は、検出可能なSERSシグナルを発生することができるラマンレポーター分子を含むことを特徴とする請求項29に記載のナノ粒子。
【請求項31】
前記コアおよび前記連続したシェルは、それぞれ金であることを特徴とする請求項29に記載のナノ粒子。
【請求項32】
前記活性物質と前記連続したシェルとの間に追加の材料層をさらに備えることを特徴とする請求項29に記載のナノ粒子。
【請求項33】
前記追加の材料層は、シリカを含むことを特徴とする請求項32に記載のナノ粒子。
【請求項34】
前記追加の材料層は、二官能性物質を含むことを特徴とする請求項32に記載のナノ粒子。
【請求項35】
前記コアは、約20nmから約200nmまでの直径を有することを特徴とする請求項29から34のいずれか一項に記載のナノ粒子。
【請求項36】
前記連続したシェルは、約2nmから約20nmまでの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項29から34のいずれか一項に記載のナノ粒子。
【請求項37】
前記活性物質と前記連続したシェルとの間の前記追加の材料層は、約5nmの厚さを有することを特徴とする請求項32から34のいずれか一項に記載のナノ粒子。
【請求項38】
前記連続したシェルは、複数のナノ粒子を含むことを特徴とする請求項29に記載のナノ粒子。
【請求項39】
前記コアは、約20nmから約200nmまでの直径を有し、前記連続したシェルを含む前記複数のナノ粒子はそれぞれ、約2nmから前記コアの前記直径程度までの直径を有することを特徴とする請求項38に記載のナノ粒子。
【請求項40】
請求項29から39のいずれか一項に記載のナノ粒子を備えることを特徴とするアッセイ容器。
【請求項41】
前記複数のナノ粒子は、別個のSERSシグナルを発生することができることを特徴とする請求項29〜39のいずれか一項に記載の複数のナノ粒子を備える請求項40に記載のアッセイ容器。
【請求項42】
請求項29から39のいずれか一項に記載のナノ粒子を備えることを特徴とするキット。
【請求項43】
前記複数のナノ粒子は、別個のSERSシグナルを発生することができることを特徴とする請求項29〜39のいずれか一項に記載の複数のナノ粒子を備える請求項42に記載のキット。
【請求項44】
請求項29から39のいずれか一項に記載のナノ粒子を備えることを特徴とする生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するためのシステム。
【請求項45】
前記複数のナノ粒子は、別個のSERSシグナルを発生することができることを特徴とする請求項29〜39のいずれか一項に記載の複数のナノ粒子を備える請求項44に記載のシステム。
【請求項46】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を請求項15〜25のいずれか一項に記載のサテライト構造、請求項29〜39のいずれか一項に記載のナノ粒子、またはこれらの組合せのうちの少なくとも1つに接触させるステップと、
(c)検出ステップを実行して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項47】
第1のコア粒子に結合している複数の第1の種類の粒子を有し、第1の検出可能なシグナルを有する第1のサテライト構造と、第2のコア粒子に結合している複数の第2の種類の粒子を有し、第2の検出可能なシグナルを有する第2のサテライト構造とさらにを備え、前記第1の検出可能なシグナルと前記第2の検出可能なシグナルは異なっており、前記第1のコア粒子と前記第2のコア粒子は、同じであるか、または異なるものとすることができることを特徴とする請求項46に記載の方法。
【請求項48】
請求項15〜25のいずれか一項に記載の複数のサテライト構造を備え、請求項15〜25に記載のそれぞれのサテライト構造は、他のサテライト構造の前記検出可能なシグナルから区別できる検出可能なシグナルを有することを特徴とする請求項46に記載の方法。
【請求項49】
請求項29から39のいずれか一項に記載の複数のナノ粒子を備え、それぞれのナノ粒子は、他のナノ粒子の前記検出可能なシグナルから区別できる検出可能なシグナルを有することを特徴とする請求項46に記載の方法。
【請求項50】
(a)1つまたは複数の分析対象を含むことが疑われる生体試料を用意するステップと、
(b)前記生体試料を、
(i)前記1つまたは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素、および前記1つまたは複数の分析対象に対して親和性を有する少なくとも1つの特異的結合要素が会合している磁気捕捉粒子が会合している、前記磁気捕捉粒子に会合している前記結合要素と同じであるかまたは異なるものとすることができる請求項15〜25のいずれか一項に記載のサテライト構造、請求項29〜39のいずれか一項に記載のナノ粒子、またはこれらの組合せのうちの少なくとも1つを含み、検出可能なシグナルを発生することができる試薬が中に配置されているか、または
(ii)前記試料を中に配置する前に、もしくは配置したと同時に、もしくは配置した後に配置されるステップ(b)(i)の前記試薬が中に配置されるように適合されたアッセイ容器に配置するステップと、
(c)前記1つまたは複数の分析対象が前記生体試料中に存在する場合に前記生体試料を一定期間インキュベートして、磁気捕捉粒子、分析対象、および請求項15〜25に記載の前記サテライト構造、または請求項29〜39に記載の前記ナノ粒子の間で複合体を形成するステップと、
(d)前記複合体を磁場に曝すことで、前記複合体を前記アッセイ容器の局在領域に移動させるステップと、
(e)前記アッセイ容器の前記局在領域にある波長の入射光を照射して、前記サテライト構造が検出可能なシグナルを発生するように誘導するステップと、
(f)前記検出可能なシグナルを測定して、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するための方法。
【請求項51】
前記生体試料は、全血試料、血清、血漿、腹水、尿、唾液、汗、ミルク、滑液、腹膜液、羊水、経脳脊髄液、リンパ液、肺塞栓症、脳脊髄液、心嚢液、頚腟部試料、組織抽出物、細胞抽出物、およびこれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする請求項1〜14および46〜50のいずれか一項に記載の方法。
【請求項52】
前記1つまたは複数の分析対象は、核酸、DNAフラグメント、ヌクレオチド、ポリヌクレオチド、およびオリゴヌクレオチドからなる群から選択されることを特徴とする請求項1〜14および46〜50のいずれか一項に記載の方法。
【請求項53】
前記1つまたは複数の分析対象は、細胞であることを特徴とする請求項1〜14および46〜50のいずれか一項に記載の方法。
【請求項54】
閉じた平坦な底面を有する円錐部分を備え、一定体積の磁性粒子を中に入れて保持することができる試料チューブと、
前記試料チューブの平坦な底面の隣下に位置付けられ、前記容積内に入っている磁性粒子を前記平坦な底面に引き付けるのに十分な磁力を供給して、磁性粒子ペレットを形成することができる磁石と
を備えることを特徴とする、試料チューブ内に磁性粒子ペレットを形成するためのシステム。
【請求項55】
前記試料チューブ内に配置されている磁性粒子をさらに備えることを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項56】
前記磁性粒子は、約0.05ミクロンから約5.0ミクロンまでの範囲の直径を有することを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項57】
前記磁性粒子は、酸化鉄、マグネタイト、またはこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項58】
前記平坦な底面は、第1の表面積を有する第1の表面を備え、前記磁石は、前記第1の表面積より大きい第2の表面積を有する第2の表面を備え、前記第2の表面は、前記第1の表面に向かい合い、実質的に平行であることを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項59】
前記第2の表面積は、第1の表面積より約1パーセントから約200パーセント大きいことを特徴とする請求項58に記載のシステム。
【請求項60】
前記第2の表面は、前記第1の表面に向かい合い、実質的に平行であり、前記第1の表面に完全に重なることを特徴とする請求項58に記載のシステム。
【請求項61】
前記磁石は、強磁性体、電磁石、またはこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項62】
前記試料チューブは、第1の長手方向軸を有し、前記磁石は、前記第1の長手方向軸に対し実質的に平行に整列した磁場を供給することを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項63】
前記平坦な底面は内面を備え、前記磁石は、前記内面に対し実質的に法線方向となるように整列した磁場を供給することを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項64】
前記試料チューブは、第1の長手方向軸を有し、前記磁石は、第2の長手方向軸を有する磁場を供給し、前記試料チューブと前記磁石は、前記磁場が前記第1の長手方向軸に実質的に整列するように隣接して位置付けられることを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項65】
前記平坦な底面は内径を有し、前記内径と実質的に同じ直径を有する磁性粒子ペレットが形成されることを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項66】
前記磁石は、約1ミリテスラ(mT)から約10テスラ(T)までの範囲の強さを有することを特徴とする請求項54に記載のシステム。
【請求項67】
細長い本体と閉じた平坦な底面を有する円錐部分とを備え、中に内部容積を定める、前記内部容積内に磁性粒子を収納する試料チューブを供給するステップと、
前記磁性粒子を前記平坦な底面に引き付けるのに十分な磁力を供給することができる磁石を前記平坦な底面の隣下に位置付けるステップと、
前記平坦な底面上に磁性粒子ペレットを形成するステップと
を含むことを特徴とする、試料チューブ内に磁性粒子ペレットを形成する方法。
【請求項68】
前記平坦な底面は、約0.5mmから約2.0mmまでの範囲の内径を有することを特徴とする請求項67に記載の方法。
【請求項69】
前記試料チューブは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、環状オレフィンコポリマー、またはこれらの組合せを含むことを特徴とする請求項67に記載の方法。
【請求項70】
前記平坦な底面は、第1の表面積を有する第1の表面を備え、前記磁石は、前記第1の表面積より大きい第2の表面積を有する第2の表面を備え、前記第2の表面は、前記第1の表面に向かい合い、実質的に平行であることを特徴とする請求項67に記載の方法。
【請求項71】
前記第2の表面は、前記第1の表面に向かい合い、実質的に平行であり、前記第1の表面に完全に重なることを特徴とする請求項70に記載の方法。
【請求項72】
前記平坦な底面は、内径を有し、前記磁性粒子ペレットは、前記内径と実質的に同じ直径を有することを特徴とする請求項70に記載の方法。
【請求項73】
前記磁石は、約1Tから約10Tまでの範囲の強さを有することを特徴とする請求項70に記載の方法。
【請求項74】
前記磁性粒子ペレットは、約1秒から約5分までの範囲の時間で前記平坦な底面上に形成されることを特徴とする請求項70に記載の方法。
【請求項75】
閉じた平坦な底面を有する円錐部分を備え、検出可能なシグナルを発生することができる一定体積の磁性粒子複合体を中に入れて保持することができる試料チューブと、
前記試料チューブの平坦な底面の隣下に位置付けられ、前記容積内に入っている磁性粒子複合体を前記平坦な底面に引き付けるのに十分な磁力を供給して、磁性粒子複合体ペレットを形成することができる磁石と、
前記ペレット内の前記磁性粒子複合体から発生した前記シグナルを検出することができる検出器と
を備えることを特徴とする、シグナルを検出するシステム。
【請求項76】
前記磁性粒子複合体は、(i)標的分析対象に特異的な第1の捕捉プローブを含む磁性粒子、(ii)前記標的分析対象に特異的な第2の捕捉プローブを含むSERS活性粒子、および(iii)前記標的分析対象を備えることを特徴とする請求項75に記載のシステム。
【請求項77】
前記磁性粒子複合体は、ラマンシグナルを発生することができることを特徴とする請求項75に記載のシステム。
【請求項78】
前記検出器は、前記磁性粒子複合体を探索することができるレーザーを備えることを特徴とする請求項75に記載のシステム。
【請求項79】
前記検出器は分光計を備えることを特徴とする請求項75に記載のシステム。
【請求項80】
閉じた平坦な底面を有する円錐部分を備え、検出可能なシグナルを発生することができる、標的分析対象を含む一定体積の磁性粒子複合体を中に入れて保持することができる試料チューブを供給するステップと、
前記試料チューブ内に収納されている前記磁性粒子複合体を前記平坦な底面に引き付けて磁性粒子複合体ペレットを形成するのに十分な磁力を供給することができる磁石を前記平坦な底面の隣下に位置付けるステップと、
前記平坦な底面上に磁性粒子複合体ペレットを形成するステップと、
前記磁性粒子複合体ペレットから発生したシグナルを検出するステップと、
前記シグナルを分析して前記標的分析対象の有無を判定するステップと
を含むことを特徴とする、試料中の標的分析対象を検出する方法。
【請求項81】
前記磁性粒子複合体は、(i)前記標的分析対象に特異的な第1の捕捉プローブを含む磁性粒子、(ii)前記標的分析対象に特異的な第2の捕捉プローブを含むSERS活性粒子、および(iii)前記標的分析対象を備えることを特徴とする請求項80に記載の方法。
【請求項82】
前記標的分析対象は、第1のエピトープおよび前記第1のエピトープと異なる第2のエピトープを含み、前記第1の捕捉プローブは、前記第1のエピトープに特異的に結合する第1の部分を含み、前記第2の捕捉プローブは、前記第2のエピトープに特異的に結合する第2の部分を含むことを特徴とする請求項80に記載の方法。
【請求項83】
前記磁性粒子複合体は、ラマンシグナルを発生することができることを特徴とする請求項80に記載の方法。
【請求項84】
シグナルを検出するステップは、レーザーで前記磁性粒子複合体を探索するステップを含むことを特徴とする請求項80に記載の方法。
【請求項85】
前記シグナルは、分光計で検出されることを特徴とする請求項80に記載の方法。
【請求項86】
(a)(i)アッセイ容器の局在領域に位置付けることができる1つまたは複数の磁性粒子と、
(ii)前記生体試料中の1つまたは複数の分析対象の量に依存する第1の検出可能なシグナルを発生することができる第1のSERS活性ナノ粒子と、
(iii)前記1つまたは複数の磁性粒子の量および位置に依存するが、前記生体試料中の前記1つまたは複数の分析対象の量には実質的に依存しない第2の検出可能なシグナルを発生することができる第2のSERS活性ナノ粒子とを供給するステップと、
(b)前記第1の検出可能なシグナルと前記第2の検出可能なシグナルとを比較して、前記アッセイを較正し、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するステップと
を含むことを特徴とする、生体試料中の1つまたは複数の分析対象の存在または量を検出するためのアッセイを較正する方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【公表番号】特表2010−537155(P2010−537155A)
【公表日】平成22年12月2日(2010.12.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−501110(P2010−501110)
【出願日】平成20年3月20日(2008.3.20)
【国際出願番号】PCT/US2008/057700
【国際公開番号】WO2008/116093
【国際公開日】平成20年9月25日(2008.9.25)
【出願人】(595117091)ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー (539)
【氏名又は名称原語表記】BECTON, DICKINSON AND COMPANY
【住所又は居所原語表記】1 BECTON DRIVE, FRANKLIN LAKES, NEW JERSEY 07417−1880, UNITED STATES OF AMERICA
【Fターム(参考)】
【公表日】平成22年12月2日(2010.12.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年3月20日(2008.3.20)
【国際出願番号】PCT/US2008/057700
【国際公開番号】WO2008/116093
【国際公開日】平成20年9月25日(2008.9.25)
【出願人】(595117091)ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー (539)
【氏名又は名称原語表記】BECTON, DICKINSON AND COMPANY
【住所又は居所原語表記】1 BECTON DRIVE, FRANKLIN LAKES, NEW JERSEY 07417−1880, UNITED STATES OF AMERICA
【Fターム(参考)】
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