JP2002530630A - 水溶性発光量子ドットおよびその生体分子コンジュゲート - Google Patents

水溶性発光量子ドットおよびその生体分子コンジュゲート

Info

Publication number
JP2002530630A
JP2002530630A JP2000582598A JP2000582598A JP2002530630A JP 2002530630 A JP2002530630 A JP 2002530630A JP 2000582598 A JP2000582598 A JP 2000582598A JP 2000582598 A JP2000582598 A JP 2000582598A JP 2002530630 A JP2002530630 A JP 2002530630A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quantum dot
conjugate
nucleic acid
sample
biomolecule
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000582598A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4630459B2 (ja
Inventor
ニー、シャミン
スィー．ダヴリュ． チャン、ウォーレン
アール． エマリィ、スティーヴン
Original Assignee
アドヴァンスト リサーチ アンド テクノロジー インスティチュート、インコーポレイティッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アドヴァンスト リサーチ アンド テクノロジー インスティチュート、インコーポレイティッド filed Critical アドヴァンスト リサーチ アンド テクノロジー インスティチュート、インコーポレイティッド
Publication of JP2002530630A publication Critical patent/JP2002530630A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4630459B2 publication Critical patent/JP4630459B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6816—Hybridisation assays characterised by the detection means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6816—Hybridisation assays characterised by the detection means
    • C12Q1/6818—Hybridisation assays characterised by the detection means involving interaction of two or more labels, e.g. resonant energy transfer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6834—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
    • G01N33/588—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with semiconductor nanocrystal label, e.g. quantum dots
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、水溶性発光量子ドット、その生体分子コンジュゲート、およびそのような量子ドットまたはコンジュゲートを含む組成物を提供する。さらに、本発明は、発光量子ドットを得る方法、その生体分子コンジュゲートを作製する方法、および生体分子コンジュゲートをインビトロおよびインビボ超高感度非同位体検出に使用する方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本願は、米国仮特許出願番号第６０／１０１，７４８号（１９９８年９月２４
日出願）および米国仮特許出願番号第６０／１３１，９８７号（１９９９年４月
３０日出願）の優先権を主張する。
【０００２】 （政府支援） 本発明は、部分的に、認可番号ＣＨＥ−９６１０２５４にてNational Science
Foundationからの、そして認可番号ＦＧ０２−９８ＥＲ２４８７３にてDepartm
ent of Energyからの資金供給によってなされた。従って、アメリカ合衆国は本
発明において一定の権利を有し得る。
【０００３】 （発明の技術分野） 本発明は、水溶性発光量子ドット（water-soluble luminescent quantum dot
）、その生体分子コンジュゲート（biomolecular conjugate）、およびそのよう
な量子ドットまたはコンジュゲートを含む組成物に関する。さらに、本発明は、
発光量子ドットを得る方法、その生体分子コンジュゲートを作製する方法、なら
びに生体分子コンジュゲートをインビトロおよびインビボでの超高感度非同位体
検出に使用する方法に関する。
【０００４】 （発明の背景） 生物学的アッセイに使用する高感度非同位体検出システムの開発は、ＤＮＡ配
列決定、臨床的診断アッセイ、および基礎的な細胞および分子生物学のプロトコ
ール等の多くの研究および診断領域に重大な影響を与えてきた。現在の非同位体
検出法は、酵素が関連した色変化を受けるか、または蛍光性、発光性、もしくは
電気活性な有機レポーター分子に主に基づいている（Kricka編、Nonisotopic Pr
obing, Blotting, and Sequencing, Academic Press, New York, 1995；Issac編
、Protocols for Nucleic Acid Analysis by Nonradioactive Probes, Humana,
Totowa, NJ, 1994；ならびにDiamandisおよびChristopoulos編、Immunoassay, A
cademic Press, New York, 1996）。これらの非同位体システムは放射性同位体
検出に付随する問題（例えば、放射性同位体の短い半減期、健康被害および放射
性廃棄物の費用のかかる除去）を解決するが、それらは、発光半導体量子ドット
を利用する非同位体検出システムほど高感度または安定ではない。例えば、Ｚｎ
ＳキャッピングしたＣｄＳｅ量子ドット等の高発光半導体量子ドットは、蛍光ロ
ーダミン等の有機染料よりも２０倍明るく、光退色に対して１００倍安定であり
、そしてスペクトル線幅が３倍狭い。
【０００５】 過去１０年間にわたって、多種多様の半導体量子ドットの合成および特徴付け
において、多くの進歩があった。最近の前進は、比較的単分散の量子ドットの大
規模調製を導いた（Murrayら、J. Am. Chem. Soc.,115, 8706-15 (1993)；Bowen
Katariら、J. Phys. Chem., 98, 4109-17 (1994)；およびHinesら、J. Phys. C
hem., 100, 468-71 (1996)）。他の前進は、量子ドット格子構造の特徴付けを導
き（Henglein, Chem. Rev., 89, 1861-73 (1989)；およびWellerら、Chem. Int.
Ed. Engl. 32, 41-53(1993)）、そしてまた、量子−ドットアレイの製作（Murr
ayら、Science, 270, 1335-38 (1995);Andresら、Science, 273, 1690-93 (1996
);Heathら、J. Phys. Chem., 100, 3144-49 (1996)；Collierら、Science, 277,
1978-81 (1997)；Mirkinら、Nature, 382, 607-09 (1996)；およびAlivisatos
ら、Nature, 382, 609-11 (1996)）、ならびに発光ダイオードの製作（Colvinら
、Nature, 370, 354-57 (1994);およびDabbousiら、Appl. Phys. Let., 66, 131
6-18 (1995)）も導いた。特に、ＩＩＢ−ＶＩＢ半導体が多くの関心の焦点であ
り、これにより前例のない程度の単分散性および結晶秩序を有するＣｄＳｅ量子
ドットの開発が導かれた（Murray (1993)，前述）。
【０００６】 発光量子ドット技術におけるさらなる前進により、量子ドットの蛍光収率およ
び安定性の劇的な増大が得られた。量子ドットの注目すべき発光特性は、量子サ
イズ束縛(quantum-size confinement)（これは、金属と半導体のコア粒子がそれ
らの励起ボーア半径（約１〜５ｎｍ）よりも小さい場合に起こる）から生じる（
Alivisatos、Science, 271, 933-37 (1996)；Alivisatos、J. Phys. Chem., 100
, 13226-39 (1996)；Brus, Appl. Phys., A 53, 465-74 (1991)；Wilsonら、Sci
ence, 262, 1242-46 (1993)；Henglein (1989)，前述；およびWeller (1993)，
前述）。最近の研究により、改良された発光がサイズを整調することができる低
いバンドギャップのコア粒子を、高いバンドギャップのシェルでキャッピングす
ることによって得ることができること示された。例えば、ＺｎＳ層で不動態化さ
れたＣｄＳｅ量子ドットは室温で強力に発光性であり（３５〜５０％量子収率）
、そしてその発光波長は、粒子サイズを変えることによって、青から赤まで調整
できる。さらに、ＺｎＳキャッピングはコア表面を保護し、量子ドットのより大
きな安定性を導く（Hines (1996)，前述；およびDabbousiら、J. Phys. Chem. B
101, 9463-75 (1997)）。
【０００７】 発光量子ドット技術における著しい前進にもかかわらず、キャッピングした発
光量子ドットは、それらが水溶性でないため、生物学的用途には適していない。
さらに、生体分子の生物活性を保つような方法で、生体分子に量子ドットを結合
することはできなかった。しかし、発光量子ドットは、現在利用可能な非同位体
検出システムを超える重大な前進を提供するので、生物学的アッセイにおける検
出目的に使用し得る発光量子ドットへの実現されていない要求が依然存在してい
る。このため、本発明の目的は、生物学的用途に適した発光量子ドットを提供す
ることである。本発明の別の目的は、生物学的用途に適した発光量子ドットの生
体分子コンジュゲートを提供することにある。特に、本発明は、発光量子ドット
の生体分子コンジュゲート（ここで、生体分子はその生物学的活性を保持したま
まであり、得られるコンジュゲートは生物学的用途に適している）を提供しよう
としている。従って、本発明のさらに別の目的は、そのような発光量子ドットを
作製する方法およびその生体分子コンジュゲートを作製する方法を提供すること
である。本発明のなおさらに別の目的は、そのような量子ドットまたはその生体
分子コンジュゲートを含む組成物を提供することである。本発明のさらなる目的
は、生体分子コンジュゲートを、インビトロおよびインビボでの超高感度非同位
体検出に使用する方法を提供することである。本発明のこれらおよび他の目的お
よび利点ならびにさらなる発明的特徴は、本明細書中に提供する詳細な説明を読
めば、当業者に明らかとなるだろう。
【０００８】 （発明の要旨） 本発明は、コア、キャップおよび親水性結合基を含む、水溶性発光量子ドット
を提供する。水溶性発光量子ドットおよび水性担体を含む組成物もまた提供する
。本発明は、水溶性発光量子ドットおよび生体分子を含むコンジュゲート（ここ
で、生体分子は親水性結合基に直接または間接的に結合されている）をさらに提
供する。このコンジュゲートおよび水性担体を含む組成物もまた提供する。
【０００９】 水溶性発光量子ドットを得る方法およびその生体分子コンジュゲートを作製す
る方法を本発明によってさらに提供する。本発明によって提供される他の方法に
は、インビトロおよびインビボで生体分子を検出する方法が含まれる。
【００１０】 （発明の詳細な説明） 本発明は、インビトロおよびインビボでの生体分子の超高感度非同位体検出の
手段および方法を提供する。本発明は、キャッピングした発光量子ドットが、親
水性結合基を量子ドットのキャップに結合することによって水溶性にされ得ると
いう、そしてこれらの量子ドットがその発光特性を保持するという驚くべき予期
せぬ有利な発見を前提としている。本発明はまた、様々な生体分子が量子ドット
のキャップ上の親水性結合基に直接および間接的に結合され得るという、そして
これらの生体分子がその生物活性を保持し得るという発見を前提としている。
【００１１】 上記の点から、本発明は、一実施態様において、コア、キャップおよび親水性
結合基を含む水溶性発光半導体量子ドットを提供する。「コア」とは、ナノ粒子
サイズの半導体である。ＩＩＢ−ＶＩＢ半導体、ＩＩＩＢ−ＶＢ半導体またはＩ
ＶＢ−ＩＶＢ半導体のいずれのコアも本発明において使用できるが、コアはキャ
ップと組み合わせた場合、発光量子ドットを生じるようなものでなくてはならな
い。ＩＩＢ−ＶＩＢ半導体は、周期表のＩＩＢ族からの少なくとも１つの元素と
、ＶＩＢ族からの少なくとも１つの元素とを含む化合物等である。好ましくは、
コアは、約１ｎｍから約１０ｎｍまでのサイズ範囲の、ＩＩＢ−ＶＩＢ半導体、
ＩＩＩＢ−ＶＢ半導体またはＩＶＢ−ＩＶＢ半導体である。コアは、より好まし
くは、ＩＩＢ−ＶＩＢ半導体であり、約２ｎｍから約５ｎｍまでのサイズ範囲で
ある。最も好ましくは、コアはＣｄＳまたはＣｄＳｅである。この点で、ＣｄＳ
ｅはコアとして特に好ましい（特に約４．２ｎｍのサイズのもの）。
【００１２】 「キャップ」とは、コアの半導体とは異なり、コアに結合することによってコ
ア上に表面層を形成する半導体である。キャップは、所定の半導体コアと組み合
わせた場合、発光量子ドットを生じるようなものでなくてはならない。キャップ
は、コアよりも高いバンドギャップを有することによってコアを不動態化すべき
である。この点で、キャップは、好ましくは、高いバンドギャップのＩＩＢ−Ｖ
ＩＢ半導体である。より好ましくは、キャップはＺｎＳまたはＣｄＳである。最
も好ましくは、キャップはＺｎＳである。特に、コアがＣｄＳｅまたはＣｄＳで
ある場合、キャップは好ましくはＺｎＳであり、コアがＣｄＳｅである場合、キ
ャップは好ましくはＣｄＳである。
【００１３】 「結合基」とは、その語を本明細書中で使用する場合、（例えば、任意の安定
な物理的または化学的結合によって）発光半導体量子ドットのキャップ表面に結
合され得、かつ量子ドットをもはや発光性でないようにすることなく量子ドット
を水溶性にし得る任意の有機基を示す。従って、結合基は親水性部分を含む。好
ましくは、結合基は、親水性量子ドットが少なくとも約１時間溶解状態のままで
あることを可能にする。より好ましくは、結合基は、親水性量子ドットが少なく
とも約１日溶解状態のままであることを可能にする。さらにより好ましくは、結
合基は、親水性量子ドットが少なくとも約１週間、最も好ましくは少なくとも約
１ヶ月間、溶解状態のままであることを可能にする。望ましくは、結合基は、共
有結合によってキャップに結合され、そして親水性部分を露出するようにしてキ
ャップに結合される。好ましくは、親水性結合基は、イオウ原子を介して量子ド
ットに結合される。より好ましくは、親水性結合基は、イオウ原子と少なくとも
１つの親水性結合基とを含む有機基である。適当な親水性結合基としては、例え
ば、カルボン酸またはその塩、スルホン酸またはその塩、スルファミン酸または
その塩、アミノ置換基、四級アンモニウム塩、および水酸基が挙げられる。本発
明の親水性結合基の有機基は、好ましくはＣ1〜Ｃ6アルキル基またはアリール基
であり、より好ましくはＣ1〜Ｃ6アルキル基であり、さらにより好ましくはＣ1
〜Ｃ3アルキル基である。従って、好ましい実施態様では、本発明の結合基は、
チオールカルボン酸またはチオールアルコールである。より好ましくは、結合基
はチオールカルボン酸である。最も好ましくは、結合基はメルカプト酢酸である
。
【００１４】 従って、水溶性発光半導体量子ドットの好ましい実施態様は、約４．２ｎｍの
サイズのＣｄＳｅコア、ＺｎＳキャップおよび結合基を含むものである。水溶性
発光半導体量子ドットの別の好ましい実施態様は、ＣｄＳｅコア、ＺｎＳキャッ
プおよび結合基メルカプト酢酸を含むものである。特に好ましい水溶性発光半導
体量子ドットは、約４．２ｎｍのＣｄＳｅコア、約１ｎｍのＺｎＳキャップ、お
よびメルカプト酢酸結合基を含む。
【００１５】 別の実施態様では、本発明はまた、上記水溶性発光半導体量子ドットおよび水
性担体を含む組成物を提供する。任意の適当な水性担体がこの組成物において使
用できる。望ましくは、担体は組成物を所望の温度（例えば、室温）にて安定に
するものであり、ほぼ中性ｐＨのものである。適当な水性担体の例は、当業者に
公知であり、生理食塩水溶液およびリン酸緩衝化生理食塩水溶液（ＰＢＳ）が挙
げられる。
【００１６】 さらに別の実施態様では、本発明は、上記水溶性発光半導体量子ドットおよび
生体分子を含むコンジュゲート（ここで、生体分子は親水性結合基を介して量子
ドットに結合されている）を提供する。生体分子は、量子ドットを水不溶性にす
べきではない。好ましくは、生体分子はタンパク質、タンパク質のフラグメント
、または核酸である。句「タンパク質またはそのフラグメント」の使用は、（天
然から単離されたものであろうとなかろうと）ウイルス、細菌、植物または動物
（例えば、ヒト等の哺乳動物）起源の、または合成の、タンパク質、糖タンパク
質、ポリペプチド、ペプチド等を包含することを意図する。本発明のコンジュゲ
ートにおいて生体分子として使用するのに好ましいタンパク質またはそのフラグ
メントは、抗原、抗原のエピトープ、抗体、または抗体の抗原反応性フラグメン
ト（antigenically reactive fragment）である。句「核酸」の使用は、（天然
から単離されたものであろうとなかろうと）ウイルス、細菌、植物または動物（
例えば、ヒト等の哺乳動物）起源の、合成の、一本鎖の、二本鎖の、天然もしく
は非天然ヌクレオチドを含む、または化学的に修飾された、ＤＮＡおよびＲＮＡ
を包含することを意図する。好ましい核酸は、ステム・アンド・ループ構造（st
em and loop structure）を含む一本鎖オリゴヌクレオチドであり、親水性結合
基は該一本鎖オリゴヌクレオチドの一端に結合され、クエンチング部分は該一本
鎖オリゴヌクレオチドの他端に結合され、該クエンチング部分は発光半導体量子
ドットをクエンチする。
【００１７】 生体分子は、（例えば、任意の安定な物理的または化学的結合によって）水溶
性発光量子ドットの親水性結合基に任意の適当な手段により直接または間接的に
結合できる。望ましくは、生体分子は１つ以上の共有結合を介して直接または間
接的に結合基に結合される。生体分子が親水性結合基に間接的に結合される場合
、その結合は好ましくは「リンカー」による。語「リンカー」の使用は、生体分
子を水溶性発光量子ドットの結合基に連結するのに使用することができる任意の
適当な手段を包含することを意図する。リンカーは水溶性発光量子ドットを水不
溶性にすべきでなく、量子ドットの発光に悪影響を与えるべきでない。また、リ
ンカーは結合した生体分子の機能に悪影響を与えるべきでない。コンジュゲート
がインビボで使用される場合、望ましくは、リンカーは生体適合性である。
【００１８】 例えば、結合基がメルカプト酢酸であり核酸生体分子が結合基に結合している
場合、リンカーは好ましくは、一級アミン、チオール、ストレプトアビジン、ニ
ュートラアビジン、ビオチン、または類似の分子である。結合基がメルカプト酢
酸でありタンパク質生体分子またはそのフラグメントが結合基に結合されている
場合、リンカーは好ましくは、ストレプトアビジン、ニュートラアビジン、ビオ
チン、または類似の分子である。本発明によれば、リンカーは、結合したタンパ
ク質の機能または活性に不可欠なアミノ酸において、タンパク質生体分子または
そのフラグメントと結合すべきではない。クロスリンカー（例えば、媒介クロス
リンカー（intermediate crosslinker））が、生体分子を水溶性発光量子ドット
の結合基に結合するのに使用できる。エチル−３−（ジメチルアミノプロピル）
カルボジイミド（ＥＤＡＣ）は媒介クロスリンカーの一例である。本発明で使用
する媒介クロスリンカーの他の例は、当該分野で公知である。例えば、Bioconju
gate Techniques (Academic Press, New York, (1996))を参照のこと。
【００１９】 触媒的クロスリンカー（catalytic crosslinker）もまた、生体分子を水溶性
発光量子ドットの結合基に結合するのに使用できる。触媒的クロスリンカーは、
結合基への生体分子の直接結合をもたらす。触媒的クロスリンカーの例もまた当
該分野で公知である。例えば、Bioconjugate Techniques (1996)（前述）を参照
のこと。
【００２０】 水溶性発光量子ドットの結合基への生体分子の結合はまた、当該分野で公知で
あるような２官能性化合物によって達成され得る。例えば、Bioconjugate Techn
iques (1996)（前述）を参照のこと。
【００２１】 短いリンカーが立体障害の問題を引き起こし得るか、またはそうでなければ、
生体分子の機能に影響を与え得る場合には、リンカーの長さを、当該分野で周知
の手順を用いて、例えば、約１０〜約２０原子のスペーサーを付加することによ
って、増加させることができる（例えば、Bioconjugate Techniques (1996)（前
述）を参照のこと）。１つの可能なリンカーは、親水性であり標識化オリゴヌク
レオチドを調製するときに広く使用されている活性化ポリエチレングリコールで
ある。
【００２２】 従って、好ましい本発明のコンジュゲートは、約４．２ｎｍのＣｄＳｅコア、
ＺｎＳキャップ、親水性結合基、および生体分子を含むコンジュゲートである。
別の好ましい本発明のコンジュゲートは、ＣｄＳｅコア、ＺｎＳキャップ、メル
カプト酢酸結合基、および生体分子を含むコンジュゲートである。特に好ましい
コンジュゲートは、約４．２ｎｍのＣｄＳｅコア、約１ｎｍのＺｎＳコーティン
グ、メルカプト酢酸結合基、および生体分子を含む。
【００２３】 他の好ましい本発明のコンジュゲートは、生体分子がステムとループとを含む
一本鎖オリゴヌクレオチドである、本質的に上述したようなコンジュゲートであ
る。親水性結合基は一本鎖オリゴヌクレオチドの一端に結合され、クエンチング
部分は一本鎖オリゴヌクレオチドの他端に結合される。クエンチング部分は発光
半導体量子ドットをクエンチする。
【００２４】 量子ドットの発光をクエンチする任意の適当なクエンチング部分を、上記他の
好ましいコンジュゲートにおいて使用することができる。好ましくは、他の好ま
しいコンジュゲートは、３’末端に一級アミン基、５’末端にビオチン基を含む
。クエンチング部分は、好ましくは、オリゴヌクレオチドの３’アミノ基に共有
結合された非蛍光有機発色団である。より好ましくは、クエンチング部分は、４
−［４’−ジメチルアミノフェニルアゾ］安息香酸（ＤＡＢＣＹＬ）である。好
ましくは、バイオコンジュゲート（bioconjugate）の発光量子ドットは、周知の
架橋法によってまずストレプトアビジンを用いて誘導体化され、次いで、好まし
くは１：１のモル比で、５’ビオチン基に結合される。
【００２５】 従って、別の実施態様では、本発明はまた、上述したようなコンジュゲートと
水性担体とを含む組成物を提供する。任意の適当な水性担体がこの組成物におい
て使用できる。望ましくは、担体は組成物を所望の温度（例えば、室温）にて安
定にするものであり、そしてほぼ中性のｐＨのものである。適当な水性担体の例
は、当業者に公知であり、生理食塩水およびＰＢＳが挙げられる。
【００２６】 上記の点から、本発明はさらに、記載したような水溶性発光半導体量子ドット
を得る方法を提供する。本方法は、（ａ）非極性有機溶媒中の上記したような発
光半導体量子ドットと、結合基を含む第１の水溶液とを反応させる工程と、（ｂ
）ほぼ中性ｐＨの第２の水溶液を添加し、混合する工程と、（ｃ）水層を抽出す
ることによって、水溶性発光半導体量子ドットを得る工程とを含む。好ましくは
、非極性有機溶媒はクロロホルムであり、結合基はメルカプト酢酸である。
【００２７】 本発明はまた、上述したような水溶性発光半導体量子ドットおよび生体分子を
含むコンジュゲートを作製する方法を提供する。生体分子が量子ドットの結合基
に直接結合される場合、本方法は、（ａ）上記したような水溶性発光半導体量子
ドットと、水溶性発光半導体量子ドットのキャップ上の結合基に直接結合し得る
生体分子とを接触させる工程と、（ｂ）コンジュゲートを単離する工程とを含む
。好ましくは、生体分子はタンパク質またはそのフラグメントあるいは核酸であ
る。生体分子を結合基に直接結合させる方法の一実施態様において、結合基はメ
ルカプト酢酸であり、生体分子はタンパク質である。直接結合法の別の実施態様
においては、量子ドットおよび生体分子を、触媒的クロスリンカーの存在下で接
触させる。
【００２８】 生体分子が水溶性発光半導体量子ドットの結合基に間接的に結合される場合、
本発明は、（ａ）上記したような水溶性半導体発光量子ドットと、結合基および
生体分子に結合し得るリンカーとを接触させる工程と、（ｂ）リンカーが結合し
た水溶性発光半導体量子ドットを単離する工程と、（ｃ）リンカーが結合した水
溶性発光半導体量子ドットを生体分子と接触させる工程と、（ｄ）コンジュゲー
トを単離する工程とを含む方法を提供する。
【００２９】 あるいは、本方法は、（ａ）生体分子と、結合基および生体分子に結合し得る
リンカーとを接触させる工程と、（ｂ）リンカーが結合した生体分子を単離する
工程と、（ｃ）リンカーが結合した生体分子と水溶性発光量子ドットとを接触さ
せる工程と、（ｄ）コンジュゲートを単離する工程とを含む。生体分子を結合基
に間接的に結合させる方法の一実施態様において、リンカーは一級アミンまたは
ストレプトアビジンであり、結合基はメルカプト酢酸であり、生体分子は核酸で
ある。
【００３０】 生体分子を結合基に間接的に結合させる方法の別の実施態様において、本方法
は、（ａ）水溶性発光量子ドットと、媒介クロスリンカーまたは２官能分子（こ
れらのいずれか一つが結合基および生体分子に結合し得る）とを接触させる工程
、（ｂ）媒介クロスリンカーまたは２官能分子が結合した水溶性発光量子ドット
を単離する工程と、（ｃ）媒介クロスリンカーまたは２官能分子が結合した水溶
性発光量子ドットと生体分子とを接触させる工程と、（ｄ）コンジュゲートを単
離する工程とを含む。
【００３１】 あるいは、本方法は、（ａ）生体分子と、媒介クロスリンカーまたは２官能分
子（これらのいずれか一つが結合基および生体分子に結合し得る）とを接触させ
る工程と、（ｂ）媒介クロスリンカーまたは２官能分子が結合した生体分子を単
離する工程と、（ｃ）媒介クロスリンカーまたは２官能分子が結合した生体分子
を水溶性発光量子ドットと接触させる工程と、（ｄ）コンジュゲートを単離する
工程とを含む。そのような実施態様の例には、結合基としてメルカプト酢酸、生
体分子としてタンパク質またはそのフラグメント、および媒介クロスリンカーと
してＥＤＡＣを用いる方法がある。
【００３２】 サンプル中のタンパク質を検出する方法もまた本発明によって提供される。本
方法は、（ａ）サンプルと上記したようなコンジュゲートとを接触させる工程で
あって、該コンジュゲートの生体分子が該タンパク質に特異的に結合する工程と
、（ｂ）発光を検出する工程であって、発光の検出が、該コンジュゲートがサン
プル中の該タンパク質に結合したことを示す工程とを含む。
【００３３】 好ましくは、タンパク質検出の方法において、コンジュゲートの生体分子はタ
ンパク質またはそのフラグメント（例えば、抗体またはその抗原反応性フラグメ
ント）であり、サンプル中のタンパク質は、該抗体またはその抗原反応性フラグ
メントにより結合される抗原またはそのエピトープである。該抗原またはそのエ
ピトープは、好ましくは、ウイルスまたは細菌の一部である。あるいは、また好
ましくは、コンジュゲートの生体分子は抗原またはそのエピトープであり、サン
プル中のタンパク質は、該抗原またはそのエピトープに結合する抗体またはその
抗原反応性フラグメントである。該抗体またはその抗原反応性フラグメントは、
好ましくは、ウイルス、細菌、またはウイルスもしくは細菌の一部に特異的であ
る。さらに別の他のそして好ましい実施態様においては、コンジュゲートの生体
分子は核酸であり、サンプル中のタンパク質は核酸結合タンパク質（例えば、Ｄ
ＮＡ結合タンパク質）である。
【００３４】 本発明により提供される別の方法は、サンプル中の核酸を検出する方法である
。本方法は、（ａ）サンプルと上記したようなコンジュゲートとを接触させる工
程であって、該コンジュゲートの生体分子が該核酸に特異的に結合する工程と、
（ｂ）発光を検出する工程であって、発光の検出が、該コンジュゲートが該サン
プル中の該核酸に結合したことを示す工程とを含む。好ましくは、コンジュゲー
トの生体分子は核酸である。あるいはそして好ましくは、コンジュゲートの生体
分子は核酸に結合するタンパク質またはそのフラグメント（例えば、ＤＮＡ結合
タンパク質）である。
【００３５】 図１に示すように、本発明はまた、サンプル中の核酸を検出する別の方法を提
供する。この方法は、ステム・アンド・ループ構造を有する一本鎖オリゴヌクレ
オチド、量子ドット部分、およびクエンチング部分を含む、バイオコンジュゲー
トを使用することを含む。オリゴヌクレオチドのループは、サンプル中で検出さ
れるべき核酸中の標的配列に相補的なプローブ配列を含む。望ましくは、ループ
はそれが標的配列と接触した際に容易に開くような、しかし、それが容易に剪断
されるほど大きくはない、十分なサイズのものである。好ましくは、ループは、
約１０ヌクレオチドから約３０ヌクレオチドまで、より好ましくは約１５ヌクレ
オチドから約２５ヌクレオチドまでである。プローブ配列は、ループのすべてま
たはそれ未満を含み得る。好ましくは、プローブ配列は、少なくとも約１５ヌク
レオチド長である。ステムは、一本鎖オリゴヌクレオチドの２つの末端のまたは
その付近の相補配列をアニーリングすることによって形成される。発光量子ドッ
ト部分は一本鎖オリゴヌクレオチドの一端に共有結合され、クエンチング部分は
一本鎖オリゴヌクレオチドの他端に共有結合される。ステムは、一本鎖オリゴヌ
クレオチドが標的配列に結合していない場合に量子ドットの発光がクエンチされ
るように、発光量子ドットおよびクエンチング部分を互いに非常に近傍に維持す
る。この点で、ステムを構成する相補配列は、発光量子ドットのクエンチングを
達成するように、オリゴヌクレオチドの両端に十分に近くなくてはならない。プ
ローブ配列がサンプル中の検出すべき核酸中の標的配列に遭遇する場合、それは
標的配列に結合（すなわちハイブリダイズ）することによって、ステムハイブリ
ッドよりも長く安定なプローブ−標的ハイブリッドを形成する。プローブ−標的
ハイブリッドの長さおよび剛性によって、ステムハイブリッドの同時形成が防止
される。結果として、該構造がステムを開かせる自発的構造変化を受けることに
よって、量子ドット部分とクエンチング部分とが分離し、発光が回復する。
【００３６】 従って、本方法は、（ａ）サンプルとコンジュゲート（ここで、生体分子はス
テム・アンド・ループ構造を含む一本鎖オリゴヌクレオチドであり、親水性結合
基が該一本鎖オリゴヌクレオチドの一端に結合されており、クエンチング部分が
該一本鎖オリゴヌクレオチドの他端に結合されている）とを接触させ、その結果
、クエンチング部分が発光半導体量子ドットをクエンチする工程を含む（すべて
上述されるとおり）。ループは、サンプル中の核酸中の標的配列に結合するプロ
ーブ配列を含む。結合時、コンジュゲートがステムを開かせる構造変化を受ける
ことによって、量子ドットとクエンチング部分とが分離される。本方法はさらに
、（ｂ）発光を検出する工程を含む。発光の検出は、コンジュゲートがサンプル
中の核酸に結合したことを示す。
【００３７】 図２に示すように、本発明は、固相支持体（例えば、メンブレン、ガラスビー
ズ、透明ポリマー等）へ結合させることによって、サンプル中の一本鎖核酸（例
えば、ｍＲＮＡ）、ｃＤＮＡ、または変性二本鎖ＤＮＡを検出するさらに別の方
法を提供する。本方法は、（ａ）第１の一本鎖核酸を含むサンプルと、該第１の
一本鎖核酸に結合し得る第２の一本鎖核酸が結合した固相支持体とを接触させる
工程と、（ｂ）固相支持体と上記したようなコンジュゲート（ここで、該生体分
子は、該第２の一本鎖核酸により結合されている領域以外の領域で該第１の一本
鎖核酸に特異的に結合する第３の一本鎖核酸である）とを接触させる工程と、（
ｃ）発光を検出する工程であって、発光の検出が、コンジュゲートの第３の一本
鎖核酸がサンプル中の第１の一本鎖核酸に結合したことを示す工程とを含む。
【００３８】 好ましくは、第２の一本鎖核酸はオリゴヌクレオチド捕捉プローブ（例えば、
合成チミン（ポリ−Ｔ）またはアデノシン（ポリ−Ａ）オリゴヌクレオチド）で
ある。好ましくは、第２の一本鎖核酸は当該分野で公知の方法に従う標準的な架
橋手順によって、固相支持体に結合される（例えば、Joosら、Anal. Biochem.,
247, 96-101 (1997)；Runningら、BioTechniques, 8, 276-277 (1990)を参照の
こと）。第２の一本鎖核酸は、安定かつ効率的に第１の一本鎖核酸と結合するよ
うに、固相支持体上で十分な長さと密度を有するべきである。好ましくは、捕捉
プローブは、少なくとも約３５塩基長である。
【００３９】 さらに広くは、本発明はサンプル中の核酸を検出する方法を提供する。本方法
は、核酸捕捉プローブを固相支持体に結合する工程を含む。核酸捕捉プローブは
、サンプル中の該核酸に結合する配列を含む。次いで、結合した核酸捕捉プロー
ブはサンプルと接触させられることによって、該核酸を固相支持体上に固定化す
る。本方法はさらに、該固定化された核酸と、水溶性発光半導体量子ドットおよ
び生体分子を含むコンジュゲートとを接触させる工程を含む。コンジュゲートの
生体分子は、該核酸に特異的に結合する。次いで、本方法は、発光を検出する工
程を含む。発光の検出は、コンジュゲートがサンプル中の該核酸に結合したこと
を示す。
【００４０】 本発明はまた、２つ以上の異なる分子および／または所定の分子上の２つ以上
の領域をサンプル中で同時検出し得る方法を提供する。本方法は、１セットの上
述したようなコンジュゲート（ここで、セット中の各コンジュゲートは、サンプ
ル中の異なる分子または所定の分子上の異なる領域に特異的に結合する生体分子
に結合した、異なるサイズの量子ドットまたは異なる組成の量子ドットを有する
）を使用することを含む。好ましくは、コンジュゲートの量子ドットは１ｎｍか
ら１０ｎｍまでのサイズ範囲であり、このサイズは、青〜赤の範囲の発光の放射
を可能にする。特定の色の発光に対応する量子ドットサイズは当該分野で周知で
ある。このサイズ範囲内において、異なるサイズの量子ドットが単一波長で励起
され得、かつ異なるサイズの量子ドット間の発光の差異が検出され得る限り、量
子ドットの任意のサイズバリエーションを用いることができる。望ましくは、異
なるサイズの量子ドットは、狭く対称的な発光ピークを有するキャッピング層を
有する。好ましくは、異なるサイズの量子ドットは、コアの構造に適合する無機
キャッピング層を有する。より好ましくは、異なるサイズの量子ドットは、Ｚｎ
ＳまたはＣｄＳｅキャッピング層を有する。同様に、異なる組成または構成の量
子ドットは、特定の色の発光に関して変化するだろう。組成が異なる量子ドット
が単一波長で励起され得、かつ異なる組成の量子ドット間の発光の差異が検出さ
れ得る限り、量子ドット間の組成の任意のバリエーションを用いることができる
。サンプル中の異なる標的分子の検出は、コンジュゲートのセットを構成する組
成の異なる量子ドットまたは異なるサイズの量子ドットによって生じる多色発光
の放射から生じる。この方法はまた、単一タンパク質の異なる機能ドメインを、
例えば区別することを可能にする。
【００４１】 従って、本発明は、サンプル中の２つ以上の異なる分子および／または所定の
分子の２つ以上の領域を同時検出する方法を提供する。本方法は、サンプルと、
水溶性発光半導体量子ドットおよび生体分子の２つ以上のコンジュゲートとを接
触させる工程を含み、ここで該２つ以上のコンジュゲートのそれぞれが、異なる
サイズまたは組成の量子ドットと、サンプル中の異なる分子または所定の分子の
異なる領域に特異的に結合する生体分子とを含む。本方法はさらに、発光を検出
する工程であって、所定の色の発光の検出がサンプル中の分子へのコンジュゲー
トの結合を示す工程を含む。
【００４２】 本発明によれば、２つ以上のタンパク質またはそのフラグメントをサンプル中
で同時検出できる。あるいは、２つ以上の核酸が同時検出できる。この点で、サ
ンプルは核酸およびタンパク質（またはそれらのフラグメント）の混合物を含む
ことができる。
【００４３】 好ましくは、２つ以上のタンパク質またはそのフラグメントを検出する方法に
おいて、各コンジュゲートの生体分子はタンパク質またはそのフラグメント（例
えば、抗体またはその抗原反応性フラグメント）であり、サンプル中のタンパク
質またはそのフラグメントは該抗体またはその抗原反応性フラグメントにより結
合される抗原またはそのエピトープである。あるいはそしてまた好ましくは、各
コンジュゲートの生体分子は抗原またはそのエピトープであり、サンプル中のタ
ンパク質またはそのフラグメントは、該抗原またはそのエピトープに結合する抗
体またはその抗原反応性フラグメントである。また好ましくは、各コンジュゲー
トの生体分子は核酸であり、サンプル中のタンパク質またはそのフラグメントは
核酸結合タンパク質（例えば、ＤＮＡ結合タンパク質）である。
【００４４】 また、本発明によれば、２つ以上の核酸がサンプル中で同時検出できる。サン
プル中の核酸を検出する上記方法のいずれもが、該核酸に結合し得る生体分子に
結合した異なるサイズの量子ドットを含む２つ以上のコンジュゲートとともに用
いられ得る。従って、サンプル中の２つ以上の核酸を同時検出する１つの方法は
、（ａ）サンプルと、２つ以上のコンジュゲート（ここで、各コンジュゲートは
、サンプル中の標的核酸に特異的に結合する生体分子（好ましくは、核酸（特に
一本鎖核酸）またはタンパク質もしくはそのフラグメント（例えば、ＤＮＡ結合
タンパク質））に結合した異なるサイズの量子ドットを含む）とを接触させる工
程と、（ｂ）発光を検出する工程であって、所定の色の発光の検出が、コンジュ
ゲートがサンプル中のその標的核酸に結合したことを示す工程とを含む。
【００４５】 サンプル中の２つ以上の核酸を同時検出する別の方法は、２つ以上のコンジュ
ゲート（これらの各々は異なる上記ステム・アンド・ループ構造を有する一本鎖
オリゴヌクレオチドを含む）を、上述したようなコンジュゲートを使用する方法
に従って、使用することを含む。サンプル中の２つ以上の核酸を同時検出するさ
らに別の方法は、上記方法（ここで、検出すべき核酸は上記した種類の固相支持
体に結合される）を、記載したサンプル中の核酸を結合する方法および記載した
上述したような該核酸を検出する方法に従って使用することを含む。この方法の
一実施態様を図２に記載する。
【００４６】 サンプル中の２つ以上の分子を同時検出する本発明の方法の別の実施態様では
、サンプルは、少なくとも１つの核酸と少なくとも１つのタンパク質またはその
フラグメントとを含む。サンプル中の核酸およびタンパク質またはそのフラグメ
ントの同時検出は、記載したサンプル中のタンパク質またはそのフラグメントを
検出する方法、および記載した上述したサンプル中の核酸を検出する方法に従っ
て、上記したような方法を使用して達成できる。
【００４７】 上記コンジュゲートおよび方法は、生体分子の検出を達成する非常に多くの他
の方法および生物学的システムにおける使用に適合され得る。このような方法と
しては、例えば、インサイチュハイブリダイゼーション等が挙げられる。本発明
はまた、量子ドットの増大した光安定性によって、生細胞における細胞メカニズ
ム（例えば、リガンド−レセプター相互作用および分子輸送）をリアルタイムで
観察するための広範な用途を有する。
【００４８】 本発明は、様々な診断アッセイにおける用途を有する。これらには、ウイルス
感染、ガン、心疾患、肝疾患、遺伝子疾患および免疫疾患の検出が含まれるが、
それらに限定されない。本発明は、ＨＩＶおよび肝炎等の特定のウイルスを、例
えば、（ａ）試験すべきサンプルを患者から取り出し、（ｂ）該サンプルと水溶
性発光量子ドット生体分子コンジュゲート（ここで、生体分子は、該ウイルスに
結合する抗体またはその抗原反応性フラグメントである）とを接触させ、（ｃ）
発光を検出する（ここで、発光の検出が該ウイルスがサンプル中に存在すること
を示す）ことによって、検出する診断アッセイに使用できる。患者のサンプルは
、唾液、涙液、血液、血清または尿等の体液であり得る。例えば、ＨＩＶ ｇｐ
１２０に対する抗体が、サンプル中のＨＩＶの存在を検出するために使用され得
る。あるいは、ＨＩＶ ｇｐ１２０が、サンプル中の、ＨＩＶに対する抗体の存
在を検出するために使用され得る。
【００４９】 本発明はまた、ウイルス核酸を検出することによって、特定のウイルス（例え
ば、ＨＩＶおよび肝炎）の超低レベルのウイルス負荷を決定する診断アッセイに
使用できる。患者のウイルス負荷の決定は、ウイルス粒子数が現在の技術の検出
限界未満である場合に有用である。例えば、この技術は、高度な薬物治療（例え
ば、三剤療法(triple drug therapy)）中のＡＩＤＳ患者（ここで、該患者のウ
イルス負荷は非常に減少している）の超低ＨＩＶレベルを追跡するのに特に有用
であり得る。ウイルス核酸の検出は、例えば、（ａ）試験すべきサンプルを患者
から取り出し、（ｂ）該サンプルを処理して、ウイルスＤＮＡまたはＲＮＡを遊
離させ、（ｃ）該サンプルと、水溶性発光量子ドット生体分子コンジュゲート（
ここで、該生体分子は該ウイルスの核酸に結合する）とを接触させ、（ｄ）発光
を検出する（ここで、発光の検出は該ウイルスがサンプル中に存在することを示
す）ことによって、達成され得る。
【００５０】 本発明の方法の一実施態様を図３に示す。この方法を用いて、ウイルス核酸の
検出は、（ａ）試験すべきサンプルを患者から取り出し、（ｂ）該サンプルを処
理して、ウイルスＤＮＡまたはＲＮＡを遊離させ、（ｃ）捕捉プローブを固相支
持体に結合させ（ここで、捕捉プローブはサンプル中の該ウイルス核酸に結合す
る配列を含む）、（ｄ）結合した捕捉プローブとウイルス核酸とを接触させるこ
とによって、ウイルス核酸を固相支持体上に固定し、（ｅ）固定化したウイルス
核酸と発光量子ドットコンジュゲート（ここで、コンジュゲートの生体分子は該
ウイルス核酸に特異的に結合する）とを接触させ、（ｆ）発光を検出する（ここ
で、発光の検出は、コンジュゲートがサンプル中のウイルス核酸に結合したこと
を示す）ことによって、達成される。
【００５１】 好ましくは、固相支持体は、捕捉プローブが結合し得る、ガラス表面、透明ポ
リマー表面、メンブレン等である。捕捉プローブは、固相支持体表面への結合お
よび標的ウイルス核酸との結合の両方が可能な任意の分子であり得る。好ましく
は、捕捉プローブは、固相支持体に結合した相補配列に結合する第１の核酸配列
と、ウイルスゲノム中の第３の核酸配列に結合する第２の核酸配列とを含む一本
鎖オリゴヌクレオチドである。第１および第２の核酸配列を含むオリゴヌクレオ
チドは、約２０〜５０塩基の長さを有し得る。好ましくは、オリゴヌクレオチド
は、少なくとも約３０塩基の長さを有する。望ましくは、ウイルスゲノム中の第
３の核酸配列は保存配列である。
【００５２】 発光量子ドットコンジュゲートは、捕捉プローブ配列の第２の配列によって結
合される領域以外の領域で標的ウイルス核酸の第３の配列に特異的に結合する生
体分子に結合した発光量子ドットを含む。生体分子は、標的ウイルス核酸に結合
し得る任意の分子であり得る。好ましくは、生体分子は、標的ウイルスゲノム中
の第３の配列に相補的な第４の配列を含むオリゴヌクレオチドである。あるいは
、生体分子は標的ウイルス核酸に特異的に結合するＤＮＡ結合タンパク質であり
得る。
【００５３】 単一ウイルスの検出に加えて、本発明は、異なる種のウイルス核酸を検出する
ことによって、様々なタイプのウイルスのウイルス負荷または単一ウイルスの様
々なサブタイプのウイルス負荷を同時検出するために使用することができる。サ
ンプル中の複数のウイルス核酸を同時検出する１つの方法は、（ａ）サンプルと
、１セットのコンジュゲート（ここで、該セットの各コンジュゲートは、サンプ
ル中の標的ウイルス核酸と特異的に結合するプローブ生体分子に結合した異なる
サイズの量子ドットを含む）を接触させる工程と、（ｂ）多色発光を検出する工
程であって、多色発光の検出が、異なるコンジュゲートのそれぞれがサンプル中
のその標的ウイルス核酸に結合したことを示す工程とを含む。サンプル中の２つ
以上の核酸を同時検出するさらに別の方法は上記方法を用いることを含み、これ
もまた図３に記載する。
【００５４】 本発明は、例えば、ガン、心疾患または肝疾患等の特定の疾患状態を、（ａ）
試験すべきサンプルを患者から取り出し、（ｂ）該サンプルと、水溶性発光量子
ドット生体分子コンジュゲート（ここで、生体分子は所定の疾患状態と関連する
タンパク質に結合する抗体またはその抗原反応性フラグメントであり、該疾患は
、例えば、ガン、心疾患または肝疾患である）とを接触させ、（ｃ）発光を検出
する（ここで、発光の検出は、所定の疾患状態の存在を示す）ことによって検出
するのと類似の様式で使用できる。これらの場合、サンプルは、細胞もしくは組
織生検材料または体液（例えば、血液、血清または尿）であり得る。タンパク質
は、所定の疾患に関連するマーカーまたは酵素であり得、それらの検出は、所定
の疾患状態の存在を示す。疾患状態の検出は、タンパク質の産生過剰または産生
不足の検出のように定量的なものであるか、あるいは非野生型（変異したものま
たは切断したもの）形態のタンパク質の検出のように定性的なものであるかのい
ずれかであり得る。定量的測定に関して、好ましくは、量子ドットコンジュゲー
ト−標的タンパク質複合体の発光を、適当なセットの標準と比較する。適当なセ
ットの標準は、例えば、様々な所定濃度の検出されている標的と接触している本
発明の発光量子ドットコンジュゲートを含む。当業者は、例えばサンプル中のタ
ンパク質の量の概算が、サンプルの発光と適当な標準の発光とを比較することに
よって決定され得ることを理解するだろう。
【００５５】 本発明はまた、遺伝子疾患またはガン等の疾患状態を、（ａ）試験すべきサン
プルを患者から取り出し、（ｂ）該サンプルと水溶性発光量子ドット生体分子コ
ンジュゲート（ここで、生体分子は、目的の核酸と特異的にハイブリダイズする
核酸である）とを接触させ、（ｃ）発光を検出する（ここで、発光の検出は所定
の疾患状態の存在を示す）ことによって、検出するのに使用できる。これらの場
合、サンプルは、細胞、組織または体液に由来するものであり得る。目的の遺伝
子は、疾患状態のマーカー（例えば、乳ガンの存在を示し得るＢＲＣＡ1）であ
り得る。
【００５６】 上記方法はまた、動物におけるインビボ試験に適合させることができる。コン
ジュゲートは、生物学的に許容し得る担体中で、動物に投与すべきである。投与
経路は、該コンジュゲートとアッセイすべき生体分子（例えば、タンパク質また
は核酸）との間の接触を達成するものであるべきである。インビボ投与は、発光
を検出することによってのみ制限される。言い換えれば、コンジュゲートとアッ
セイすべき生体分子との間の接触部位は、発光検出手段がアクセス可能でなくて
はならない。この点で、光ファイバが使用され得る。光ファイバにより、本発明
の方法で必要な光の放出および検出が可能となる。
【００５７】
【実施例】
本発明を以下の実施例においてさらに記載する。これらの実施例は本発明をさ
らに例示するために提供され、本発明の範囲を制限することを意図しない。
【００５８】 （実施例１） 本実施例は、一端が発光量子ドットのキャップに結合し得、かつ他端が親水性
部分を含む結合基を結合することによって、水溶性発光量子ドットを得る方法を
示す。
【００５９】 ４．２ｎｍのＣｄＳｅコアおよびＺｎＳキャップを含む量子ドットを、Hines
およびGuyot-Sionnest（J. Phys. Chem., 100, 468-71 (1996)）により開発され
た手順に従って調製した。量子ドットをクロロホルムに溶解し、ゆっくりと攪拌
しながら、１．０Ｍの氷メルカプト酢酸(glacial mercapto-acetic acid)と室温
で２時間反応させた。引き続いて、等量のＰＢＳ水溶液（ｐＨ ７．４）を、３
０分間激しく振盪しながら反応混合物に加えた。クロロホルム層と水層との自然
分離時に、メルカプトコーティングされた量子ドットを含む水層を抽出した。次
いで、水層を遠心分離して、メルカプトコーティングされた量子ドットをペレッ
トにし、少なくとも４回抽出して過剰のメルカプト酢酸を取り除いた。最終ペレ
ットを１０ｍｌのＰＢＳ（ｐＨ ７．４）に再懸濁し、室温で用時まで保存した
。メルカプトコーティングされた量子ドットは少なくとも１ヶ月間可溶性のまま
であった。
【００６０】 （比較例１ａ） 本実施例は、水溶性でない量子ドットの調製を示す。
【００６１】 その表面上にメルカプト安息香酸基を有する量子ドットを構築した。メルカプ
ト安息香酸を、５０％ＤＭＳＯ／５０％メタノールの溶液に溶解した。テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシドを添加することによって、溶液のｐＨを１１に調
節した。メルカプト安息香酸の終濃度は５ｍＭであった。
【００６２】 メルカプト安息香酸溶液の１ｍｌアリコートをおよそ１ｍｇの実施例１に記載
のＺｎＳキャッピングした量子ドットに加え、７０℃で加熱した。メルカプト安
息香酸が結合した量子ドットは一時的に可溶化するが、メルカプト安息香酸量子
ドットはおよそ１時間後急速に凝集し始めた。溶液からの量子ドットの凝集は、
不安定性の表れである。次いで、メルカプト安息香酸量子ドットをアセトンを用
いて精製し、引き続いて、ＰＢＳ中に置いた。再び、量子ドットは不安定であり
、数時間後に溶液から沈殿した。
【００６３】 （実施例２） 本実施例は、架橋剤によって、タンパク質性生体分子（例えば、リガンド）を
発光量子ドットのキャップ上の結合基に結合する方法を示す。
【００６４】 １ｍｌの実施例１の精製したメルカプト−量子ドットの溶液を、２ｍｇのトラ
ンスフェリン(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO)および１ｍｇの架橋試薬Ｅ
ＤＡＣ(Sigma Chemical Co.)と、ボルテックスしつつ、室温で一晩反応させた。
次いで、この溶液を５０，０００ＲＰＭで１時間遠心分離して、量子ドット−ト
ランスフェリンバイオコンジュゲートをペレットにし、上清を取り除いた。この
遠心分離工程をさらに２回繰り返した。精製したトランスフェリンバイオコンジ
ュゲートをＰＢＳ（ｐＨ ７．４）に溶解し、室温で保存した。
【００６５】 （実施例３） 本実施例は、架橋剤によって、タンパク質性生体分子（例えば、抗体）を発光
量子ドットのキャップ上の結合基に結合する方法を示す。
【００６６】 １ｍｌの実施例１の精製したメルカプト−量子ドットの溶液を、２ｍｇの免疫
グロブリンＧ（ＩｇＧ）(Sigma Chemical Co.)および１ｍｇのＥＤＡＣと、ボル
テックスしつつ、室温で一晩反応させた。次いで、この溶液を５０，０００ＲＰ
Ｍで１時間遠心分離して、量子ドット−免疫グロブリンバイオコンジュゲートを
ペレットにし、上清を取り除いた。この遠心分離工程をさらに２回繰り返した。
精製した免疫グロブリンバイオコンジュゲートをＰＢＳ（ｐＨ ７．４）に溶解
し、室温で保存した。
【００６７】 （実施例４） 本実施例は、リンカー（例えば、遊離アミン基）によって、核酸を発光量子ド
ットのキャップ上の結合基に結合する方法を示す。
【００６８】 １ｍｌの実施例１の精製したメルカプト−量子ドットの溶液を、３’−または
５’−アミン修飾オリゴヌクレオチド(Midland Certified Reagents, Midland,
TX)および１ｍｇのＥＤＡＣと、ボルテックスしつつ、室温で一晩反応させる。
次いで、この溶液を５０，０００ＲＰＭで１時間遠心分離して、量子ドット−オ
リゴヌクレオチドバイオコンジュゲートをペレットにし、上清を取り除く。この
遠心分離工程をさらに２回繰り返す。精製したオリゴヌクレオチドバイオコンジ
ュゲートをＰＢＳ（ｐＨ ７．４）に溶解し、室温で保存する。このアプローチ
を用いて、直接結合が、量子ドット上のカルボン酸基と核酸上のアミン基との間
に形成される。
【００６９】 （実施例５） 本実施例は、リンカー（例えば、ストレプトアビジンまたはニュートラアビジ
ン）によって、発光量子ドットのキャップ上の結合基に核酸生体分子を結合する
方法を示す。
【００７０】 実施例２および３に示した手順に従って、ストレプトアビジン(Sigma Chemica
l Co.)をメルカプト−量子ドットに共有結合する。量子ドットをストレプトアビ
ジンでコーティングした後、ビオチン化オリゴヌクレオチド(Midland Certified
Reagents)を、ストレプトアビジンコーティングした量子ドットと、ボルテック
スしつつ、室温で一晩インキュベートする。量子ドット−ストレプトアビジン−
ビオチン化−オリゴヌクレオチドを、５０，０００ＲＰＭで１時間遠心分離する
ことによって精製する。上清を捨て、ペレットをＰＢＳ（ｐＨ ７．４）に再び
溶解する。遠心分離工程をさらに２回繰り返す。精製した量子ドット−ストレプ
トアビジン−ビオチン化−オリゴヌクレオチドをＰＢＳに溶解し保存する。スト
レプトアビジンをニュートラアビジンに代えて、同じ方法が使用できる。
【００７１】 （実施例６） 本実施例は、インビトロで抗体を検出するために抗体バイオコンジュゲートを
使用する方法（ここで、この方法は免疫凝集アッセイである）を示す。
【００７２】 免疫グロブリン分子（例えば、ＩｇＧ）に結合した水溶性発光量子ドットを含
む精製した免疫グロブリンバイオコンジュゲートを、実施例３に示した手順によ
って調製した。発光量子ドット−免疫グロブリンバイオコンジュゲートを、０．
５μｇ／ｍｌの抗Ｆａｂ抗体（これはＩｇＧ分子に結合する）と反応させた。反
応混合物を室温で１時間インキュベートした。該抗Ｆａｂ抗体は発光量子ドット
−免疫グロブリンバイオコンジュゲートのＩｇＧ分子に結合し、これにより、発
光バイオコンジュゲートが凝集した。高解像度ＣＣＤカメラ（１４０万画素，Ph
otometrix, Tuscon, AZ）および１００Ｗ水銀励起ランプを備え付けた落射蛍光
顕微鏡を用いて、発光を検出することによって、凝集を測定した。
【００７３】 （実施例７） 本実施例は、インビトロで抗体を検出するためにタンパク質バイオコンジュゲ
ートを使用する方法（ここで、この方法は免疫凝集アッセイである）を示す。
【００７４】 水溶性発光量子ドットとタンパク質性生体分子（例えば、抗原）とを含む精製
したタンパク質バイオコンジュゲートを、実施例２および３の手順に従って調製
する。精製した細胞溶解物を、細胞を溶解し、サンプルを遠心分離して細胞の破
片をペレットにし、次いで、精製した細胞溶解物を含む上清を抽出することによ
って、血液サンプルから調製する。精製した細胞溶解物を発光量子ドット−抗原
バイオコンジュゲートとともにインキュベートする。目的の抗体が細胞溶解物サ
ンプル中に存在する場合、発光量子ドット−抗原コンジュゲートに結合した抗原
を認識し、それに結合して、これにより、発光量子ドットが凝集する。従って、
発光量子ドットコンジュゲートの凝集は、細胞溶解物サンプル中にその抗体が存
在することを示す。凝集は、実施例６に示した手順に従って発光によって決定さ
れる。所望であるならば、全く同じ方法が、サンプルとコントロールとを比較す
るために行われ得る。適当なコントロールとしては、標的抗体を含まない生理学
的に等価な組成物に発光量子ドット−バイオコンジュゲートを加えることが挙げ
られる。
【００７５】 （実施例８） 本実施例は、インビトロでタンパク質を検出するために抗体バイオコンジュゲ
ートを使用する方法（ここで、この方法は免疫凝集アッセイである）を示す。
【００７６】 水溶性発光量子ドットと抗体とを含む精製した抗体コンジュゲートを、実施例
３の手順に従って調製する。精製した細胞溶解物を、実施例７に示した手順に従
って、血液または組織サンプルから調製する。精製した細胞溶解物を、発光量子
ドット−抗体コンジュゲートとともにインキュベートする。目的のタンパク質が
細胞溶解物サンプル中に存在する場合、発光量子ドット−抗体コンジュゲートに
結合した抗体分子は、サンプル中の該タンパク質を認識し、それに結合し、これ
によって発光量子ドットが凝集する。従って、凝集は該タンパク質がサンプル中
に存在することを示す。凝集の程度は、細胞溶解物サンプル中に存在するタンパ
ク質の濃度を示す。凝集の程度は、実施例６に示した手順に従って発光によって
決定される。もちろん、サンプル中のタンパク質濃度を概算するため、量子ドッ
ト−コンジュゲート−タンパク質複合体の発光を、所定濃度の標的タンパク質と
接触している本発明の発光量子ドット−バイオコンジュゲートを含む一連の標準
と比較する。
【００７７】 （実施例９） 本実施例は、抗体をインビトロで検出するためにタンパク質バイオコンジュゲ
ートを使用する方法（ここで、この方法は直接免疫アッセイである）を示す。
【００７８】 精製した細胞溶解物を、実施例７に示した手順に従って血液サンプルから調製
する。水溶性発光量子ドットとタンパク質性生体分子（例えば、抗原）とを含む
精製したタンパク質バイオコンジュゲートを、実施例２の手順に従って調製する
。選択されて結合される抗原は、目的の抗体によって特異的に認識されるもので
ある。精製した細胞溶解物のサンプルをポリスチレン表面上にピペッティングし
、２時間室温でインキュベートする。サンプルを取り除き、ポリスチレン表面を
蒸留水で洗浄する。非特異的結合を防ぐために、ＰＢＳ中１％のウシ血清アルブ
ミン（ＢＳＡ）(Sigma Chemical Co.)溶液をポリスチレン表面上にピペッティン
グし、１時間室温でインキュベートする。ＢＳＡを取り除きポリスチレン表面を
蒸留水で洗浄した後、水溶性発光量子ドット−抗原バイオコンジュゲートをポリ
スチレン表面上にピペッティングし、インキュベートする。目的の抗体が細胞溶
解物サンプル中に存在する場合、それは発光量子ドット−抗原バイオコンジュゲ
ートに結合した抗原を認識し、それに結合する。量子ドット−抗原バイオコンジ
ュゲートの発光を、５１４ｎｍのＡｒ+／Ｋｒ+レーザーを用いてサンプルを励起
することによって検出する。
【００７９】 （実施例１０） 本実施例は、インビトロでタンパク質を検出するために抗体バイオコンジュゲ
ートを使用する方法（ここで、この方法はサンドイッチ免疫アッセイである）を
示す。
【００８０】 精製した細胞溶解物を、実施例７に示す手順に従って、血液または組織サンプ
ルから調製する。水溶性発光量子ドットと抗体とを含む抗体バイオコンジュゲー
トを、実施例３に示す手順に従って調製する。選択されて結合される抗体は、目
的のタンパク質を特異的に認識するものである。まず、目的のタンパク質を認識
する「捕捉」抗体をポリスチレン表面上にピペッティングし、室温で２時間イン
キュベートする。抗体を取り除き、ポリスチレン表面を蒸留水で洗浄する。非特
異的抗体結合を防ぐため、ＰＢＳ中１％のＢＳＡ溶液をポリスチレン表面上にピ
ペッティングし、室温で１時間インキュベートする。ＢＳＡを取り除きポリスチ
レン表面を蒸留水で洗浄した後、精製した細胞溶解物をポリスチレン表面上にピ
ペッティングし、室温で２時間インキュベートする。目的のタンパク質が細胞溶
解物サンプル中に存在する場合、「捕捉」抗体はそのタンパク質に結合する。ポ
リスチレン表面を蒸留水で洗浄して、結合していないタンパク質を取り除く。最
後に、発光量子ドット−抗体バイオコンジュゲートを加えて、室温で２時間イン
キュベートする。目的のタンパク質が存在する場合、発光量子ドット−抗体バイ
オコンジュゲートに結合した抗体がそれに結合する。量子ドット−抗体バイオコ
ンジュゲートの発光を、５１４ｎｍのＡｒ+／Ｋｒ+レーザーを用いてサンプルを
励起することによって検出する。
【００８１】 （実施例１１） 本実施例は、インビトロで核酸を検出するために核酸バイオコンジュゲートを
使用する方法を示す。
【００８２】 精製したｍＲＮＡサンプルを、当該分野で周知の方法に従って細胞または組織
から調製する。特定の目的のｍＲＮＡは、該ｍＲＮＡを単離するのに、どの方法
およびどの細胞または組織を使用するかを指定するだろう。水溶性発光量子ドッ
トと核酸とを含む核酸バイオコンジュゲートを、実施例４、５または１４に示し
た手順に従って調製する。結合される核酸は、目的の核酸配列に特異的にハイブ
リダイズするオリゴヌクレオチド配列から構成される。１００μｌの０．１μＭ
アミン修飾ポリチミジン(Midland Certified Reagents)、一片のＢｉｏｄｙｎｅ
Ｃメンブレン(Pall Gelman Sciences, Ann Arbor, MI)（０．５ｃｍ×０．５
ｃｍ）、および１ｍｇのＥＤＡＣを遠心管中に加え、この混合物を室温で一晩イ
ンキュベートすることによって、アミン修飾ポリチミジンをＢｉｏｄｙｎｅ Ｃ
メンブレンに共有結合する。次の日、Ｂｉｏｄｙｎｅ Ｃメンブレンを蒸留水で
３〜４回リンスする。精製したｍＲＮＡサンプルを、アミン修飾ポリチミジンを
結合したＢｉｏｄｙｎｅ Ｃメンブレンに加え、室温で２時間インキュベートす
る。ｍＲＮＡ分子のポリＡテールは結合したポリチミジンとハイブリダイズし、
ｍＲＮＡがＢｉｏｄｙｎｅ Ｃメンブレンに結合されるのを可能にする。Ｂｉｏ
ｄｙｎｅ Ｃメンブレンを蒸留水で数回洗浄し、ハイブリダイズしていないｍＲ
ＮＡを取り除く。次に、水溶性発光量子ドットと、目的のｍＲＮＡに特異的にハ
イブリダイズするオリゴヌクレオチドとを含むオリゴヌクレオチドバイオコンジ
ュゲートを、アミン修飾ポリチミジンおよびｍＲＮＡを結合したＢｉｏｄｙｎｅ
Ｃメンブレンと反応させ、室温で一晩インキュベートする。目的のｍＲＮＡが
存在する場合、発光量子ドット−オリゴヌクレオチドバイオコンジュゲートはそ
れにハイブリダイズする。Ｂｉｏｄｙｎｅ Ｃメンブレンを蒸留水で数回洗浄し
て、過剰のハイブリダイズしていない発光量子ドット−オリゴヌクレオチドバイ
オコンジュゲートを取り除く。量子ドット−オリゴヌクレオチドバイオコンジュ
ゲートの発光を、５１４ｎｍのＡｒ+／Ｋｒ+レーザーでサンプルを励起すること
によって検出する。
【００８３】 （実施例１２） 本実施例は、レセプター媒介エンドサイトーシスをインビボで検出するために
タンパク質バイオコンジュゲートを使用する方法を示す。
【００８４】 水溶性発光量子ドットとトランスフェリンとを含む生体分子コンジュゲートを
、実施例２に示した手順に従って調製した。１０％のウシ胎仔血清、１％のペニ
シリン／ストレプトマイシン、およびファンギゾンを含む最小必須培地（ＭＥＭ
）で、ＨｅＬａ細胞を増殖させた。培養細胞を、発光量子ドット−トランスフェ
リンバイオコンジュゲートとともに、３７℃で一晩インキュベートした。洗浄を
繰り返して過剰のバイオコンジュゲートを取り除いた後、細胞をペトリ皿からト
リプシン処理によって取り出し、実施例６に記載の高解像度ＣＣＤカメラ（１４
０万画素，Photometrix）および１００Ｗ水銀励起ランプを備え付けた落射蛍光
顕微鏡を用いた画像化のために、ガラスカバースリップ上に置いた。ＨｅＬａ細
胞の内部発光は、コンジュゲートのトランスフェリンが依然生物学的に活性であ
り、ＨｅＬａ細胞表面上のトランスフェリンレセプターによって認識されること
を示した。実施例１の水溶性発光量子ドットとともにインキュベートしたＨｅＬ
ａ細胞は発光しなかった。経時の内部発光量の測定により、エンドサイトーシス
速度の測定が可能となる。
【００８５】 （実施例１３） 本実施例は、タンパク質性生体分子（例えば、リガンド）を、リンカー（例え
ば、ストレプトアビジンまたはニュートラアビジン）によって、発光量子ドット
のキャップ上の結合基に結合する方法を示す。
【００８６】 ストレプトアビジン(Sigma Chemical Co.)を、実施例２に示した手順に従って
、メルカプト−量子ドットに共有結合する。タンパク質（例えば、トランスフェ
リン）を、ＥＤＡＣ架橋法を用いて、ビオチンに結合する。ビオチンへの結合は
、タンパク質活性にほとんど変化がないように誘導体化することができるアミノ
酸において起こらなくてはならない。精製したストレプトアビジンコーティング
した量子ドットの溶液を、ビオチン化したトランスフェリンと、ボルテックスし
つつ、室温で一晩反応させる。ビオチン化したトランスフェリンおよびストレプ
トアビジンコーティングした量子ドットを、所望する１量子ドットあたりのタン
パク質分子数を生じるように特定のモル比（例えば、１：１、１：２等）で反応
させることができる。次いで、溶液を５０，０００ＲＰＭで１時間遠心分離して
、量子ドット−トランスフェリンバイオコンジュゲートをペレットにし、上清を
取り除く。この遠心分離工程をさらに２回繰り返す。精製したトランスフェリン
バイオコンジュゲートをＰＢＳ（ｐＨ ７．４）に溶解し、室温で保存する。
【００８７】 （実施例１４） 本実施例は、リンカー（例えば、チオール基）によって、発光量子ドットのキ
ャップ上の結合基に核酸を結合する方法を示す。
【００８８】 ４．２ｎｍのＣｄＳｅコアおよびＺｎＳキャップを含む量子ドットを、Hines
およびGuyot-Sionnest(1996)（前述）によって開発された手順に従って調製する
。チオール修飾したオリゴヌクレオチドを購入するかまたは標準的な合成手順を
用いて調製する。１ｍｌのＣｄＳｅ（ＺｎＳ）量子ドット溶液をチオール修飾し
たオリゴヌクレオチドと反応させる。量子ドットのＺｎＳコーティングは、修飾
オリゴヌクレオチドのチオール基が結合し得る未反応のＺｎ分子を含む。次いで
、溶液を５０，０００ＲＰＭで１時間遠心分離して、量子ドット−オリゴヌクレ
オチドバイオコンジュゲートをペレットにし、上清を取り除く。この遠心分離工
程をさらに２回繰り返す。精製したオリゴヌクレオチドバイオコンジュゲートを
ＰＢＳ（ｐＨ ７．４）に溶解し、室温で保存する。
【００８９】 （実施例１５） 本実施例は、インビトロで核酸を検出するために特別設計された、クエンチャ
ーをさらに含む核酸バイオコンジュゲートを作製する方法を示す。
【００９０】 特別設計された核酸バイオコンジュゲートは、ステム・アンド・ループ構造を
有する一本鎖オリゴヌクレオチド、量子ドット部分、およびクエンチング部分を
含む。一級アミン基を３’末端に有するようにオリゴヌクレオチドを修飾する（
このアミン修飾オリゴヌクレオチドはMidland Certified Reagentsから入手可能
である）。標準的な架橋手順を用いて、ビオチン基を５’末端に有するように、
オリゴヌクレオチドをさらに修飾する。アミノ反応性誘導体ＤＡＢＣＹＬ（Mole
cular Probes, Eugene, ORから入手可能である）を用いることによって、非蛍光
有機発色団（４−［４’−ジメチルアミノフェニルアゾ］安息香酸（ＤＡＢＣＹ
Ｌ））を３’アミノ基に共有結合する。量子ドットをまず、実施例２に記載の方
法に従ってストレプトアビジンを用いて誘導体化し、次いで、５’ビオチン基に
１：１のモル比で結合させる。オリゴヌクレオチドバイオコンジュゲートを、ゲ
ル濾過カラムおよびＨＰＬＣを用いて精製する。
【００９１】 （実施例１６） 本実施例は、メルカプトコハク酸結合基を発光量子ドットのキャップに結合す
ることによって、水溶性発光量子ドットを得る方法を示す。本実施例はさらに、
リンカー（例えば、遊離チオール基）によって、核酸をメルカプトコハク酸結合
基に結合する方法を示す。
【００９２】 ４．２ｎｍのＣｄＳｅコアおよびＺｎＳキャップを含む量子ドットを、前述し
たように調製した。量子ドットをメルカプトコハク酸（０．５ｇ／ｍｌ、ｐＨ
９．０）に溶解し、１５〜３０分間室温で混合した。３０％アセトン／７０％量
子ドットの濃度での一連のアセトン沈殿を、親水性発光量子ドットを十分に精製
するために行った。得られたメルカプトコハク酸−量子ドットをｐＨ ６．０の
１５ｍＭ ＥＤＡＣ溶液に懸濁した。
【００９３】 １ｍｌの精製したメルカプトコハク酸コーティングした発光量子ドットの溶液
を、３’−または５’−チオール−末端のいずれかの１５マーオリゴヌクレオチ
ド(Midland Certified Reagents)と、１量子ドットあたりおよそ１００オリゴヌ
クレオチドの相対濃度で反応させた。混合しつつ、３０〜６０分間反応を続けた
。発光量子ドット−ＤＮＡコンジュゲートを、アセトン沈殿（３０％アセトン／
７０％コンジュゲート）によって数回精製した。引き続いて、発光量子ドット−
ＤＮＡコンジュゲートをハイブリダイゼーション緩衝液（０．４Ｍ ＮａＣｌ、
ｐＨ ７．０）中に保存した。
【００９４】 （実施例１７） 本実施例は、インビトロで核酸を検出するために核酸バイオコンジュゲートを
使用する方法を示す。
【００９５】 実施例１６に記載のように生成した３’−および５’−チオール末端オリゴヌ
クレオチド−発光量子ドットコンジュゲートの等量のアリコートを、ハイブリダ
イゼーション緩衝液（０．４ ＮａＣｌ、ｐＨ ７．０）に懸濁した。相補的３
０マーリンカーを、２つの発光量子ドットコンジュゲート毎にほぼ１リンカーの
相対濃度で、ハイブリダイゼーション緩衝液に加えた。３０マーリンカーは、発
光量子ドットコンジュゲートのチオール末端１５マーオリゴヌクレオチドとハイ
ブリダイズするよう特別設計した。従って、発光量子ドットコンジュゲートのオ
リゴヌクレオチドがその生物学的活性を保持している場合、図４に示すように、
２つの量子ドットが、リンカーオリゴヌクレオチドにハイブリダイズし、引き続
いて凝集するだろう。ハイブリダイゼーションを１〜１２時間モニターし、バイ
オコンジュゲートの凝集を観察した。逆広領域Ｈｇランプ(inverted wide-field
Hg lamp)励起および高感度ＣＣＤ検出を用いて、凝集を画像化した。
【００９６】 本明細書中に引用したすべての参考文献（特許、特許出願および刊行物を含む
）は、言及することでその全体が本明細書中に組み込まれる。
【００９７】 本発明を好ましい実施態様を強調して記載してきたが、好ましい実施態様の変
形物が作製され使用され得ること、および本発明が本明細書中に具体的に記載し
た以外の方法で実施され得ることは当業者に明らかであろう。本発明は、そのよ
うな変形物および代替的実施を包含することが意図される。従って、本発明は、
上記特許請求の範囲によって規定される発明の精神および範囲内に包含されるす
べての改変を包含する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、ステム・アンド・ループ構造を有する一本鎖オリゴヌクレオチドを含
むバイオコンジュゲート、および標的核酸に結合した該バイオコンジュゲートの
概略図である。
【図２】 図２は、本発明によるサンプル中の複数の核酸を検出する方法の概略図である
。
【図３】 図３は、本発明によるサンプル中のウイルス核酸を検出する方法の概略図であ
る。
【図４】 図４は、発光半導体量子ドットおよびオリゴヌクレオチドを含むバイオコンジ
ュゲートならびにＤＮＡリンカーによって結合された該バイオコンジュゲートの
概略図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１０月２７日（２０００．１０．２７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項２７】 前記生体分子がステム・アンド・ループ構造を含む一本鎖
オリゴヌクレオチドであり、前記親水性結合基が該一本鎖オリゴヌクレオチドの
一端に結合されており、クエンチング部分が該一本鎖オリゴヌクレオチドの他端
に結合されており、該クエンチング部分が該発光半導体量子ドットをクエンチす
る、請求項２０または２３〜２６のいずれかに記載のコンジュゲート。
【請求項２８】 請求項２０〜２７のいずれかに記載のコンジュゲートと水
性担体とを含む組成物。
【請求項２９】 （ａ）非極性有機溶媒中の発光半導体量子ドットを、結合
基を含む第１の水溶液と反応させる工程と、 （ｂ）ほぼ中性のｐＨの第２の水溶液を加え、混合する工程と、 （ｃ）水層を抽出することによって、水溶性発光半導体量子ドットを得る工程 とを含む、水溶性発光半導体量子ドットを得る方法。
【請求項３０】 前記非極性有機溶媒がクロロホルムであり、前記結合基が
メルカプト酢酸である、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】 （ａ）請求項１〜１８のいずれかに記載の水溶性発光半導
体量子ドットと、該水溶性発光半導体量子ドットのキャップ上の結合基に直接結
合し得る生体分子とを接触させる工程と （ｂ）コンジュゲートを単離する工程 とを含む、請求項１〜１８のいずれかに記載の水溶性発光半導体量子ドットと生
体分子とを含むコンジュゲートを作製する方法。
【請求項３２】 前記生体分子がタンパク質もしくはそのフラグメント、ま
たは核酸である、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】 前記結合基がメルカプト酢酸である、請求項３１または請
求項３２記載の方法。
【請求項３４】 工程（ａ）が、前記水溶性発光半導体量子ドットおよび前
記生体分子と、クロスリンカーとを接触させることをさらに含む、請求項３１〜 ３３ のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】 （ａ）請求項１〜１８のいずれかに記載の水溶性発光半導
体量子ドットと、（ｉ）リンカー、媒介クロスリンカーまたは２官能分子とを接
触させ、次いで（ｉｉ）該水溶性発光半導体量子ドットのキャップ上の結合基と
間接的に結合し得る生体分子とを接触させる工程と、 （ｂ）コンジュゲートを単離する工程 とを含む、請求項１〜１８のいずれかに記載の水溶性発光半導体量子ドットと生
体分子とを含むコンジュゲートを作製する方法。
【請求項３６】 前記生体分子がタンパク質もしくはそのフラグメント、ま
たは核酸である、請求項３５記載の方法。
【請求項３７】 前記結合基がメルカプト酢酸である、請求項３５または請
求項３６記載の方法。
【請求項３８】 前記リンカーがストレプトアビジンである、請求項３５〜 ３７ のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】 （ａ）生体分子と、（ｉ）リンカー、媒介クロスリンカー
または２官能分子とを接触させ、次いで（ｉｉ）請求項１〜１８のいずれかに記
載の水溶性発光半導体量子ドットとを接触させる工程と、 （ｂ）コンジュゲートを単離する工程 とを含む、請求項１〜１８のいずれかに記載の水溶性発光半導体量子ドットと生
体分子とを含むコンジュゲートを作製する方法。
【請求項４０】 前記生体分子がタンパク質もしくはそのフラグメント、ま
たは核酸である、請求項３９記載の方法。
【請求項４１】 前記結合基がメルカプト酢酸である、請求項４０記載の方
法。
【請求項４２】 前記リンカーがストレプトアビジンである、請求項３９〜 ４１ のいずれかに記載の方法。
【請求項４３】 サンプル中のタンパク質を検出する方法であって、 （ａ）該サンプルと請求項２０〜２７のいずれかに記載のコンジュゲートとを接
触させる工程であって、該コンジュゲートの生体分子が該タンパク質に特異的に
結合する工程と、 （ｂ）発光を検出する工程であって、発光の検出が、該コンジュゲートが該サン
プル中の該タンパク質に結合したことを示す工程 とを含む方法。
【請求項４４】 前記コンジュゲートの生体分子がタンパク質またはそのフ
ラグメントである、請求項４３記載の方法。
【請求項４５】 前記コンジュゲートの生体分子が抗体またはその抗原反応
性フラグメントであり、前記サンプル中のタンパク質が、該抗体または該その抗
原反応性フラグメントに結合される抗原またはそのエピトープである、請求項４ ３ または請求項４４記載の方法。
【請求項４６】 前記抗原または前記そのエピトープがウイルスまたは細菌
のものである、請求項４５記載の方法。
【請求項４７】 前記コンジュゲートの生体分子が抗原またはそのエピトー
プであり、前記サンプル中のタンパク質が、該抗原またはそのエピトープに結合
する抗体またはその抗原反応性フラグメントである、請求項４３記載の方法。
【請求項４８】 前記抗体または前記その抗原反応性フラグメントが、ウイ
ルス、細菌、ウイルスの一部、または細菌の一部に特異的である、請求項４７記
載の方法。
【請求項４９】 前記コンジュゲートの生体分子が核酸である、請求項４３ 記載の方法。
【請求項５０】 サンプル中の核酸を検出する方法であって、 （ａ）該サンプルと請求項２０〜２７のいずれかに記載のコンジュゲートとを接
触させる工程であって、該コンジュゲートの生体分子が該核酸に特異的に結合す
る工程と、 （ｂ）発光を検出する工程であって、発光の検出が、該コンジュゲートが該サン
プル中の該核酸に結合したことを示す工程 とを含む方法。
【請求項５１】 前記生体分子が核酸である、請求項５０記載の方法。
【請求項５２】 前記生体分子がタンパク質またはそのフラグメントである
、請求項５０記載の方法。
【請求項５３】 サンプル中の核酸を検出する方法であって、 （ａ）該サンプルと請求項２７記載のコンジュゲートとを接触させる工程であっ
て、前記ループがプローブ配列を含み、該プローブ配列が該核酸中の標的配列に
結合すると、前記ステムを開かせる構造変化を該コンジュゲートが受けることに
よって、前記量子ドット部分と前記クエンチング部分とが分離する工程と、 （ｂ）発光を検出する工程であって、発光の検出が、該コンジュゲートが該サン
プル中の該核酸に結合したことを示す工程、 とを含む方法。
【請求項５４】 サンプル中の核酸を検出する方法であって、 （ａ）第１の一本鎖核酸を含むサンプルと、該第１の一本鎖核酸に結合し得る第
２の一本鎖核酸が結合した固相支持体とを接触させる工程と、 （ｂ）該固相支持体と、請求項２３記載のコンジュゲート（ここで、前記生体分
子は、該第２の一本鎖核酸が結合する領域以外の領域で該第１の一本鎖核酸に特
異的に結合する第３の一本鎖核酸である）とを接触させる工程と、 （ｃ）発光を検出する工程であって、発光の検出が、該コンジュゲートの該第３
の一本鎖核酸が該サンプル中の該第１の一本鎖核酸に結合したことを示す工程 とを含む方法。
【請求項５５】 サンプル中の核酸を検出する方法であって、 （ａ）核酸捕捉プローブ（ここで、該核酸捕捉プローブは該サンプル中の該核酸
に結合する配列を含む）を固相支持体に結合させる工程と、 （ｂ）結合した核酸捕捉プローブと該サンプルとを接触させることによって、該
核酸を該固相支持体上に固定化する工程と、 （ｃ）該固定化した核酸と請求項２３記載のコンジュゲート（ここで、該コンジ
ュゲートの生体分子は該核酸に特異的に結合する）とを接触させる工程と、 （ｄ）発光を検出する工程であって、発光の検出が該コンジュゲートが該サンプ
ル中の該核酸に結合したことを示す工程 とを含む方法。
【請求項５６】 サンプル中の２つ以上の異なる分子および／または所定の
分子の２つ以上の領域、のいずれかを同時検出する方法であって、 （ａ）該サンプルと請求項２０〜２７のいずれかに記載の２つ以上のコンジュゲ
ート（ここで、該２つ以上のコンジュゲートのそれぞれが、異なるサイズおよび
組成の量子ドットと、該サンプル中の異なる分子または所定の分子の異なる領域
に特異的に結合する生体分子とを含む）とを接触させる工程と、 （ｂ）発光を検出する工程であって、所定の色の発光の検出が、該サンプル中の
分子にコンジュゲートが結合したことを示す工程 とを含む方法。
【請求項５７】 前記サンプルが２つ以上の異なるタンパク質またはそのフ
ラグメントを含む、請求項５６記載の方法。
【請求項５８】 前記サンプルが２つ以上の異なる核酸を含む、請求項５６ 記載の方法。
【請求項５９】 前記サンプルが少なくとも１つの核酸と少なくとも１つの
タンパク質またはそのフラグメントとを含む、請求項５６記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】削除
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】削除
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５９】 ４．２ｎｍのＣｄＳｅコアおよびＺｎＳキャップを含む量子ドットを、Hines
およびGuyot-Sionnest（J. Phys. Chem., 100, 468-71 (1996)）により開発され
た手順に従って調製した。量子ドットをクロロホルムに溶解し、ゆっくりと攪拌
しながら、１．０Ｍの氷メルカプト酢酸(glacial mercapto-acetic acid)と室温
で２時間反応させた。引き続いて、等量のＰＢＳ水溶液（ｐＨ ７．４）を、３
０分間激しく振盪しながら反応混合物に加えた。クロロホルム層と水層との自然
分離時に、メルカプトコーティングされた量子ドットを含む水層を抽出した。次
いで、水層を遠心分離して、メルカプトコーティングされた量子ドットをペレッ
トにし、少なくとも４回抽出して過剰のメルカプト酢酸を取り除いた。最終ペレ
ットを１０ｍｌのＰＢＳ（ｐＨ ７．４）に再懸濁し、室温で用時まで保存した
。メルカプトコーティングされた量子ドットは少なくとも１ヶ月間可溶性のまま
であった。水溶性量子ドットの調製は、Chanら、Science, 281, 2016-2018 (199 8)にさらに論ぜられる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】削除
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 33/58 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 チャン、ウォーレン スィー．ダヴリュ． アメリカ合衆国、インディアナ州 47403、 ブルーミントン、ウエスト アレン スト リート 1411 (72)発明者 エマリィ、スティーヴン アール． アメリカ合衆国、ニュー メキシコ州 87544、ロス アラモス、ガーヴァー レ イン 274 Ｆターム(参考） 2G045 AA34 AA35 DA12 DA13 DA14 DA36 FA11 FB02 FB03 FB07 FB13 GC15 4B024 AA11 AA20 CA01 CA09 CA11 HA13 HA14 4B063 QA01 QA13 QA17 QA18 QA19 QQ42 QQ52 QR32 QR35 QR38 QR56 QS34 QX02 4H045 AA20 AA30 BA50 DA75 EA50 FA50

Claims (60)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コア、キャップおよび親水性結合基を含む、水溶性発光半導
    体量子ドット。
  2. 【請求項２】 前記親水性結合基がイオウ原子を介して前記量子ドットに結
    合されている、請求項１記載の水溶性発光半導体量子ドット。
  3. 【請求項３】 前記親水性結合基がイオウ原子と少なくとも１つの親水性置
    換基とを含む有機基である、請求項１または２記載の水溶性発光半導体量子ドッ
    ト。
  4. 【請求項４】 前記親水性置換基が、カルボン酸またはその塩、スルホン酸
    またはその塩、スルファミン酸またはその塩、アミノ置換基、四級アンモニウム
    塩、および水酸基からなる群より選ばれる、請求項３記載の水溶性発光半導体量
    子ドット。
  5. 【請求項５】 前記有機基がＣ1〜Ｃ6アルキル基またはアリール基である、
    請求項３または請求項４記載の水溶性発光半導体量子ドット。
  6. 【請求項６】 前記有機基がＣ1〜Ｃ6アルキル基である、請求項３〜５のい
    ずれかに記載の水溶性発光半導体量子ドット。
  7. 【請求項７】 前記親水性結合基がチオールカルボン酸またはチオールアル
    コールである、請求項３記載の水溶性発光半導体量子ドット。
  8. 【請求項８】 前記親水性結合基がメルカプト酢酸である、請求項１〜７の
    いずれかに記載の水溶性発光半導体量子ドット。
  9. 【請求項９】 前記量子ドットのコアが、ＩＩＢ−ＶＩＢ半導体、ＩＩＩＢ
    −ＶＢ半導体、およびＩＶＢ−ＩＶＢ半導体からなる群より選ばれ、該コアのサ
    イズが約１ｎｍから約１０ｎｍまでである、請求項１〜８のいずれかに記載の水
    溶性発光半導体量子ドット。
  10. 【請求項１０】 前記量子ドットのコアがＩＩＢ−ＶＩＢ半導体からなる群
    より選ばれ、該コアのサイズが約２ｎｍから約５ｎｍまでである、請求項１〜９
    のいずれかに記載の水溶性発光半導体量子ドット。
  11. 【請求項１１】 前記量子ドットのコアがＣｄＳまたはＣｄＳｅである、請
    求項１〜１０のいずれかに記載の水溶性発光半導体量子ドット。
  12. 【請求項１２】 前記量子ドットのコアがＣｄＳｅである、請求項１〜１１
    のいずれかに記載の水溶性発光半導体量子ドット。
  13. 【請求項１３】 前記コアのサイズが約４．２ｎｍである、請求項１〜１２
    のいずれかに記載の水溶性発光半導体量子ドット。
  14. 【請求項１４】 前記キャップが高いバンドギャップのＩＩＢ−ＶＩＢ半導
    体からなる群より選ばれる、請求項１〜１３のいずれかに記載の水溶性発光半導
    体量子ドット。
  15. 【請求項１５】 前記キャップがＺｎＳである、請求項１〜１４のいずれか
    に記載の水溶性発光半導体量子ドット。
  16. 【請求項１６】 前記キャップがＣｄＳである、請求項１〜１４のいずれか
    に記載の水溶性発光半導体量子ドット。
  17. 【請求項１７】 ＣｄＳｅコア、ＺｎＳキャップおよびメルカプト酢酸結合
    基を含む、水溶性発光半導体量子ドット。
  18. 【請求項１８】 前記ＣｄＳｅコアが約４．２ｎｍであり、前記ＺｎＳコー
    ティングが約１ｎｍである、請求項１７記載の水溶性発光半導体量子ドット。
  19. 【請求項１９】 請求項１〜１８のいずれかに記載の水溶性発光半導体量子
    ドットと水性担体とを含む組成物。
  20. 【請求項２０】 請求項１〜１８のいずれかに記載の水溶性発光半導体量子
    ドットと生体分子（ここで、該生体分子は前記親水性結合基を介して該量子ドッ
    トに結合されている）とを含むコンジュゲート。
  21. 【請求項２１】 前記生体分子がタンパク質またはそのフラグメントである
    、請求項２０記載のコンジュゲート。
  22. 【請求項２２】 前記タンパク質またはそのフラグメントが抗体またはその
    抗原反応性フラグメントである、請求項２１記載のコンジュゲート。
  23. 【請求項２３】 前記生体分子が核酸である、請求項２０記載のコンジュゲ
    ート。
  24. 【請求項２４】 前記生体分子がリンカーを介して前記親水性結合基に結合
    されている、請求項２０〜２３のいずれかに記載のコンジュゲート。.
  25. 【請求項２５】 前記リンカーが一級アミンである、請求項２４記載のコン
    ジュゲート。
  26. 【請求項２６】 前記リンカーがストレプトアビジン、ニュートラアビジン
    またはビオチンである、請求項２４記載のコンジュゲート。
  27. 【請求項２７】 前記リンカーがチオール基である、請求項２４記載のコン
    ジュゲート。
  28. 【請求項２８】 前記生体分子がステム・アンド・ループ構造を含む一本鎖
    オリゴヌクレオチドであり、前記親水性結合基が該一本鎖オリゴヌクレオチドの
    一端に結合されており、クエンチング部分が該一本鎖オリゴヌクレオチドの他端
    に結合されており、該クエンチング部分が該発光半導体量子ドットをクエンチす
    る、請求項２０または２３〜２７のいずれかに記載のコンジュゲート。
  29. 【請求項２９】 請求項２０〜２８のいずれかに記載のコンジュゲートと水
    性担体とを含む組成物。
  30. 【請求項３０】 （ａ）非極性有機溶媒中の発光半導体量子ドットを、結合
    基を含む第１の水溶液と反応させる工程と、 （ｂ）ほぼ中性のｐＨの第２の水溶液を加え、混合する工程と、 （ｃ）水層を抽出することによって、水溶性発光半導体量子ドットを得る工程 とを含む、水溶性発光半導体量子ドットを得る方法。
  31. 【請求項３１】 前記非極性有機溶媒がクロロホルムであり、前記化合物が
    メルカプト酢酸である、請求項３０記載の方法。
  32. 【請求項３２】 （ａ）請求項１〜１８のいずれかに記載の水溶性発光半導
    体量子ドットと、該水溶性発光半導体量子ドットのキャップ上の結合基に直接結
    合し得る生体分子とを接触させる工程と （ｂ）コンジュゲートを単離する工程 とを含む、請求項１〜１８のいずれかに記載の水溶性発光半導体量子ドットと生
    体分子とを含むコンジュゲートを作製する方法。
  33. 【請求項３３】 前記生体分子がタンパク質もしくはそのフラグメント、ま
    たは核酸である、請求項３２記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記結合基がメルカプト酢酸である、請求項３２または請
    求項３３記載の方法。
  35. 【請求項３５】 工程（ａ）が、前記水溶性発光半導体量子ドットおよび前
    記生体分子と、クロスリンカーとを接触させることをさらに含む、請求項３２〜
    ３４のいずれかに記載の方法。
  36. 【請求項３６】 （ａ）請求項１〜１８のいずれかに記載の水溶性発光半導
    体量子ドットと、（ｉ）リンカー、媒介クロスリンカーまたは２官能分子とを接
    触させ、次いで（ｉｉ）該水溶性発光半導体量子ドットのキャップ上の結合基と
    間接的に結合し得る生体分子とを接触させる工程と、 （ｂ）コンジュゲートを単離する工程 とを含む、請求項１〜１８のいずれかに記載の水溶性発光半導体量子ドットと生
    体分子とを含むコンジュゲートを作製する方法。
  37. 【請求項３７】 前記生体分子がタンパク質もしくはそのフラグメント、ま
    たは核酸である、請求項３６記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記結合基がメルカプト酢酸である、請求項３６または請
    求項３７記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記リンカーがストレプトアビジン、ニュートラアビジン
    またはビオチンである、請求項３６〜３８のいずれかに記載の方法。
  40. 【請求項４０】 （ａ）生体分子と、（ｉ）リンカー、媒介クロスリンカー
    または２官能分子とを接触させ、次いで（ｉｉ）請求項１〜１８のいずれかに記
    載の水溶性発光半導体量子ドットとを接触させる工程と、 （ｂ）コンジュゲートを単離する工程 とを含む、請求項１〜１８のいずれかに記載の水溶性発光半導体量子ドットと生
    体分子とを含むコンジュゲートを作製する方法。
  41. 【請求項４１】 前記生体分子がタンパク質もしくはそのフラグメント、ま
    たは核酸である、請求項４０記載の方法。
  42. 【請求項４２】 前記結合基がメルカプト酢酸である、請求項４１記載の方
    法。
  43. 【請求項４３】 前記リンカーがストレプトアビジン、ニュートラアビジン
    またはビオチンである、請求項４０〜４２のいずれかに記載の方法。
  44. 【請求項４４】 サンプル中のタンパク質を検出する方法であって、 （ａ）該サンプルと請求項２０〜２８のいずれかに記載のコンジュゲートとを接
    触させる工程であって、該コンジュゲートの生体分子が該タンパク質に特異的に
    結合する工程と、 （ｂ）発光を検出する工程であって、発光の検出が、該コンジュゲートが該サン
    プル中の該タンパク質に結合したことを示す工程 とを含む方法。
  45. 【請求項４５】 前記コンジュゲートの生体分子がタンパク質またはそのフ
    ラグメントである、請求項４４記載の方法。
  46. 【請求項４６】 前記コンジュゲートの生体分子が抗体またはその抗原反応
    性フラグメントであり、前記サンプル中のタンパク質が、該抗体または該その抗
    原反応性フラグメントに結合される抗原またはそのエピトープである、請求項４
    ４または請求項４５記載の方法。
  47. 【請求項４７】 前記抗原または前記そのエピトープがウイルスまたは細菌
    のものである、請求項４６記載の方法。
  48. 【請求項４８】 前記コンジュゲートの生体分子が抗原またはそのエピトー
    プであり、前記サンプル中のタンパク質が、該抗原またはそのエピトープに結合
    する抗体またはその抗原反応性フラグメントである、請求項４４記載の方法。
  49. 【請求項４９】 前記抗体または前記その抗原反応性フラグメントが、ウイ
    ルス、細菌、ウイルスの一部、または細菌の一部に特異的である、請求項４８記
    載の方法。
  50. 【請求項５０】 前記コンジュゲートの生体分子が核酸である、請求項４４
    記載の方法。
  51. 【請求項５１】 サンプル中の核酸を検出する方法であって、 （ａ）該サンプルと請求項２０〜２８のいずれかに記載のコンジュゲートとを接
    触させる工程であって、該コンジュゲートの生体分子が該核酸に特異的に結合す
    る工程と、 （ｂ）発光を検出する工程であって、発光の検出が、該コンジュゲートが該サン
    プル中の該核酸に結合したことを示す工程 とを含む方法。
  52. 【請求項５２】 前記生体分子が核酸である、請求項５１記載の方法。
  53. 【請求項５３】 前記生体分子がタンパク質またはそのフラグメントである
    、請求項５１記載の方法。
  54. 【請求項５４】 サンプル中の核酸を検出する方法であって、 （ａ）該サンプルと請求項２８記載のコンジュゲートとを接触させる工程であっ
    て、前記ループがプローブ配列を含み、該プローブ配列が該核酸中の標的配列に
    結合すると、前記ステムを開かせる構造変化を該コンジュゲートが受けることに
    よって、前記量子ドット部分と前記クエンチング部分とが分離する工程と、 （ｂ）発光を検出する工程であって、発光の検出が、該コンジュゲートが該サン
    プル中の該核酸に結合したことを示す工程、 とを含む方法。
  55. 【請求項５５】 サンプル中の核酸を検出する方法であって、 （ａ）第１の一本鎖核酸を含むサンプルと、該第１の一本鎖核酸に結合し得る第
    ２の一本鎖核酸が結合した固相支持体とを接触させる工程と、 （ｂ）該固相支持体と、請求項２３記載のコンジュゲート（ここで、前記生体分
    子は、該第２の一本鎖核酸が結合する領域以外の領域で該第１の一本鎖核酸に特
    異的に結合する第３の一本鎖核酸である）とを接触させる工程と、 （ｃ）発光を検出する工程であって、発光の検出が、該コンジュゲートの該第３
    の一本鎖核酸が該サンプル中の該第１の一本鎖核酸に結合したことを示す工程 とを含む方法。
  56. 【請求項５６】 サンプル中の核酸を検出する方法であって、 （ａ）核酸捕捉プローブ（ここで、該核酸捕捉プローブは該サンプル中の該核酸
    に結合する配列を含む）を固相支持体に結合させる工程と、 （ｂ）結合した核酸捕捉プローブと該サンプルとを接触させることによって、該
    核酸を該固相支持体上に固定化する工程と、 （ｃ）該固定化した核酸と請求項２３記載のコンジュゲート（ここで、該コンジ
    ュゲートの生体分子は該核酸に特異的に結合する）とを接触させる工程と、 （ｄ）発光を検出する工程であって、発光の検出が該コンジュゲートが該サンプ
    ル中の該核酸に結合したことを示す工程 とを含む方法。
  57. 【請求項５７】 サンプル中の２つ以上の異なる分子および／または所定の
    分子の２つ以上の領域、のいずれかを同時検出する方法であって、 （ａ）該サンプルと請求項２０〜２８のいずれかに記載の２つ以上のコンジュゲ
    ート（ここで、該２つ以上のコンジュゲートのそれぞれが、異なるサイズおよび
    組成の量子ドットと、該サンプル中の異なる分子または所定の分子の異なる領域
    に特異的に結合する生体分子とを含む）とを接触させる工程と、 （ｂ）発光を検出する工程であって、所定の色の発光の検出が、該サンプル中の
    分子にコンジュゲートが結合したことを示す工程 とを含む方法。
  58. 【請求項５８】 前記サンプルが２つ以上の異なるタンパク質またはそのフ
    ラグメントを含む、請求項５７記載の方法。
  59. 【請求項５９】 前記サンプルが２つ以上の異なる核酸を含む、請求項５７
    記載の方法。
  60. 【請求項６０】 前記サンプルが少なくとも１つの核酸と少なくとも１つの
    タンパク質またはそのフラグメントとを含む、請求項５７記載の方法。
JP2000582598A 1998-09-24 1999-09-24 水溶性発光量子ドットおよびその生体分子コンジュゲート Expired - Fee Related JP4630459B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10174898P 1998-09-24 1998-09-24
US60/101,748 1998-09-24
US13198799P 1999-04-30 1999-04-30
US60/131,987 1999-04-30
PCT/US1999/021793 WO2000029617A2 (en) 1998-09-24 1999-09-24 Water-soluble luminescent quantum dots and bioconjugates thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002530630A true JP2002530630A (ja) 2002-09-17
JP4630459B2 JP4630459B2 (ja) 2011-02-09

Family

ID=26798586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000582598A Expired - Fee Related JP4630459B2 (ja) 1998-09-24 1999-09-24 水溶性発光量子ドットおよびその生体分子コンジュゲート

Country Status (8)

Country Link
US (2) US6468808B1 (ja)
EP (1) EP1115888B1 (ja)
JP (1) JP4630459B2 (ja)
AT (1) ATE389030T1 (ja)
AU (1) AU3468500A (ja)
CA (1) CA2345376C (ja)
DE (1) DE69938353T2 (ja)
WO (1) WO2000029617A2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004500109A (ja) * 2000-03-22 2004-01-08 クァンタム・ドット・コーポレイション ビーズベースの核酸アッセイにおける半導体ナノクリスタルの使用方法
JP2008540726A (ja) * 2005-05-04 2008-11-20 エージェンシー フォー サイエンス，テクノロジー アンド リサーチ ポリマーコーティング試薬を含む新規な水溶性ナノ結晶、およびその調製方法
WO2010007803A1 (ja) * 2008-07-17 2010-01-21 コニカミノルタエムジー株式会社 ナノ粒子標識薬、及び該ナノ粒子標識薬を用いたシステム
JP2011528624A (ja) * 2008-07-19 2011-11-24 ナノコ テクノロジーズ リミテッド 水性適合性ナノ粒子の生成方法

Families Citing this family (139)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6933331B2 (en) 1998-05-22 2005-08-23 Nanoproducts Corporation Nanotechnology for drug delivery, contrast agents and biomedical implants
US6576155B1 (en) * 1998-11-10 2003-06-10 Biocrystal, Ltd. Fluorescent ink compositions comprising functionalized fluorescent nanocrystals
CA2400379A1 (en) * 2000-02-16 2001-08-23 Quantum Dot Corporation Microarray methods utilizing semiconductor nanocrystals
WO2001068834A1 (fr) 2000-03-16 2001-09-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Detecteur de nucleotides, procede de production dudit detecteur, et procede de formation d'une membrane de particules fines
US6759235B2 (en) 2000-04-06 2004-07-06 Quantum Dot Corporation Two-dimensional spectral imaging system
TWI294636B (en) 2000-08-22 2008-03-11 Harvard College Doped elongated semiconductor articles, growing such articles, devices including such articles and fabricating such devices
US6649138B2 (en) * 2000-10-13 2003-11-18 Quantum Dot Corporation Surface-modified semiconductive and metallic nanoparticles having enhanced dispersibility in aqueous media
US6565770B1 (en) 2000-11-17 2003-05-20 Flex Products, Inc. Color-shifting pigments and foils with luminescent coatings
US6572784B1 (en) 2000-11-17 2003-06-03 Flex Products, Inc. Luminescent pigments and foils with color-shifting properties
AU2002229046B2 (en) 2000-12-11 2006-05-18 President And Fellows Of Harvard College Nanosensors
US20060248982A1 (en) * 2001-02-20 2006-11-09 Nanoproducts Corp. Nanomaterials manufacturing methods and products thereof
ES2340251T3 (es) * 2001-03-09 2010-06-01 L'universite De Reims Champagne-Ardenne Nanocristales solubles en agua no isotopicos ultrasensibles.
US20030013109A1 (en) * 2001-06-21 2003-01-16 Ballinger Clinton T. Hairpin sensors using quenchable fluorescing agents
US6819845B2 (en) 2001-08-02 2004-11-16 Ultradots, Inc. Optical devices with engineered nonlinear nanocomposite materials
US6794265B2 (en) 2001-08-02 2004-09-21 Ultradots, Inc. Methods of forming quantum dots of Group IV semiconductor materials
US6710366B1 (en) 2001-08-02 2004-03-23 Ultradots, Inc. Nanocomposite materials with engineered properties
WO2003025540A2 (en) * 2001-09-18 2003-03-27 U.S. Genomics, Inc. Differential tagging of polymers for high resolution linear analysis
AU2002362873A1 (en) * 2001-10-15 2003-04-28 Mount Sinai School Of Medicine Of New York University Highly sensitive methods for protein detection in proteomics
GB2381530A (en) * 2001-11-01 2003-05-07 Oxonica Ltd Water-soluble particles of luminescent materials and their use in Biotagging
DE10153829A1 (de) 2001-11-05 2003-05-28 Bayer Ag Assay basierend auf dotierten Nanoteilchen
CA2466821A1 (en) 2001-11-21 2003-06-05 Applera Corporation Digital assay
JP3897285B2 (ja) * 2002-02-05 2007-03-22 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会社 生体高分子検出用試薬及び生体高分子検出方法
US20030215864A1 (en) * 2002-04-23 2003-11-20 U.S. Genomics, Inc. Compositions and methods related to two-arm nucleic acid probes
AU2003299478A1 (en) * 2002-05-07 2004-05-25 Regents Of The University Of California Bioactivation of particles
EP2674745B1 (en) 2002-05-17 2016-04-13 Life Technologies Corporation Instrument for detecting and measuring fluorescence
JP2005526253A (ja) 2002-05-17 2005-09-02 アプレラ コーポレイション 励起波長による複数の蛍光シグナルを分化するための装置および方法
EP1546380A4 (en) * 2002-05-28 2007-02-14 Us Genomics Inc METHODS AND APPARATUSES FOR ANALYZING SIMPLE POLYMERS
EP1543155A4 (en) * 2002-07-17 2006-08-16 Us Genomics Inc METHODS AND COMPOSITIONS FOR ANALYZING POLYMERS USING CHIMERIC MARKERS
AU2003303090A1 (en) * 2002-08-16 2004-08-13 University Of Massachusetts Pyridine and related ligand compounds, functionalized nanoparticulate composites and methods of preparation
US7361821B2 (en) 2002-09-20 2008-04-22 Intel Corporation Controlled alignment of nanobarcodes encoding specific information for scanning probe microscopy (SPM) reading
JP4520857B2 (ja) 2002-09-20 2010-08-11 インテル・コーポレーション 走査型プローブ顕微鏡検査（ｓｐｍ）読取用の特定の情報をエンコードするナノバーコードの制御された整列
US7708974B2 (en) 2002-12-10 2010-05-04 Ppg Industries Ohio, Inc. Tungsten comprising nanomaterials and related nanotechnology
US20050129580A1 (en) * 2003-02-26 2005-06-16 Swinehart Philip R. Microfluidic chemical reactor for the manufacture of chemically-produced nanoparticles
EP1664772A4 (en) * 2003-08-04 2007-01-03 Univ Emory POROUS MATERIALS ENCLOSED WITH NANO-SPECIES
JP4418220B2 (ja) * 2003-09-09 2010-02-17 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会社 耐久性に優れたナノ粒子及びその製造方法
US20050074779A1 (en) * 2003-10-02 2005-04-07 Tuan Vo-Dinh SERS molecular probe for diagnostics and therapy
AU2003285133A1 (en) * 2003-11-05 2005-06-24 The Government Of The United States Of America As Represented By The Secretary Of Health And Human Services Biofunctionalized quantum dots for biological imaging
WO2005046722A2 (en) * 2003-11-05 2005-05-26 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Services Carbohydrate antigen-nanoparticle conjugates and uses thereof as antimetastatic agents in treating cancer
US20050123974A1 (en) * 2003-11-17 2005-06-09 U.S. Genomics, Inc. Methods and compositions relating to single reactive center reagents
US7381529B2 (en) * 2003-12-31 2008-06-03 Intel Corporation Methods and compositions for detecting nucleic acids using scanning probe microscopy and nanocodes
WO2005071412A2 (en) * 2004-01-09 2005-08-04 Applera Corporation Phosphor particle coded beads
US7374807B2 (en) * 2004-01-15 2008-05-20 Nanosys, Inc. Nanocrystal doped matrixes
US7645397B2 (en) * 2004-01-15 2010-01-12 Nanosys, Inc. Nanocrystal doped matrixes
FR2867180B1 (fr) 2004-03-02 2006-06-16 Univ Claude Bernard Lyon Nanoparticules hybrides comprenant un coeur de ln203 porteuses de ligands biologiques et leur procede de preparation
US20080032420A1 (en) * 2004-03-30 2008-02-07 Lambert James L Surface Enhanced Raman Scattering and Multiplexed Diagnostic Assays
WO2006071247A2 (en) * 2004-03-30 2006-07-06 California Institute Of Technology Diagnostic assays including multiplexed lateral flow immunoassays with quantum dots
EP2325642A1 (en) 2004-04-20 2011-05-25 Emory University Use of multimodality nanostructures to detect target substances
US7151047B2 (en) * 2004-04-28 2006-12-19 Warren Chan Stable, water-soluble quantum dot, method of preparation and conjugates thereof
US7405037B2 (en) * 2004-05-07 2008-07-29 Lonza Walkersville, Inc. Methods and tools for detecting collagen degradation
WO2006083269A2 (en) * 2004-05-14 2006-08-10 Florida Atlantic University Luminescent nanosensors
US7335345B2 (en) * 2004-05-24 2008-02-26 Drexel University Synthesis of water soluble nanocrystalline quantum dots and uses thereof
EP1607737A1 (de) * 2004-06-17 2005-12-21 Patrick Hunziker Gerät und Methode zur Detektion und Messung von Nukleinsäuresträngen in Lösung
CN100395306C (zh) * 2004-06-22 2008-06-18 武汉大学 一种油溶性量子点水溶性化的方法
US7943396B2 (en) * 2004-06-22 2011-05-17 The Regents Of The University Of California Peptide-coated nanoparticles with graded shell compositions
US7405002B2 (en) * 2004-08-04 2008-07-29 Agency For Science, Technology And Research Coated water-soluble nanoparticles comprising semiconductor core and silica coating
US7534489B2 (en) * 2004-09-24 2009-05-19 Agency For Science, Technology And Research Coated composites of magnetic material and quantum dots
WO2006037226A1 (en) * 2004-10-05 2006-04-13 Mcgill University Use of quantum dots for biological labels and sensors
EP1831973A2 (en) 2004-12-06 2007-09-12 The President and Fellows of Harvard College Nanoscale wire-based data storage
US20080135490A1 (en) * 2005-01-07 2008-06-12 Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Quantum dot biolabeling and immunomagnetic separation for detection of contaminants
US20060217893A1 (en) * 2005-01-07 2006-09-28 Yanbin Li Method for detecting an unknown contaminant concentration in a substance
US7699979B2 (en) * 2005-01-07 2010-04-20 Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Separation system and efficient capture of contaminants using magnetic nanoparticles
US20110129944A1 (en) * 2005-01-17 2011-06-02 Agency For Science, Technology And Research Water-soluble nanocrystals and methods of preparing them
US20070015176A1 (en) * 2005-02-18 2007-01-18 Applera Corporation Small nucleic acid detection probes and uses thereof
WO2006118543A1 (en) * 2005-05-04 2006-11-09 Agency For Science, Technology And Research Novel water-soluble nanocrystals comprising a low molecular weight coating reagent, and methods of preparing the same
US20100227382A1 (en) 2005-05-25 2010-09-09 President And Fellows Of Harvard College Nanoscale sensors
US8845927B2 (en) * 2006-06-02 2014-09-30 Qd Vision, Inc. Functionalized nanoparticles and method
US9297092B2 (en) 2005-06-05 2016-03-29 Qd Vision, Inc. Compositions, optical component, system including an optical component, devices, and other products
WO2006132659A2 (en) 2005-06-06 2006-12-14 President And Fellows Of Harvard College Nanowire heterostructures
US20070072309A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 General Electric Company Analytical compositions including nanometer-sized transducers, methods to make thereof, and devices therefrom
US20070082411A1 (en) * 2005-10-07 2007-04-12 Muys James J Detection and identification of biological materials using functionalized quantum dots
WO2007049264A2 (en) * 2005-10-27 2007-05-03 The Provost, Fellows And Scholars Of The College Of The Holy And Undivided Trinity Of Queen Elizabeth Near Dublin Assays using nanoparticles
EP1945736A4 (en) * 2005-10-27 2010-08-25 Univ Clemson FLUORESCENT CARBONNANE PARTICLES
US20090197291A1 (en) * 2005-10-27 2009-08-06 Yuri Volkov Assays Using Nanoparticles
US20080305047A1 (en) * 2005-12-19 2008-12-11 Raymo Francisco M Chemosensors Based on Quantum Dots and Oxazine Compounds
JP2009527437A (ja) * 2006-01-20 2009-07-30 エージェンシー フォー サイエンス， テクノロジー アンド リサーチ 水性または水溶性溶媒中での合金ナノ結晶の合成
US20100255462A1 (en) * 2006-01-27 2010-10-07 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Fluorescent marker for living organism and fluorescent marking method for the same
CA2571904A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-15 Fio Corporation System and method of detecting pathogens
US8849087B2 (en) 2006-03-07 2014-09-30 Qd Vision, Inc. Compositions, optical component, system including an optical component, devices, and other products
US7858386B2 (en) * 2006-03-07 2010-12-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of controlling quantum dot photoluminescence and other intrinsic properties through biological specificity
AU2007233270B2 (en) * 2006-04-04 2013-06-20 Fluidigm Corporation Cooperative probes and methods of using them
US20070269852A1 (en) * 2006-05-18 2007-11-22 James Johan Muys Method and apparatus for detecting airborne pathogens using quantum dots
US9212056B2 (en) 2006-06-02 2015-12-15 Qd Vision, Inc. Nanoparticle including multi-functional ligand and method
WO2008008349A2 (en) * 2006-07-11 2008-01-17 Drexel University Methods of quantitatively assessing inflammation with biosensing nanoparticles
US20100120016A1 (en) * 2006-09-01 2010-05-13 Yanbin Li Methods and systems for detection of contaminants
WO2008033303A2 (en) 2006-09-11 2008-03-20 President And Fellows Of Harvard College Branched nanoscale wires
JP5024291B2 (ja) * 2006-09-15 2012-09-12 コニカミノルタエムジー株式会社 蛍光半導体微粒子、その製造方法、それを用いた生体物質蛍光標識剤及びそれを用いたバイオイメージング法
US7695929B2 (en) * 2006-11-01 2010-04-13 Ventana Medical Systems, Inc. Haptens, hapten conjugates, compositions thereof and method for their preparation and use
WO2008127314A1 (en) 2006-11-22 2008-10-23 President And Fellows Of Harvard College High-sensitivity nanoscale wire sensors
US9938641B2 (en) 2006-12-18 2018-04-10 Fluidigm Corporation Selection of aptamers based on geometry
CA2580589C (en) 2006-12-19 2016-08-09 Fio Corporation Microfluidic detection system
WO2008119184A1 (en) 2007-04-02 2008-10-09 Fio Corporation System and method of deconvolving multiplexed fluorescence spectral signals generated by quantum dot optical coding technology
WO2008124525A1 (en) * 2007-04-03 2008-10-16 Vanderbilt University Nanoparticles with molecular recognition elements
WO2008133945A1 (en) * 2007-04-25 2008-11-06 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Low level fluorescence detection at the light microscopic level
KR100853086B1 (ko) * 2007-04-25 2008-08-19 삼성전자주식회사 나노결정-금속산화물 복합체 및 그의 제조방법
US7682789B2 (en) * 2007-05-04 2010-03-23 Ventana Medical Systems, Inc. Method for quantifying biomolecules conjugated to a nanoparticle
US7985557B2 (en) 2007-05-23 2011-07-26 Ventana Medical Systems, Inc. Polymeric carriers for immunohistochemistry and in situ hybridization
US20080317768A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-25 Boeing Company Bioconjugated nanoparticles
EP2162486A4 (en) 2007-06-22 2014-03-12 Fio Corp SYSTEMS AND METHODS FOR MANUFACTURING DOPED POLYMER BY QUANTUM POINTS
JP5507454B2 (ja) 2007-07-09 2014-05-28 フィオ コーポレイション 試験サンプル中の標的分子の蛍光検出の向上のためのシステムおよび方法
US20110189702A1 (en) * 2007-07-11 2011-08-04 Ya-Ping Sun Photoluminescent materials for multiphoton imaging
BRPI0814205A2 (pt) * 2007-07-23 2015-01-27 Fio Corp Método e sistema de coleta, armazenamento, análise e permissão de acesso a dados coletados e analisados associados a indivíduos de testes biológicos e ambientais
JP5628037B2 (ja) 2007-10-12 2014-11-19 フィオ コーポレイション 濃縮されたミクロビーズを形成するためのフローフォーカシング方法及びシステム、並びにそのシステムに形成されたミクロビーズ
US20100069550A1 (en) * 2008-03-17 2010-03-18 Washington, University Of Nanoparticle assemblies and methods for their preparation
WO2009123767A1 (en) 2008-04-04 2009-10-08 Life Technologies Corporation Scanning system and method for imaging and sequencing
ES2557594T3 (es) 2008-06-05 2016-01-27 Ventana Medical Systems, Inc. Método para el procesamiento histoquímico y el uso de una composición para el procesamiento histoquímico
US8063131B2 (en) * 2008-06-18 2011-11-22 University Of Washington Nanoparticle-amphipol complexes for nucleic acid intracellular delivery and imaging
EP2321810A4 (en) 2008-06-25 2014-09-17 Fio Corp BIOLOGICAL THREAT WARNING SYSTEM
WO2010022519A1 (en) 2008-08-29 2010-03-04 Fio Corporation A single-use handheld diagnostic test device, and an associated system and method for testing biological and environmental test samples
US20100261212A1 (en) * 2009-01-09 2010-10-14 Chinmay Prakash Soman Kinetics of molecular recognition mediated nanoparticle self-assembly
US9805165B2 (en) 2009-01-13 2017-10-31 Fio Corporation Handheld diagnostic test device and method for use with an electronic device and a test cartridge in a rapid diagnostic test
WO2010085658A1 (en) 2009-01-23 2010-07-29 Drexel University Apparatus and methods for detecting inflammation using quantum dots
CN104387772B (zh) 2009-05-01 2017-07-11 纳米***公司 用于纳米结构体分散的官能化基质
US9297796B2 (en) 2009-09-24 2016-03-29 President And Fellows Of Harvard College Bent nanowires and related probing of species
WO2011090445A1 (en) * 2010-01-22 2011-07-28 Huseyin Avni Oktem Method for detection of non-labeled pcr products on sandwich hybridization based array platforms
USPP22463P3 (en) * 2010-02-16 2012-01-17 Menachem Bornstein Gypsophila plant named ‘Pearl Blossom’
WO2011113054A2 (en) 2010-03-12 2011-09-15 Aurasense Llc Crosslinked polynucleotide structure
WO2012021516A2 (en) 2010-08-09 2012-02-16 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Nanoparticle-oligonucletide hybrid structures and methods of use thereof
CN103384595B (zh) 2010-12-28 2016-08-10 生命科技公司 具有高消光系数的纳米晶体以及这种纳米晶体的制备和使用方法
US8679858B2 (en) * 2011-01-11 2014-03-25 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Lanthanide mass dots: nanoparticle isotope tags
US9448231B2 (en) 2011-02-28 2016-09-20 Ventana Medical Systems, Inc. Application of quantum dots for nuclear staining
US9024526B1 (en) 2012-06-11 2015-05-05 Imaging Systems Technology, Inc. Detector element with antenna
US9139770B2 (en) 2012-06-22 2015-09-22 Nanosys, Inc. Silicone ligands for stabilizing quantum dot films
TWI596188B (zh) 2012-07-02 2017-08-21 奈米系統股份有限公司 高度發光奈米結構及其製造方法
FR3003353B1 (fr) * 2013-03-14 2015-03-06 Horiba Abx Sas Nouvelle methode de dosage en flux d'un objet d'interet
CA2905890C (en) 2013-03-14 2022-02-08 Nanosys, Inc. Method for solventless quantum dot exchange
US11015115B2 (en) 2015-12-31 2021-05-25 3M Innovative Properties Company Curable quantum dot compositions and articles
CN108431172B (zh) 2015-12-31 2021-04-13 3M创新有限公司 包含具有量子点的颗粒的制品
FR3058141A1 (fr) * 2016-11-03 2018-05-04 Universite Paris-Sud Nouveaux conjugues comprenant des nanocristaux semi-conducteurs et leur methode de preparation
JP7301757B2 (ja) 2017-06-26 2023-07-03 バイスクルアールディー・リミテッド 検出可能部分を持つ二環式ペプチドリガンドおよびその使用
US20200291096A1 (en) 2017-08-14 2020-09-17 Bicyclerd Limited Bicyclic peptide ligand sting conjugates and uses thereof
WO2019034868A1 (en) 2017-08-14 2019-02-21 Bicyclerd Limited CONJUGATES PEPTIDE BICYCLIC-LIGAND PPR-A AND USES THEREOF
PL240252B1 (pl) * 2017-10-10 2022-03-07 Univ Jagiellonski Nanorozmiarowy czujnik jonów rtęci i sposób jego otrzymywania oraz sposób wykrywania jonów Hg2+
GB201721265D0 (en) 2017-12-19 2018-01-31 Bicyclerd Ltd Bicyclic peptide ligands specific for EphA2
TWI825046B (zh) 2017-12-19 2023-12-11 英商拜西可泰克斯有限公司 Epha2特用之雙環胜肽配位基
US11180531B2 (en) 2018-06-22 2021-11-23 Bicycletx Limited Bicyclic peptide ligands specific for Nectin-4
GB201810316D0 (en) 2018-06-22 2018-08-08 Bicyclerd Ltd Peptide ligands for binding to EphA2
WO2020165600A1 (en) 2019-02-14 2020-08-20 Bicycletx Limited Bicyclic peptide ligand sting conjugates and uses thereof
CN110441526A (zh) * 2019-07-10 2019-11-12 浙江理工大学 一种基于蛋白质芯片技术鉴别羊毛纺织品文物样的方法
TW202110485A (zh) 2019-07-30 2021-03-16 英商拜西可泰克斯有限公司 異質雙環肽複合物

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07502479A (ja) * 1991-11-22 1995-03-16 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 自己集合性単一層を使って固体無機表面に共有結合した半導体微少結晶
WO1998004740A1 (en) * 1996-07-29 1998-02-05 Nanosphere Llc Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
JPH10226779A (ja) * 1996-12-12 1998-08-25 Mitsui Chem Inc 半導体超微粒子反応試剤
JP2001520937A (ja) * 1997-10-28 2001-11-06 ザ・ユニヴァシティ・オブ・メルボルン 安定化粒子、その製造方法、およびその用途
JP2002525394A (ja) * 1998-09-18 2002-08-13 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 水溶性蛍光半導体ナノ結晶
JP2003524147A (ja) * 1998-09-18 2003-08-12 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 半導体ナノ結晶の生物学的用途

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3996345A (en) 1974-08-12 1976-12-07 Syva Company Fluorescence quenching with immunological pairs in immunoassays
US4637988A (en) 1981-07-01 1987-01-20 Eastman Kodak Company Fluorescent labels for immunoassay
US4777128A (en) 1986-05-27 1988-10-11 Ethigen Corporation Fluorescence immunoassay involving energy transfer between two fluorophores
WO1990015666A1 (en) 1989-06-16 1990-12-27 Omni Quest Corporation Coated magnetic particles for use in separations
US5441746A (en) 1989-12-22 1995-08-15 Molecular Bioquest, Inc. Electromagnetic wave absorbing, surface modified magnetic particles for use in medical applications, and their method of production
US5389377A (en) 1989-12-22 1995-02-14 Molecular Bioquest, Inc. Solid care therapeutic compositions and methods for making same
JPH05502944A (ja) 1989-12-22 1993-05-20 モレキュラ　バイオクエスト　インコーポレイテッド 分離に使用するための有機金属で被覆された粒子
JP2970967B2 (ja) 1991-11-20 1999-11-02 浜松ホトニクス株式会社 蛍光性プローブ試薬を用いた細胞内イオン濃度測定法
US5505928A (en) * 1991-11-22 1996-04-09 The Regents Of University Of California Preparation of III-V semiconductor nanocrystals
US5248772A (en) 1992-01-29 1993-09-28 Coulter Corporation Formation of colloidal metal dispersions using aminodextrans as reductants and protective agents
CA2137145A1 (en) 1992-06-08 1993-12-23 Mark S. Chagnon Preparation of controlled size inorganic particles for use in separations, as magnetic molecular switches, and as inorganic liposomes for medical applications
US5674698A (en) 1992-09-14 1997-10-07 Sri International Up-converting reporters for biological and other assays using laser excitation techniques
US5939021A (en) * 1997-01-23 1999-08-17 Hansen; W. Peter Homogeneous binding assay
US5990479A (en) * 1997-11-25 1999-11-23 Regents Of The University Of California Organo Luminescent semiconductor nanocrystal probes for biological applications and process for making and using such probes
GB9820271D0 (en) * 1998-09-17 1998-11-11 Simoco Int Ltd A method of and apparatus for monitoring the condition of batteries used by a mobile radio telecommunications fleet
GB2342651B (en) 1998-09-18 2001-10-17 Massachusetts Inst Technology Biological applications of semiconductor nanocrystals
US6426513B1 (en) 1998-09-18 2002-07-30 Massachusetts Institute Of Technology Water-soluble thiol-capped nanocrystals
US6251303B1 (en) 1998-09-18 2001-06-26 Massachusetts Institute Of Technology Water-soluble fluorescent nanocrystals
US6309701B1 (en) 1998-11-10 2001-10-30 Bio-Pixels Ltd. Fluorescent nanocrystal-labeled microspheres for fluorescence analyses
WO2000028598A1 (en) 1998-11-10 2000-05-18 Biocrystal Limited Methods for identification and verification
US6114038A (en) 1998-11-10 2000-09-05 Biocrystal Ltd. Functionalized nanocrystals and their use in detection systems

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07502479A (ja) * 1991-11-22 1995-03-16 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 自己集合性単一層を使って固体無機表面に共有結合した半導体微少結晶
WO1998004740A1 (en) * 1996-07-29 1998-02-05 Nanosphere Llc Nanoparticles having oligonucleotides attached thereto and uses therefor
JP2000516460A (ja) * 1996-07-29 2000-12-12 ナノスフェアー リミテッド ライアビリティ カンパニー オリゴヌクレオチドが付着したナノ粒子および該粒子の利用法
JPH10226779A (ja) * 1996-12-12 1998-08-25 Mitsui Chem Inc 半導体超微粒子反応試剤
JP2001520937A (ja) * 1997-10-28 2001-11-06 ザ・ユニヴァシティ・オブ・メルボルン 安定化粒子、その製造方法、およびその用途
JP2002525394A (ja) * 1998-09-18 2002-08-13 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 水溶性蛍光半導体ナノ結晶
JP2003524147A (ja) * 1998-09-18 2003-08-12 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 半導体ナノ結晶の生物学的用途

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004500109A (ja) * 2000-03-22 2004-01-08 クァンタム・ドット・コーポレイション ビーズベースの核酸アッセイにおける半導体ナノクリスタルの使用方法
JP2008540726A (ja) * 2005-05-04 2008-11-20 エージェンシー フォー サイエンス，テクノロジー アンド リサーチ ポリマーコーティング試薬を含む新規な水溶性ナノ結晶、およびその調製方法
JP4790797B2 (ja) * 2005-05-04 2011-10-12 エージェンシー フォー サイエンス，テクノロジー アンド リサーチ ポリマーコーティング試薬を含む新規な水溶性ナノ結晶、およびその調製方法
WO2010007803A1 (ja) * 2008-07-17 2010-01-21 コニカミノルタエムジー株式会社 ナノ粒子標識薬、及び該ナノ粒子標識薬を用いたシステム
JP5644498B2 (ja) * 2008-07-17 2014-12-24 コニカミノルタ株式会社 ナノ粒子標識薬、及び該ナノ粒子標識薬を用いたシステム
JP2011528624A (ja) * 2008-07-19 2011-11-24 ナノコ テクノロジーズ リミテッド 水性適合性ナノ粒子の生成方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1115888B1 (en) 2008-03-12
CA2345376C (en) 2010-03-16
US6468808B1 (en) 2002-10-22
AU3468500A (en) 2000-06-05
CA2345376A1 (en) 2000-05-25
WO2000029617A9 (en) 2001-01-04
DE69938353T2 (de) 2009-03-05
JP4630459B2 (ja) 2011-02-09
US20030008414A1 (en) 2003-01-09
WO2000029617A3 (en) 2000-11-09
US7192785B2 (en) 2007-03-20
ATE389030T1 (de) 2008-03-15
WO2000029617A2 (en) 2000-05-25
DE69938353D1 (de) 2008-04-24
EP1115888A2 (en) 2001-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4630459B2 (ja) 水溶性発光量子ドットおよびその生体分子コンジュゲート
JP4146239B2 (ja) オリゴヌクレオチド修飾粒子をベースとするバイオバーコード
US4898951A (en) Compounds used as intermediates in the preparations of non-radioactive biological probes
EP1266032B1 (en) Functionalized encapsulated fluorescent nanocrystals
EP1221052B1 (en) Conjugated polymer tag complexes
US20030148544A1 (en) Methods of preparing multicolor quantum dot tagged beads and conjugates thereof
JPH02135100A (ja) 特異的核酸配列の検出方法
JP2005519627A (ja) バイオコンジュゲート‐ナノ粒子プローブ
US20230193363A1 (en) METHOD TO GENERATE BIOCOMPATIBLE DENDRITIC POLYMERS FOR ANALYTE DETECTION WITH MULTIMODAL LABELING Ahttps://dav.uspto.gov/prex/index.html#domesticContinuityND SIGNAL AMPLIFICATION
US6326136B1 (en) Macromolecular conjugate made using unsaturated aldehydes
JP2613203B2 (ja) ポリヌクレオチド配列の検出のための溶液相単一交雑アツセイ
JP2000500018A (ja) 真核系サンプル中の特異的核酸配列を検出するためのｉｎ ｓｉｔｕハイブリダイゼーション
EP1735617B1 (en) A fluorescent polypeptide complex of 40 to 500 nm in size
JP3454847B2 (ja) ハイブリダイゼーション法
EP0155854B1 (en) Non-radioactive biological probes
US20020106674A1 (en) In situ assay of substance in biological sample using labeled probe
WO2009003951A1 (en) Nanoassembled complexes of nucleic acids, avidin and polymers, use and preparation thereof
JP2001514741A (ja) 緑色蛍光蛋白質およびその蛍光変異体による標的の検出
AU642854B2 (en) Macromolecular conjugate

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060913

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090512

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090812

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090915

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100706

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101006

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101102

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101115

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees