JP2015513001A - 金ナノ複合体の安定したコロイド懸濁液およびその調合のための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
安定剤の必要無くそれらが作り出された液体中で安定であるので、それらに特有の特性の全てが利用可能である。
本発明に従って調合されたPEG化されたAuナノコロイドの全てのスペクトルは、コントロールサンプルのそれと殆ど同じである。それらのサンプルの全てのスペクトルにおいて、検出可能な赤方偏移または局在表面プラズモン共鳴の減少はない。520nmの周りの強度のいかなる損失の欠如と赤方偏移の欠如は、脱イオン化水中でのPEG化プロセスの間の本発明に従って調合されたコロイド状金の優れたコロイド安定性を明らかにする。
よって、或る実施形態だけが特定にここに記載されたが、発明の精神と範囲から逸脱することなく、それに数々の変更がなされても良いことが明白である。更に、略語は、単に明細書と請求項の読み易さを強化するために使われた。これらの略語は、使われた用語の一般性を減ずることを意図されておらず、それらはここに記載された実施形態への請求項の範囲を制約するものとして理解されるべきではない。
Claims (34)
- 電解質安定な金ナノ粒子を作成する方法であって、
a)電解質組成中の金ナノ粒子のコロイド母集団についての安定剤成分の安定化閾値量を決定するステップと、
b)前記電解質組成の不在の下にコロイド懸濁液中の金ナノ粒子の前記母集団に前記安定剤成分を接合するステップであって、前記安定剤成分が、前記安定化閾値量以上だが、前記ナノ粒子に接合された前記安定剤成分のフットプリント分析に基づいて決定された金ナノ粒子の前記母集団上での前記安定剤成分の100%単分子層被覆を提供するのに要求される量より少ない量で存在し、それにより電解質安定な金ナノ粒子の母集団を形成することと、
c)オプションで、少なくとも1つの官能性リガンドを電解質安定な金ナノ粒子の前記母集団に接合するステップと、
を含む方法。 - ステップa)が、前記安定剤成分の前記安定化閾値量を、
前記電解質組成の不在の下での、前記安定剤成分およびもしあれば前記官能性リガンドに接合された金ナノ粒子の前記コロイド母集団の局在表面プラズモン共鳴強度と比較して、25℃で2時間後の前記電解質組成中での、前記安定剤成分およびもしあれば前記官能性リガンドに接合された金ナノ粒子の前記コロイド母集団の局在表面プラズモン共鳴強度の40%より多くの減少、および
前記電解質組成の不在の下での、前記安定剤成分およびもしあれば前記官能性リガンドに接合された金ナノ粒子の前記コロイド母集団の局在表面プラズモン共鳴強度と比較して、25℃で2時間後の前記電解質組成中での、前記安定剤成分およびもしあれば前記官能性リガンドに接合された金ナノ粒子の前記コロイド母集団の6ナノメートルより多くの局在表面プラズモン共鳴強度の検出可能な赤方偏移、
を防止するのに必要な安定剤成分の量として決定することを含む、請求項1の方法。 - ステップa)が、前記安定剤成分の前記安定化閾値量を、
前記電解質組成の不在の下での、前記安定剤成分およびもしあれば前記官能性リガンドに接合された金ナノ粒子の前記コロイド母集団の局在表面プラズモン共鳴強度と比較して、25℃で2時間後の前記電解質組成中での、前記安定剤成分およびもしあれば前記官能性リガンドに接合された金ナノ粒子の前記コロイド母集団の局在表面プラズモン共鳴強度の30%より多くの減少、および
前記電解質組成の不在の下での、前記安定剤成分およびもしあれば前記官能性リガンドに接合された金ナノ粒子の前記コロイド母集団の局在表面プラズモン共鳴強度と比較して、25℃で2時間後の前記電解質組成中での、前記安定剤成分およびもしあれば前記官能性リガンドに接合された金ナノ粒子の前記コロイド母集団の3ナノメートルより多くの局在表面プラズモン共鳴強度の検出可能な赤方偏移、
を防止するのに必要な安定剤成分の量として決定することを含む、請求項2の方法。 - ステップa)が、前記安定剤成分として、非イオン性の親水性ポリマー、蛋白質、抗体、またはそれらの混合物の少なくとも1つを使うことを含む、請求項1の方法。
- ステップa)が、前記安定剤成分として、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸デシル、ポリスチレン、デンドリマー分子、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリ乳酸(PLA)、ポリ(ラクティック−コ−グリコ−ル酸)(PLGA)、ポリグリコール酸(PGA)、ポリヒドロキシ酪酸塩(PHB)、またはそれらの混合物からなるポリマーの少なくとも1つを使うことを含む、請求項4の方法。
- ステップa)が、前記安定剤成分として、200ダルトンから100,000,000ダルトンの範囲内の分子重量を有するモノ−、ホモ−、またはヘテロ−官能性チオレートポリエチレングリコール(PEG)からなるポリマーの少なくとも1つを使うことを含む、請求項5の方法。
- ステップa)が、金ナノ粒子の前記コロイド母集団として、コロイド懸濁液中のバルク金ソースに物理的エネルギーソースを印加することであって、前記物理的エネルギーソースは、機械的エネルギー、熱エネルギー、電場アーク放電エネルギー、磁場エネルギー、イオンビームエネルギー、電子ビームエネルギー、レーザーアブレーション、またはレーザービームエネルギーの少なくとも1つからなること、を含むトップダウン製作方法によって作り出された母集団を使うことを含む、請求項1の方法。
- まず前記バルク金ソースを、光電子ビーム蒸着、集束イオンビーム蒸着、またはナノ球体リトグラフィー蒸着によって、基板上の金ナノ粒子アレイとして製作し、次いで前記基板上の前記金ナノ粒子アレイを前記コロイド懸濁液中の前記バルク金ソースとして使うステップを更に含む、請求項7の方法。
- 前記コロイド懸濁液が、脱イオン化水、メタノール、エタノール、アセトン、または有機液体を含む、請求項7の方法。
- ステップa)が、金ナノ粒子の前記コロイド母集団として、前記ナノ粒子が1から200ナノメートルの範囲内の少なくとも1つの次元を有する母集団を使うことを含む、請求項1の方法。
- ステップa)が、金ナノ粒子の前記コロイド母集団として、前記ナノ粒子の形状が、球、棒、プリズム、ディスク、立方体、コアシェル構造、かご、フレーム、またはそれらの混合物の少なくとも1つを含む母集団を使うことを含む、請求項1の方法。
- 前記電解質組成が、リン酸緩衝食塩水(PBS)溶液、高性能毛管電気泳動の緩衝液、ヒドロキシエチルピペラジンエタンスルホン酸(HEPES)ナトリウム塩溶液、クエン酸塩−リン酸塩−ブドウ糖溶液、リン酸緩衝溶液、酢酸ナトリウム溶液、塩化ナトリウム溶液、ナトリウムDL−乳酸塩溶液、tris(ヒドロキシメチル)アミノメタンエチレンジアミン4酢酸(tris―EDTA)緩衝溶液、tris(ヒドロキシメチル)アミノメタン(Tris)緩衝食塩水、またはそれらの混合物を含む、請求項1の方法。
- ステップb)が、金ナノ粒子の前記母集団を前記懸濁液中の前記安定剤成分と混合し、それから前記混合物が少なくとも1時間の間25℃以下で乱されていないままであることを許容することによって、前記安定剤成分を、脱イオン化水、メタノール、エタノール、アセトン、または有機液体を含んだコロイド懸濁液中の金ナノ粒子の前記母集団に接合することを含む、請求項1の方法。
- ステップc)が、金ナノ粒子の前記母集団を前記懸濁液中の前記官能性リガンドと混合し、それから前記混合物が少なくとも1時間の間25℃以下で乱されていないままであることを許容することによって、前記官能性リガンドを、脱イオン化水、メタノール、エタノール、アセトン、または有機液体を含んだコロイド懸濁液中の金ナノ粒子の前記母集団に接合することを含む、請求項1の方法。
- ステップb)が、前記ナノ粒子に接合された前記安定剤成分の前記フットプリントを、前記安定剤成分の前記母集団への接合に引き続いて動的光散乱によって決定された通りの流体力学直径における増加を測定することによって、前記安定剤成分の接合に引き続いてコロイド懸濁液に添加された1%重量のNaClの存在および不在の下で520ナノメートルにおける吸光度を測定することによって、蛍光的にラベル付けされた安定剤成分の前記ナノ粒子への接合後の蛍光スペクトル分析によって、文献値を参照することによって、またはそれらの方法の混合によって、の少なくとも1つによって決定することを更に含む、請求項1の方法。
- ステップc)が、ポリマー、デオキシリボ核酸核酸配列、リボ核酸配列、アプタマー、アミノ酸配列、蛋白質、ペプチド、ペプチド−核酸、酵素、抗体、抗原、蛍光マーカー、医薬化合物、またはそれらの混合物の少なくとも1つを含む官能性リガンドを接合することを含む、請求項1の方法。
- 前記安定剤成分またはもしあれば前記官能性リガンドの少なくとも1つが、チオール基、アミン基、ホスフィン基、集積化分子、またはそれらの混合物の少なくとも1つによって、前記ナノ粒子に接合されている、請求項1の方法。
- 前記集積化分子が、抗体−抗原ペア、酵素−基板ペア、受容体−リガンドペア、ストレプトアビジン−ビオチンペア、1−エチル−3−[3−ジメチルアミノプロピル]カーボジイミド塩酸塩(EDC)とN−ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ−NHS)のペア、およびそれらの混合物からなるグループから選択されている、請求項17の方法。
- ステップb)またはステップc)の後に、電解質安定な金ナノ粒子をコロイド懸濁液から除去し、その粉末を作り出す更なるステップを更に含む、請求項1の方法。
- 安定剤成分に接合された金ナノ粒子の母集団であって、前記安定剤成分が、安定化閾値量以上だが、前記ナノ粒子に接合された前記安定剤成分のフットプリント分析に基づいて決定された金ナノ粒子の前記母集団上での前記安定剤成分の100%単分子層被覆を提供するのに要求される量より少ない量で存在し、前記安定剤成分に接合された前記ナノ粒子が、安定化閾値を越えた電解質溶液中での凝集について安定しているものと、
前記金ナノ粒子で、オプションで、少なくとも1つの官能性リガンドに追加的に接合されたものと、
を含む電解質安定な金ナノ粒子。 - 前記安定化閾値量が、
前記電解質組成の不在の下での、前記安定剤成分およびもしあれば前記少なくとも1つの官能性リガンドに接合された前記金ナノ粒子のコロイド懸濁液の局在表面プラズモン共鳴強度と比較して、25℃で2時間後の電解質組成中での、前記安定剤成分およびもしあれば前記少なくとも1つの官能性リガンドに接合された前記金ナノ粒子のコロイド懸濁液の局在表面プラズモン共鳴強度の40%より多くの減少、および
前記電解質組成中の25℃で2時間後の金ナノ粒子の前記コロイド懸濁液の6ナノメートルより多くの局在表面プラズモン共鳴強度の検出可能な赤方偏移、
を防止するのに必要な前記安定剤成分の量を含む、請求項20記載の電解質安定な金ナノ粒子。 - 前記安定化閾値量が、
前記電解質組成の不在の下での、前記安定剤成分およびもしあれば前記少なくとも1つの官能性リガンドに接合された前記金ナノ粒子のコロイド懸濁液の局在表面プラズモン共鳴強度と比較して、25℃で2時間後の電解質組成中での、前記安定剤成分およびもしあれば前記少なくとも1つの官能性リガンドに接合された前記金ナノ粒子のコロイド懸濁液の局在表面プラズモン共鳴強度の30%より多くの減少、および
前記電解質組成中の25℃で2時間後の金ナノ粒子の前記コロイド懸濁液の3ナノメートルより多くの局在表面プラズモン共鳴強度の検出可能な赤方偏移、
を防止するのに必要な前記安定剤成分の量を含む、請求項21記載の電解質安定な金ナノ粒子。 - 前記安定剤成分が、非イオン性の親水性ポリマー、蛋白質、抗体、またはそれらの混合物の少なくとも1つを含む、請求項20の電解質安定な金ナノ粒子。
- 前記安定剤成分が、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸デシル、ポリスチレン、デンドリマー分子、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリ乳酸(PLA)、ポリ(ラクティック−コ−グリコ−ル酸)(PLGA)、ポリグリコール酸(PGA)、ポリヒドロキシ酪酸塩(PHB)、またはそれらの混合物からなるポリマーの少なくとも1つを含む、請求項23の電解質安定な金ナノ粒子。
- 前記安定剤成分が、200ダルトンから100,000,000ダルトンの範囲内の分子重量を有するモノ−、ホモ−、またはヘテロ−官能性チオレートポリエチレングリコール(PEG)からなるポリマーの少なくとも1つを含む、請求項24の電解質安定な金ナノ粒子。
- 金ナノ粒子の前記母集団が、コロイド懸濁液中のバルク金ソースに物理的エネルギーソースを印加することであって、前記物理的エネルギーソースは、機械的エネルギー、熱エネルギー、電場アーク放電エネルギー、磁場エネルギー、イオンビームエネルギー、電子ビームエネルギー、レーザーアブレーション、またはレーザービームエネルギーの少なくとも1つからなること、を含むトップダウン製作方法によって作り出された、請求項20の電解質安定な金ナノ粒子。
- まず前記バルク金ソースを、光電子ビーム蒸着、集束イオンビーム蒸着、またはナノ球体リトグラフィー蒸着によって、基板上の金ナノ粒子アレイとして製作し、次いで前記基板上の前記金ナノ粒子アレイを前記コロイド懸濁液中の前記バルク金ソースとして使うステップを更に含む、請求項26の電解質安定な金ナノ粒子。
- 前記ナノ粒子が、1から200ナノメートルの範囲内の少なくとも1つの次元を有する、請求項20の電解質安定な金ナノ粒子。
- 前記ナノ粒子の形状が、球、棒、プリズム、ディスク、立方体、コアシェル構造、かご、フレーム、またはそれらの混合物の少なくとも1つを含む、請求項20の電解質安定な金ナノ粒子。
- 前記ナノ粒子が、リン酸緩衝食塩水(PBS)溶液、高性能毛管電気泳動の緩衝液、ヒドロキシエチルピペラジンエタンスルホン酸(HEPES)ナトリウム塩溶液、クエン酸塩−リン酸塩−ブドウ糖溶液、リン酸緩衝溶液、酢酸ナトリウム溶液、塩化ナトリウム溶液、ナトリウムDL−乳酸塩溶液、tris(ヒドロキシメチル)アミノメタンエチレンジアミン4酢酸(tris―EDTA)緩衝溶液、tris(ヒドロキシメチル)アミノメタン(Tris)緩衝食塩水、またはそれらの混合物の少なくとも1つを含む電解質組成中で、閾値を越えた凝集について安定している、請求項20の電解質安定な金ナノ粒子。
- 前記官能性リガンドが、ポリマー、デオキシリボ核酸核酸配列、リボ核酸配列、アプタマー、アミノ酸配列、蛋白質、ペプチド、ペプチド−核酸、酵素、抗体、抗原、蛍光マーカー、医薬化合物、またはそれらの混合物の少なくとも1つを含む、請求項20の電解質安定な金ナノ粒子。
- 前記安定剤成分またはもしあれば前記官能性リガンドの少なくとも1つが、チオール基、アミン基、ホスフィン基、集積化分子、またはそれらの混合物の少なくとも1つによって、前記ナノ粒子に接合されている、請求項20の電解質安定な金ナノ粒子。
- 前記集積化分子が、抗体−抗原ペア、酵素−基板ペア、受容体−リガンドペア、ストレプトアビジン−ビオチンペア、1−エチル−3−[3−ジメチルアミノプロピル]カーボジイミド塩酸塩(EDC)とN−ヒドロキシスルホスクシンイミド(スルホ−NHS)のペア、およびそれらの混合物からなるグループから選択されている、請求項32の電解質安定な金ナノ粒子。
- 前記ナノ粒子が粉末である、請求項20の電解質安定な金ナノ粒子。
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