生物探针、制备该生物探针的方法以及使用该生物探针的分析仪器和方法技术

本发明专利技术涉及一种包括基片和附着到基片表面上的无机纳米微粒的生物探针、制备该生物探针的方法以及使用该生物探针的分析仪器和方法。在根据本发明专利技术的生物探针中，引入到基片上的无机纳米微粒被用作连接体，例如抗体的靶特异性物质可结合到其上，并且它们也提高了基片的表面积，从而提高了要探测的靶物质能够与基片接触的表面积。在这方面，所述生物探针能够有效地用于探测、定量或分析多种生物分子或其他化学物质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
概括来说，本专利技术涉及一种生物探针、制备该生物探针的方法以及使用该生物探 针的分析仪器和方法。
技术介绍
纳米技术(NT)能够在原子或分子尺度处理和控制物质，适于制备新物质或制造 新器件，且在这方面能被用于例如电子、材料、通信、机械、医药、农业、能源和环境等不同领 域。目前NT在许多方面得到开发并且可粗略地分为三个领域第一个领域涉及由纳 米材料合成具有微尺度的新物质和材料的技术；第二个领域涉及通过纳米尺寸材料的结合 或排列而制备具有特殊功能的纳米器件的技术；以及第三个领域涉及将NT应用于生物技 术领域的纳米生物技术。在纳米生物技术中，由于纳米微粒在纳米尺度的独特特性以及它们通过使用各种 有机/无机化合物而容易被功能化的能力，所以它们被广泛用于与多种疾病相关的生物分 子的探测、定量和分离。例如，韩国专利公开第2008-11856号公开了一种方法，该方法通过使用能够特异 性结合在多种生物分子上的单链核酸和能够与该单链核酸形成复合物的金纳米微粒来分 析靶物质。当金纳米微粒很好地分散在水相介质中时，其为红色，但是当它变成微粒聚集体 时，它的颜色变为紫色。在该公开的技术中，用前述原理将单链核酸加到金纳米微粒的表面 而引起生物分子反应，从而导致金纳米微粒的团聚，由此通过观察溶液颜色的变化而能够 实现分析。另外，韩国专利公开第2008-60841号公开了一种技术，在该技术中，原位制备了 具有分散和结合金纳米微粒的基片，所述金纳米微粒在基片上为三维分布，因而通过该三 维分布可以实现生物分子，特别是蛋白质的致密化和固定。然而，在该技术中，由于金纳米微粒在高聚物介质中以分散状态存在，所以不能固 定例如抗体的靶特异性物质，因此限制了可被探测的靶物质的类型。
技术实现思路
技术问题设计本专利技术是为了提供一种生物探针、制备该生物探针的方法以及使用该生物探 针的分析仪器和方法，该生物探针能够精确地探测、定量和分离多种靶物质，例如，甚至是 少量的具有非常小尺寸的靶物质。技术方案为实现上述目标，提供了一种生物探针，其包括基片和附着在该基片表面上的无 机纳米微粒。为实现上述目标，还提供了一种制备生物探针的方法。该方法包括以下步骤第一 步，通过使基片与含官能团的化合物接触而将官能团引入到基片上；第二步，通过使引入官 能团的基片与无机纳米微粒接触而将无机纳米微粒结合到基片上。为实现上述目标，还提供了一种分析仪器，其包括本专利技术的生物探针以及能够探 测到由该生物探针发出的信号的测量设备。为实现上述目标，还提供了一种分析方法，该方法包括(1)第一步，使根据本专利技术 的生物探针与分析目标样品接触和(2)第二步，探测由已经经过步骤(1)的生物探针发出 的信号。有益效果在根据本专利技术的生物探针中，引入基片的无机纳米微粒用作可与例如抗体的靶特 异性物质结合的连接体，并且它们也提高了基片的表面积，从而提高了要探测的靶物质能 够与基片接触的表面积。在这方面，所述生物探针能够有效地用于探测、定量或分析多种生 物分子或其他化学物质。附图说明图1为显示根据本专利技术的一个实施方式制备生物探针的方法的图，其中，所述生 物探针上结合了组织特异性结合成分；图2为根据本专利技术的一个实施方式合成的金纳米微粒的透射电子显微镜(TEM)照 片；图3为根据本专利技术的一个实施方式制备的结合了金纳米微粒的基片的FT-IR光 谱；图4为根据本专利技术的一个实施方式的胺化了的基片和结合了金纳米微粒的基片 的紫外-可见光吸收光谱；图5显示了根据本专利技术的一个实施方式通过使用暗场显微镜获得的金纳米微粒 的光散射图像；图6A至6D为根据本专利技术的一个实施方式制备的生物探针的AFM分析结果；以及图7A至7C和图8为根据本专利技术的一个实施方式制备的生物探针的癌细胞可探测 率分析结果。具体实施例方式本专利技术涉及一种包括基片和附着在该基片表面上的无机纳米微粒的生物探针。在下文中，将详细描述根据本专利技术的生物探针。根据本专利技术的生物探针包含附着在预定的基片上的无机纳米微粒。在根据本专利技术 的生物探针中，所述无机纳米微粒用作能够结合如抗体的靶特异性物质的连接体，并且它 们也增加了基片的粗糙度，从而增加了整个表面积。因此，例如，当将靶特异性物质结合到 根据本专利技术的生物探针上以用于各种生物检测时，则能从包含非常少量的靶物质的样品中 精确探测和分离出非常小尺寸的靶物质(生物分子、细胞或其他化学物质)。只要基片能在本领域中常规使用，对本专利技术能够使用的基片的类型不特别限定， 例如，可以单独或以两种或更多种的混合物的形式使用以下物质玻璃、硅基片、石英、金属、高聚物膜(例如环烯烃聚合物、聚((甲基)丙烯酸烷基酯)、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、 聚酯、聚氨基酸、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸等)。在本专利技术中，更优选地，可以使用玻璃基片、硅 基片、或者在其上进行硅化处理的上述基片(例如硅化处理的玻片)作为基片，但不限于 此。根据本专利技术的生物探针包括与上述基片结合的无机纳米微粒。所述无机纳米微粒 可被用作连接体，用于向基片引入各种靶特异性物质(例如抗体)，并且它们也可以提高基 片的表面粗糙度。因此，根据本专利技术的附着有无机纳米微粒的生物探针的平均粗糙度优选 为IOnm Ιμπι。这里使用的术语“平均粗糙度”是指从生物探针的截面轮廓的中线至截面 轮廓的顶部的平均高度，而且平均粗糙度可通过使用扫描探针显微镜(SPM)(如原子力显 微镜(AFM))来测量。在本专利技术中，如果平均粗糙度小于lOnm，则会减弱增加基片的表面积 的效应，从而降低探测生物分子或其他化学物质的能力。平均粗糙度超过1 μ m则可能妨碍 包含生物分子或探测物质的试样的流动，从而降低探测效率。在根据本专利技术的生物探针中，优选无机纳米微粒的数目为每单位面积(ym2)的基 片有10 50个。如果每单位面积的无机纳米微粒的数目少于10个，则会降低能够结合到 无机纳米微粒上的靶特异性物质的数目，从而降低探测效率。如果该数目超过50个，则由 于如表面积降低等原因可能劣化生物探针的性能。这里使用的术语“无机纳米微粒”是指具有纳米尺度且其全部或主要组分由无机 物构成的微粒。只要该无机纳米微粒能够以暴露状态结合到基片表面上且能够提供能够结 合靶特异性物质的位点，则对其具体的类型不做特别的限定。在本专利技术中，例如，金属纳米 微粒或磁性纳米微粒可用作无机纳米微粒。所述金属纳米微粒的类型可以是金(Au)纳米 微粒、钼(Pt)纳米微粒、银(Ag)纳米微粒或铜(Cu)纳米微粒，所述磁性纳米微粒可以是金 属材料、磁性材料或磁性合金。所述金属材料的实例可以与金属纳米微粒的类型相同，所述 磁性材料的实例可以为选自Co、Mn、Fe、Ni、Gd、Mo、MM2O4和MxMy (M和M各自独立地指Co、 Fe、Ni、Mn、Zn、Gd或Cr，且χ和y分别满足“O < χ彡3”和“O < y彡5”)中的一种或多 种，磁性合金的实例可以为选自CoCu、CoPt, FePt, CoSm, NiFe和NiFeCo中的一种或多种， 而并不限于此。在本专利技术中，无机纳米微粒的平均直径为Inm lOOnm，优选为Inm 50nm，且更 优选为Inm 20nm。如果平均直径小于lnm，则靶特异性物质的结合效率或表面积的增大 可能降低。如果平均直径超过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物探针，其包括：基片；以及附着到所述基片表面的无机纳米微粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：咸承柱，徐振锡，许鏞敏，梁在文，林恩庆，姜允雅，
申请(专利权)人：延世大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]