DE60301283T2

DE60301283T2 - Verfahren zur Bestimmung von Biopolymeren

Info

Publication number: DE60301283T2
Application number: DE60301283T
Authority: DE
Inventors: Keiichi Sato; Susumu Suita-shi Kuwabata
Original assignee: Hitachi Software Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Software Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2023-01-24
Also published as: DE60301283D1; US20030148361A1; EP1333280A1; US20100004138A1; EP1333280B1; US20070059734A1; JP3897285B2; JP2003227834A

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweisen von Biopolymer, bei dem eine Modifikation einer Probe nicht erforderlich ist.
Hintergrund der Erfindung
Beim Nachweis von Biopolymeren wird auf der Seite der Probe eine optische, elektrische oder magnetische Modifikation durchgeführt, und der Nachweis wird durch Nachweisen von Signalen, die dadurch erhalten werden, geführt. Beispiele eines Verfahrens, das eine optische Modifikation verwendet, schließen ein Verfahren ein, das ein fluoreszierendes Reagenz, normalerweise dargestellt durch den Farbstoff Cy^TM, kommerziell verfügbar von Amersham Pharmacia Biotech, verwendet, und ein Verfahren, das Radioisotope (RI) verwendet, bei dem ein radioaktives Reagenz verwendet wird. Weiterhin schließen Beispiele eines Verfahrens, das eine elektrische Modifikation verwendet, ein elektrochemisches Nachweisverfahren ein, das ein Reagenz als ein interkalierendes Mittel, das spezifisch an doppelsträngige DNA bindet, verwendet, oder die Verwendung eines Oxidations-Reduktions-Zyklus, bei dem ein Ruthenium-Komplex verwendet wird oder derartiges. Weiterhin schließen Beispiele eines Verfahrens, bei dem keine Modifikation vorgenommen wird, ein Verfahren ein, bei dem die Oberflächen-Plasmonresonanz verwendet wird. Allerdings bleiben bei diesen Verfahren Probleme bezüglich der Zuverlässigkeit und der Kosten einer Analyse und derartigem bestehen. Andererseits liegt auch ein Bericht vor, wonach eine Herstellung von Ketten aus CdS-Nanopartikeln erreicht wurde, indem CdS-Nanopartikel entlang eines DNA-Doppelstrangs als Matrize elektrostatisch immobilisiert wurden (J. Phys. Chem. B, Vol. 103, No. 42, 1999).
B. Sun et al. (2001) Journal of Immunological Methods 249 (2001), Seite 85–89, offenbart einen Immuntest, bei dem ZnS-beschichtete CdSe-Quantenpunkte mit einem Nachweis-Antikörper verknüpft sind und anschließend verwendet werden, um selektiv an ein Antigen zu binden, das an der Oberfläche eines Glaschips durch einen bindenden Antikörper gebunden ist. Ein Nachweisverfahren, das Halbleiter-Nanopartikel verwendet, die elektrostatisch an Proben-Biopolymere binden, wird nicht offenbart.
WO 00/46839 offenbart CdS-Nanopartikel und durch Polyphosphat stabilisierte Nanopartikel. Es ist vorstellbar, daß die in WO 00/46839 offenbarten Nanopartikel beim chemischen Abtasten, beim DNA-Sequenzieren, beim high troughput screening, bei Fluoreszenzpolarisations-Immuntests, bei time-gated immunoassays, bei time-resolved immunoassays, bei enzymgebundenen Immuntests (enzyme-linked immunosorbent assays), bei Filtrationstests und beim Markieren durch Zielmoleküle nützlich sind.
WO 00/17656 offenbart wasserlösliche Halbleiter-Nanokristalle mit einer organischen äußeren Schicht. Verfahren zur Herstellung derartiger Partikel werden nicht offenbart.
M. Gao et al. (1996), Thin Solid Films, 284-285, 242-245 offenbaren ein CdS-Nanopartikel-Hydrosol, wobei die Partikel eine anionische Oberfläche aufweisen. Die Nanopartikel werden unter Verwendung eines Ionens als der entgegengesetzt geladenen Spezies zusammengesetzt.
Inzwischen ist ein Halbleiter-Nanopartikel ein Hochleistungsmaterial, das Lumineszenz-Eigenschaften und elektrochemische Eigenschaften besitzt, was in den letzten Jahren rasch an Interesse gewonnen hat. Die zukünftige Verwendung von Halbleiter-Nanopartikeln in verschiedenen Bereichen ist vorherzusehen.
Kurzfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist ein neues Verfahren zur Verwendung beim Nachweis von Biopolymeren, dessen Schwerpunkt auf den physiochemischen (physikochemischen) Eigenschaften von Halbleiter-Nanopartikeln liegt. Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, einen kostengünstigen, hochsensitiven Nachweis mit angemessener Zuverlässigkeit durchzuführen, bei dem ein Halbleiter-Nanopartikel mit einer chemisch modifizierten Oberfläche als ein Nachweisreagenz verwendet wird, um die Notwendigkeit einer Modifikation einer Probe zu beseitigen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Nachweisen von Biopolymeren verfügbar gemacht, bei dem durch Verwenden einer elektrischen Ladung, die ein Proben- Biopolymer besitzt, und durch Verwendung eines Reagenzes, das eine adsorbierende Eigenschaft abhängig vom Ausmaß der elektrischen Ladung aufweist, eine Modifikation des Probenbiopolymers nicht erforderlich ist. Ebenfalls offenbart wird ein Reagenz zum Nachweisen von Biopolymeren.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung richteten ihre Aufmerksamkeit auf die physiochemischen (physikochemischen) Eigenschaften von Halbleiter-Nanopartikeln, und sie waren durch Verwenden eines Halbleiter-Nanopartikels mit einer chemisch modifizierten Oberfläche als einem Nachweisreagenz beim Lösen der oben beschriebenen Probleme erfolgreich, um die vorliegende Erfindung zu vervollständigen.
Das heißt, das Reagenz zum Nachweisen von Biopolymeren umfaßt Halbleiter-Nanopartikel mit positiv oder negativ geladenen funktionellen Gruppen, die auf diesem exponiert sind.
Beispiele eines Mittels zum Exponieren einer positiv oder negativ geladenen funktionellen Gruppe auf einem Halbleiter-Nanopartikel schließen ein chemisches Modifizieren der Oberfläche des Halbleiter-Nanopartikels mit einer Thiolverbindung ein.
Ein bevorzugtes Beispiel einer Thiolverbindung mit der oben beschriebenen positiven geladenen funktionellen Gruppe ist (2-Mercaptoethyl)trimethylammonium. Weiterhin ist ein bevorzugtes Beispiel einer Thiolverbindung mit der oben beschriebenen negativ geladenen funktionellen Gruppe 2-Mercaptoethansulfonsäure.
Ein Material des oben beschriebenen Halbleiter-Nanopartikels ist nicht begrenzt, und bevorzugt Beispiele davon schließen ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdMnS, CdSe, CdMnSe, CdTe, CdMnTe, HgS, HgSe, HgTe, InP, InAs, GaN, GaP, GaAs, TiO₂, WO₃, PbS und PbSe ein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung substituiert eine -SH-Gruppe einer Thiolverbindung ein S-, O-, Se-, Te-, P-, As- oder N-Atom oder derartiges auf der Oberfläche eines Halbleiter-Nanopartikels, um die Oberfläche des Halbleiter-Nanopartikels chemisch zu modifizieren.
Weiterhin wird gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Nachweisen von Biopolymer das Vorhandensein einer Bindung mit einem Sonden-Biopolymer und das Ausmaß der Bindung durch elektrostatisches Binden eines Halbleiter-Nanopartikels, an dem eine positiv oder negativ geladene funktionelle Gruppe gegenüber einer negativen oder positiven Ladung eines Probenbiopolymers exponiert ist, nachgewiesen.
Ein Nachweis des Vorhandenseins einer Bindung zu dem Sonden-Biopolymer und des Ausmaßes der Bindung kann durch Nachweisen eines optischen Signals, eines elektrochemischen Signals oder eines Signals, das durch eine Kombination aus diesen beiden Arten von Signalen erzeugt wird, durchgeführt werden.
Weiterhin ist es möglich, das Vorhandensein eines Biopolymers, das an ein Sonden-Biopolymer gebunden ist, das an einem Substrat immobilisiert ist, und das Ausmaß der Bindung nachzuweisen.
Darüber hinaus ist es möglich, das Vorhandensein eines Proben-Biopolymers, das an ein optisch, elektrisch oder magnetisch modifiziertes Sonden-Biopolymer gebunden ist, und das Ausmaß der Bindung nachzuweisen.
Weiterhin kann gemäß dem oben beschriebenen Reagenz zum Nachweisen von Biopolymer und dem Verfahren zum Nachweisen von Biopolymer der Nachweis vorgenommen werden, wenn das Sonden-Biopolymer eine DNA-Sonde und das Proben-Biopolymer eine DNA-Probe ist.
Der Mechanismus zum Nachweisen eines Biopolymers gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1 erklärt werden. In 1 ist eine Sonden-DNA 2 durch Bindung zwischen einer positiven Ladung eines Oberflächensubstrats 1, das eine ebene Form oder die Form eines Kügelchens bildet, und einer negativen Ladung einer Phosphat-Seitenkette einer Sonden-DNA 2 an dem Substrat 1 immobilisiert. Die Sonden-DNA 2 und eine Proben-DNA 3 hybridisieren miteinander über Wasserstoffbrückenbindungen. Als ein Ergebnis erscheint eine negative Ladung einer Phosphat-Seitenkette der Proben-DNA 3. Ein positiv geladener Halbleiter-Nanopartikel 4 bindet an die negative Ladung der Proben-DNA 3, und aus dem Ausmaß der Bindung wird eine Information, welche die hybridisierte Proben-DNA 3 betrifft, abgeleitet und als ein Signal verfügbar gemacht.
Im Fall von 1 ist die Sonden-DNA 2 negativ geladen und der Halbleiter-Nanopartikel 4 ist positiv geladen, allerdings kann ein Fall, in dem die Ladungen dazu entgegengesetzt sind, ebenso verwendet werden. Bei Proteinen und derartigem gibt es einen isoelektrischen Punkt, und die Ladung der Proben-DNA 3 wird zum Positiven oder Negativen in Übereinstimmung mit einem hohen oder niedrigen pH-Wert geändert. Wenn die Ladung der Proben-DNA 3 positiv ist, kann der Halbleiter-Nanopartikel 4 mit einer negativen Ladung verwendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann ein üblicherweise bekannter Halbleiter-Nanopartikel verwendet werden. Da ein Halbleiter-Nanopartikel von einer Partikelgröße von 10 nm oder weniger sich in einem Übergangsbereich zwischen Bulk-Halbleiterkristall und Molekül befindet, zeigt er physiochemische (physikochemische) Eigenschaften, die sich von denen eines Bulk-Kristalls und eines Moleküls unterscheiden. Bei dieser Art von Bereich vergrößert sich durch Auswirkung eines Quantengrößeneffekts eine Energielücke mit einer Zunahme der Partikelgröße. Weiterhin geht damit einher, daß eine Entartung eines Energiebands, das bei einem Bulk-Halbleiter beobachtet wird, aufbricht, die Bahn dispergiert wird und sich das untere Ende eines Leitungsbands zu der negativen Seite und das obere Ende eines Valenzbands zu der positiven Seite hin verschiebt. In den letzten Jahren ist zur praktischen Anwendung unter Verwendung dieser Art von Besonderheit die Forschung mit schnellem Tempo vorangetrieben worden. Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Besonderheit in der praktischen Anwendung als ein Reagenz zum Nachweisen von Biopolymeren verwendet.
Beispiele eines Materials des Halbleiter-Nanopartikels schließen ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdMnS, CdSe, CdMnSe, CdTe, CdMnTe, HgS, HgSe, HgTe, InP, InAs, GaN, GaP, GaAs, TiO₂, WO₃, PbS und PbSe ein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schema, das den Nachweis von DNA gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
BEISPIELE
Ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbleiter-Nanopartikels, auf dem eine positiv geladene funktionelle Gruppe exponiert wird, wird hier im folgenden beschrieben. Obwohl ein Verfahren zum Anpassen eines CdS-Nanopartikels unter Verwendung der reversen Mizellen-Technik hier beschrieben wird, ist das Verfahren zum Anpassen und Modifizieren eines Nanopartikels nicht darauf beschränkt, und ein Verfahren zum Herstellen unter Verwendung von Fotoätzung oder derartigem kann auf ähnliche Weise eingesetzt werden.
Herstellung einer wäßrigen Thiocholin-Lösung
Man löse 350 mg Thiocholiniodid ((2-Mercaptoethyl)trimethylammoniumiodid) in 1,2 cm³ einer 2 Mol·dm^–3 wäßrigen HCl-Lösung, gesättigt mit Stickstoff, und lasse die Mischung bei Raumtemperatur 12 Stunden stehen. Zu dieser Lösung gebe man 0,2 cm³ eines 28%-igen Ammoniakwassers unter einer Stickstoffatmosphäre hinzu und neutralisiere, um eine schwach-alkalische 0,86 Mol·dm^–3 wäßrige Thiocholin ((2-Mercaptoehtyl)trimethylammonium)-Lösung herzustellen. Beim Modifizieren einer Nanopartikeloberfläche mit dieser Lösung wird ein Thiocholin-modifizierter CdS-Nanopartikel mit einer positiven Ladung auf der Partikeloberfläche hergestellt.
Verfahren zum Anpassen eines Thiocholin-modifizierten CdS-Nanopartikels
Ein Verfahren zum Einstellen eines Thiocholin-modifizierten CdS-Nanopartikels mit einer positiven Ladung auf der Oberfläche des Nanopartikels durch die inverse Mizellen-Technik wird nun beschrieben. Die inverse Mizellen-Technik synthetisiert einen Metall-Nanopartikel, indem ein Metallion im Inneren eines winzigen Raums, der von einem oberflächenaktiven Mittel umschlossen wird, reduziert wird, und diese Technik wird häufig bei der Synthese von Nanopartikeln aus Gold, Silber und derartigem verwendet.
14 g Natrium bis (2-Ethylhexyl)sulfosuccinat (AOT) und 4 cm³ ultrareines Wasser werden zu 200 cm³ n-Heptan gegeben, und die Mischung wird 40 Minuten gerührt, um eine Lösung (Suspension) aus inversen AOT-Mizellen herzustellen. Die Lösung wird in zwei Teile von 120 cm³ bzw. 80 cm³ geteilt. Zu letzterem Teil werden 0,48 cm³ einer 1,0 Mol·dm^–3 wäßrigen Cd(ClO₄)₂-Lösung gegeben, und zu Letzterer werden 0,32 cm³ einer 1,0 Mol·dm^–3 wäßrigen NaS-Lösung gegeben, und beide Lösungen werden dann gerührt, bis sie einheitlich sind. Danach werden die beiden Lösungen gemischt, und es wird für eine weitere Stunde gerührt, um eine kolloidale Lösung aus inversen Mizellen, die CdS-Nanopartikel enthält, herzustellen. Weiterhin wird durch Zugeben von 0,47 cm³ einer 0,86 Mol·dm^–3 wäßrigen Thiocholin-Lösung hierzu, während heftig gerührt wird und während weiterem Rühren über Nacht, die Oberfläche der CdS-Nanopartikel chemisch mit Thiocholin modifiziert.
Löslichmachen eines Thiocholin-modifizierten CdS-Nanopartikels in Wasser
Man gebe Methanol zu der inversen Mizellen-Lösung, die CdS-Nanopartikel enthält, die einer Oberflächenmodifikation mit Thiocholin unterworfen wurden, hinzu, und nach dem Zerfallen der inversen Mizellen führe man eine Zentrifugation durch, um ein Präzipitat von oberflächenmodifizierten CdS-Nanopartikeln zu erhalten. Weiterhin gebe man nach mehrmaligem Waschen mit Heptan bzw. Ethanol 6,0 Mol·dm^–3 wäßrige Tetramethylammoniumchlorid-Lösung oder gesättigte wäßrige NaCl-Lösung hinzu, um einen Ionenaustausch von AOT, das auf der Nanopartikeloberfläche vorhanden ist, mit einem Chloridion durchzuführen. Die auf diese Weise erhaltenen CdS-Nanopartikel sind wasserlöslich.
Abscheiden eines Thiocholin-modifizierten CdS-Nanopartikels
Ein Abscheiden von CdS-Nanopartikeln wird durch Sedimentation durch Zugabe eines nichtwässerigen Lösungsmittels durchgeführt. Zunächst wird Ethanol zu der erhaltenen rohen wäßrigen CdS-Nanopartikel-Lösung gegeben, um die CdS-Nanopartikel erneut zu präzipitieren. Ein Arbeitsschritt eines Wiedergewinnens von nur dem Präzipitat, wobei ultrareines Wasser hinzugegeben wird und erneut in Wasser gelöst wird und dann mit Ethanol präzipitiert wird, wird zwei weitere Male wiederholt. Danach wird der gleiche Arbeitsschrit unter Verwendung von 2-Propanol und ultrareinem Wasser durchgeführt, um AOT vollständig zu entfernen. Eine Ultrafiltration wird dann durchgeführt, um gleichzeitig vorhandene Salze wie etwa Tetramethylammoiumchlorid und CdS von kleiner Partikelgröße zu entfernen, wodurch die CdS-Nanopartikel, die stärker monodispergiert sind, abgeschieden werden.
Modifikationsverfahren
Ein Beispiel einer Anwendung auf ein DNA-Mikroarray wird nun beschrieben. Das DNA-Mikroarray-Verfahren ist ein Verfahren, bei dem eine große Anzahl an bekannten DNA-Sonden chemisch an einem Substrat immobilisiert wird und Proben-DNA, die untersucht werden soll, dann am oberen Ende der Sonden eingeführt wird, und die Sequenzeigenschaften der Probe aus dem Vorhandensein einer Bindung zwischen der Sonden-DNA und der Proben-DNA und dem Ausmaß der Bindung bekannt sind. Üblicherweise ist ein allgemeines Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins einer DNA-Bindung und des Ausmaßes der Bindung eines, bei dem eine Modifikation einer Probe unter Verwendung einer fluoreszierenden Substanz oder einer radioaktiven Substanz durchgeführt wird und das Vorhandensein einer Bindung und das Ausmaß der Bindung dann durch optisches Nachweisen einer solchen Substanz bestimmt wird. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß es nicht notwendig ist, die Probe vorher zu modifizieren, eine Vorbehandlung einer Probe durch reverse RNA-Transkription oder eine PCR-Reaktion ist nicht erforderlich.
Man träufle die DNA-Lösung auf ein DNA-Microarray und lasse dieses mit einem Deckplättchen aus Glas stehen. Dann lasse man unter Verwendung von CHBIO (hergestellt durch Hitachi Software Engineering Co. Ltd.) die Reaktion für 16 Stunden bei 65°C in einer geschlossenen Umgebung ablaufen. Nach der Reaktion nehme man den Glasobjektträger heraus und tauche den Glasobjektträger in eine Lösung aus 2 × SSC 0,1% SDS ein und entferne das Deckplättchen, dann tauche man den Glasobjektträger für 2 Stunden in einer Lösung aus 2 × SSC 0,1% SDS, die CdS-Halbleiter-Nanopartikel in einer Konzentration von 1,2 × 10¹⁷ Mol·dm^–3 enthält, ein. CdS-Halbleiter-Nanopartikel können mit einer Proben-DNA zur Zeit der Probenherstellung gemischt werden. In diesem Fall ist das oben beschriebene Eintauchen nicht erforderlich. Danach schüttele man in einer Lösung aus 2 × SSC 0,1% SDS bei Raumtemperatur für 20 Minuten, und dann schüttele man in einer Lösung aus 0,2 × SSC 0,1% SDS bei Raumtemperatur für 20 Minuten. Um weiterhin unspezifisch adsorbierte Probe zu entfernen, schüttele man in einer Lösung aus 0,2 × SSC 0,1% SDS bei 55°C für 20 Minuten und wiederhole den selben Arbeitsschritt einmal. Danach schüttele man mehrfach in einer Lösung aus 0,2 × SSC 0,1% SDS bei Raumtemperatur, und dann schüttele man mehrfach in entsprechenden Lösungen aus 0,2 × SSC und 0,5 × SSC bei Raumtemperatur. Das oben beschriebene Eintauchen und die Waschschritte werden alle unter Verwendung eines Färbegefäßes durch geführt. Danach analysiere man den Glasobjektträger unter Verwendung eines Fluoreszensmikroskops.
Nachweisverfahren
Das Nachweisverfahren kann nach einem bestehenden Verfahren durchgeführt werden. Bestimmte Beispiele schließen ein optisches Nachweisverfahren, ein elektrochemisches Nachweisverfahren und derartiges ein. Da allerdings Halbleiter-Nanopartikel sowohl optische Eigenschaften als auch elektrochemische Eigenschaften besitzen, ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß sie auf ein integriertes Nachweissystem anwendbar ist, wie etwa ein Verfahren, das eine elektrochemische Anregung vornimmt und den Nachweis optisch durchführt, oder ein Verfahren, das eine optische Anregung vornimmt und einen elektrochemischen Nachweis durchführt.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann eine Sonde jede Form aufweisen. Während die vorliegende Beschreibung ein DNA-Microarray betrifft, kann die Erfindung auch bei einem Verfahren verwendet werden, das Körnchen („beads") verwenden, was in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen hat. Luminex 100 (hergestellt durch Luminex) ist ein System, welches eine Immobilisierung einer Sonde an einem Körnchen, das mit einer fluoreszierenden Substanz gefärbt ist, eine Reaktion davon mit einer Probe, die mit einer fluoreszierenden Substanz oder ähnlichem modifiziert ist, in einer Lösung in einem Mikroröhrchen oder derartigem, und Darstellen eines fluoreszierenden Signals des Körnchens und eines fluoreszierenden Signals der Probe, um eine Analyse durchzuführen, umfaßt. In diesem Fall kann die vorliegende Erfindung, wie bei einem DNA-Microarray, auf eine Modifikation einer Probe angewendet werden.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung nicht auf DNA beschränkt und kann auf verschiedene Biopolymere angewendet werden, beispielsweise zur Analyse von Proteinen. Da ein Protein artgemäß eine positive Ladung oder eine negative Ladung aufweist, ist es möglich, eine Modifikation eines Proteins unter Ausnutzung derartiger Eigenschaften durchzuführen, um einen Nanopartikel an ein Probenprotein durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zu binden. Wenn darüber hinaus in Zukunft eine künstlich synthetisierte Sonde, wie etwa eine Peptid-Nukleinsäure (PNA) oder eine Locked-Nukleinsäure (LNA) verwendet wird, kann ein Nachweis sogar mit höherer Sensitivität durchgeführt werden.
Wirkung der Erfindung
Durch Anwenden von Halbleiter-Nanopartikeln mit einer positiven Ladung oder einer negativen Ladung auf Nachweistechniken von Biopolymeren, wird eine Reaktion und Analyse ermöglicht, die eine Modifikation von Proben-Biopolymer durch reverse RNA-Transkription oder PCR-Reaktion oder derartiges, was üblicherweise erforderlich gewesen ist, nicht erfordert. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung auf Systeme angewendet werden, die bis zum heutigen Tag allgemein verwendet worden sind.

Claims

Verfahren zum Nachweisen von Biopolymer "in vitro", welches das Vorhandensein einer Bindung zwischen einem Proben-Biopolymer und einem Sonden-Biopolymer sowie den Umfang der Bindung durch elektrostatisches Binden eines Halbleiter-Nanopartikels, an welchem eine funktionelle Gruppe mit einer positiven oder negativen Ladung einer negativen oder positiven Ladung des Proben-Biopolymers ausgesetzt ist, nachweist.
Verfahren zum Nachweisen von Biopolymer nach Anspruch 1, wobei das Vorhandensein der Bindung und der Umfang der Bindung durch ein optisches Signal, ein elektrochemisches Signal oder ein Signal, das durch eine Kombination aus diesen beiden Typen von Signalen erzeugt wird, nachgewiesen wird.
Verfahren zum Nachweisen von Biopolymer gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Vorhandensein eines Proben-Biopolymers, das an ein Sonden-Biopolymer, das an einem Substrat immobilisiert ist, gebunden ist, und der Umfang der Bindung nachgewiesen wird.
Verfahren zum Nachweisen von Biopolymer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Vorhandensein eines Proben-Biopolymers, das an ein Sonden-Polymer, das optisch, elektrisch oder magnetisch modifiziert ist, gebunden ist, und der Umfang der Bindung nachgewiesen wird.
Verfahren zum Nachweisen von Biopolymer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Sonden-Biopolymer Sonden-DNA ist und das Proben-Biopolymer Proben-DNA ist.
Verfahren zum Nachweisen von Biopolymer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Proben-Biopolymer Proben-Protein ist.