Стійкі колоїди композита металу з електропровідним полімером, спосіб їх одержання і спосіб скринінгу проби на присутність аналіту

1. Спосіб одержання колоїду композита металу з електропровідним полімером, який включає об'єднання: (і) колоїду металу і (іі) водорозчинного електропровідного полімеру в умовах, що забезпечують адсорбцію згаданого водорозчинного електропровідного полімеру на частинках металу згаданого колоїду. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий колоїд металу і згаданий водорозчинний електропровідний полімер об'єднують з перемішуванням. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що згаданий колоїд металу і згаданий водорозчинний електропровідний полімер об'єднують шляхом об'єднання першого об'єму згаданого колоїду металу з другим об'ємом водного розчину згаданого водорозчинного електропровідного полімеру. 4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що згаданий колоїд металу і згаданий водорозчинний електропровідний полімер об'єднують шляхом введення згаданого першого об'єму в згаданий другий об'єм, в той час як згаданий другий об'єм перемішують. 5. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що згаданий колоїд металу і згаданий водорозчинний електропровідний полімер об'єднують шляхом введення згаданого другого об'єму в згаданий перший об'єм, в той час як згаданий перший об'єм перемішують. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий колоїд металу і згаданий водорозчинний 2 (19) 1 3 20. Спосіб за п. 19, який відрізняється тим, що згаданим благородним металом є золото. 21. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданим водорозчинним електропровідним полімером є органічний полімер. 22. Спосіб за п. 21, який відрізняється тим, що згаданий органічний полімер містить іонізовані групи. 23. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що згаданими іонізованими групами є карбоксильні групи. 24. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданим водорозчинним електропровідним полімером є заміщений поліанілін. 25. Спосіб за п. 24, який відрізняється тим, що згаданим заміщеним поліаніліном є полі(анілін-2карбонова кислота). 26. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що густина згаданого колоїду металу лежить в межах від приблизно 1,01 до приблизно 1,30. 27. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий колоїд металу містить частинки металу, що мають діаметр від приблизно 1 нм до приблизно 1 мкм. 28. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий колоїд металу є однорідним відносно розмірів частинок металу цього колоїду. 29. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що концентрація водорозчинного електропровідного полімеру в згаданому другому об'ємі становить від приблизно 0,02 г/100 мл до приблизно 2 г/100 мл. 30. Спосіб за п. 29, який відрізняється тим, що згаданий водорозчинний електропровідний полімер у згаданому другому об'ємі має середню молекулярну масу в межах від приблизно 1500 Да до приблизно 32000 Да. 31. Спосіб за п. 30, який відрізняється тим, що згаданий другий об'єм є однорідним відносно згаданого водорозчинного електропровідного полімеру. 32. Колоїд композита металу з електропровідним полімером, одержаний способом за п. 1. 33. Стійкий колоїд композита металу з електропровідним полімером, який містить частинки металу з поверхнею, покритою шаром електропровідного полімеру, суспендовані у водному середовищі. 34. Колоїд композита за п. 33, який відрізняється тим, що він однорідний відносно згаданих частинок, покритих полімером. 35. Колоїд композита за п. 33, який відрізняється тим, що згаданий шар електропровідного полімеру присутній у вигляді моношару молекул полімеру, адсорбованих на поверхні згаданих частинок металу. 36. Колоїд композита за п. 33, який відрізняється тим, що згадані частинки металу мають діаметр від приблизно 2 нм до приблизно 1200 нм. 37. Колоїд композита за п. 36, який відрізняється тим, що густина частинок становить від приблизно 1,01 до приблизно 1,30. 38. Колоїд композита за п. 33, який відрізняється тим, що згадані частинки металу і електропровідний полімер узгоджені між собою у відношенні щонайменше однієї оптичної властивості. 87711 4 39. Колоїд композита за п. 38, який відрізняється тим, що згаданою оптичною властивістю є максимум спектральної поглинальної здатності. 40. Колоїд композита за п. 33, який відрізняється тим, що згаданий колоїд композита більш чутливий до змін показника заломлення згаданого середовища в порівнянні з контрольним колоїдом, що містить частинки металу, не покриті електропровідним полімером. 41. Колоїд композита за п. 33, який відрізняється тим, що згадані частинки металу містять благородний метал. 42. Колоїд композита за п. 33, який відрізняється тим, що згаданий благородний метал вибраний з групи, що включає золото і срібло. 43. Колоїд композита за п. 33, який відрізняється тим, що згаданим електропровідним полімером є органічний полімер. 44. Колоїд композита за п. 43, в якому згаданий органічний полімер містить іонізовані групи. 45. Колоїд композита за п. 44, який відрізняється тим, що згаданими іонізованими групами є карбоксильні групи. 46. Колоїд композита за п. 33, який відрізняється тим, що згаданим електропровідним полімером є заміщений поліанілін. 47. Колоїд композита за п. 46, який відрізняється тим, що заміщеним поліаніліном є полі(анілін-2карбонова кислота). 48. Колоїд композита за п. 33, який відрізняється тим, що згадані частинки згаданого колоїду композита металу з електропровідним полімером зв'язані з лігандом. 49. Колоїд композита за п. 48, який відрізняється тим, що згаданим лігандом є нуклеїнова кислота. 50. Колоїд композита за п. 48, який відрізняється тим, що згаданим лігандом є пептид. 51. Колоїд композита за п. 48, який відрізняється тим, що згаданим лігандом є низькомолекулярна сполука. 52. Колоїд композита за п. 51, який відрізняється тим, що згаданою низькомолекулярною сполукою є органічна сполука. 53. Колоїд композита за п. 51, який відрізняється тим, що згаданою низькомолекулярною сполукою є неорганічна сполука. 54. Колоїд композита за п. 48, який відрізняється тим, що згаданий ліганд зв'язаний зі згаданою частинкою за допомогою місточкової групи. 55. Стійкий колоїд композита металу з електропровідним полімером, який містить частинки металу з поверхнею, покритою шаром електропровідного полімеру, суспендовані у водному середовищі, в якому згадані частинки зв'язані з лігандом. 56. Колоїд композита за п. 55, який відрізняється тим, що він є однорідним відносно згаданих частинок, покритих полімером. 57. Колоїд композита за п. 46, який відрізняється тим, що згаданий шар електропровідного полімеру присутній у вигляді моношару молекул полімеру, адсорбованих на поверхні згаданих частинок металу. 5 87711 6 58. Колоїд композита за п. 55, який відрізняється тим, що згадані частинки металу мають діаметр в межах від приблизно 1 нм до приблизно 1000 нм. 59. Колоїд композита за п. 58, який відрізняється тим, що густина частинок становить від приблизно 1,01 до приблизно 1,30. 60. Колоїд композита за п. 55, який відрізняється тим, що згадані частинки металу і електропровідний полімер узгоджені між собою у відношенні щонайменше однієї оптичної властивості. 61. Колоїд композита за п. 60, який відрізняється тим, що згаданою оптичною властивістю є максимум спектральної поглинальної здатності. 62. Колоїд композита за п. 55, який відрізняється тим, що згаданий колоїд композита більш чутливий до змін показника заломлення згаданого середовища в порівнянні з контрольним колоїдом, що містить частинки металу, не покриті електропровідним полімером. 63. Колоїд композита за п. 55, який відрізняється тим, що згадані частинки металу містять благородний метал. 64. Колоїд композита за п. 55, який відрізняється тим, що згаданим електропровідним полімером є органічний полімер. 65. Колоїд композита за п. 64, який відрізняється тим, що згаданий органічний полімер містить іонізовані групи. 66. Колоїд композита за п. 65, який відрізняється тим, що згаданими іонізованими групами є карбоксильні групи. 67. Колоїд композита за п. 55, який відрізняється тим, що згаданим електропровідним полімером є заміщений поліанілін. 68. Колоїд композита за п. 61, який відрізняється тим, що заміщеним поліаніліном є полі(анілін-2карбонова кислота). 69. Колоїд композита за п. 55, який відрізняється тим, що згаданим лігандом є нуклеїнова кислота. 70. Колоїд композита за п. 55, який відрізняється тим, що згаданим лігандом є пептид. 71. Колоїд композита за п. 55, який відрізняється тим, що згаданим лігандом є низькомолекулярна сполука. 72. Колоїд композита за п. 71, який відрізняється тим, що згаданою низькомолекулярною сполукою є органічна сполука. 73. Колоїд композита за п. 71, який відрізняється тим, що згаданою низькомолекулярною сполукою є неорганічна сполука. 74. Колоїд композита за п. 55, який відрізняється тим, що згаданий ліганд зв'язаний зі згаданою частинкою за допомогою місточкової групи. 75. Спосіб скринінгу проби на присутність аналіту, який включає: (a) введення згаданої проби в контакт зі стійким колоїдом композита металу з електропровідним полімером з одержанням суміші для аналізування, причому частинки металу в згаданому колоїді покриті шаром електропровідного полімеру і зв'язані з лігандом для відповідного аналіту; і (b) детектування певного оптичного параметра згаданої суміші задля перевірки згаданої проби на присутність згаданого аналіту. 76. Спосіб за п. 75, який відрізняється тим, що згаданий спосіб є якісним. 77. Спосіб за п. 75, який відрізняється тим, що згаданий спосіб є кількісним. 78. Спосіб за п. 75, який відрізняється тим, що згаданим аналітом є нуклеїнова кислота. 79. Спосіб за п. 75, який відрізняється тим, що згаданим аналітом є пептид. 80. Спосіб за п. 75, який відрізняється тим, що згаданим аналітом є газоподібний аналіт. 81. Спосіб за п. 75, який відрізняється тим, що згаданим оптичним параметром є зміна спектральної здатності поглинання світла. Ця заявка претендує на пріоритет згідно із законом США 35 U.S.C. § 119(e) попередньої заявки на патент США №60/621,258 від 21 жовтня 2004 p., інформація з якої включена в цей документ шляхом посилання. Наночастинки благородних металів, наприклад, золота або срібла, можуть бути одержані в різних геометричних формах, наприклад, сфер, стрижнів або пірамід. Ці дрібні частинки містять елемент-метал в хімічно відновленій формі і, в залежності від способу їх одержання, можуть зберігатися або у вигляді відновлених твердих порошків, або у вигляді стійких суспензій в розчинниках, наприклад, у воді або в різних органічних розчинниках (наприклад, у вигляді колоїдів). У зв'язку з нанометровими розмірами частинок, такі суспензії не можна при розгляданні неозброєним оком відрізнити від істинних розчинів, хоч це можливо за допомогою мікроскопа, тому такі суспензії називаються колоїдними розчинами. Такі частинки легко наносяться на різні основи, утворюючи цілком визначені контури або кола. У останні роки такі металеві наночастинки вельми активно досліджуються в зв'язку з їх унікальними електронними, оптичними і каталітичними властивостями. Оскільки світло пов'язане з електромагнітним полем, особливий інтерес становлять оптоелектронні властивості таких наночастинок. Дійсно, будучи металевими і електропровідними, наночастинки благородних металів оточені щільною приповерхневою хмарою електронів провідності. При збудженні цих електронів світлом електромагнітне випромінення в сполученні зі згаданими електронами утворює комбіновані коливання, що розповсюджуються на всі боки від поверхні частинки. У результаті частинки виявляють специфічні характеристики поглинання, відбивання, випромінювання і розсіювання світла, які можна з успіхом застосувати в різних галузях, наприклад, для детектування визначуваних при аналізі речовин, перенесення електронів або збері 7 гання інформації. Більшість досліджених до цього часу частинок являють собою однорідні тіла, виготовлені з одного і того самого металу. Однак останнім часом показана можливість створення нанооб'єктів, що складаються з різних металів і мають змінну структуру. Це нове досягнення відкриває шляхи до їх застосування в ролі наноштрих-кодів в різних галузях. У зв'язку з широко визнаними потенційними можливостями застосування наночастинок в різних галузях має місце безперервний інтерес до розробки нових типів наночастинок і способів їх застосування. Запропоновані стійкі колоїди композитів металу з електропровідним полімером і способи їх одержання. Згадані колоїди знаходять застосування в різноманітних галузях, в тому числі для детектування визначуваних при аналізі речовин (аналітів). Запропоновані також набори, що включають в себе згадані колоїди. Фіг.1 - визначений методом гель-проникної високоефективної рідинної хроматографії (GP-HPLC) склад полі(тіофен-3-карбонової кислоти) (ліворуч) і PANI-COOH (праворуч). Для порівняння показаний (стрілкою) час утримання бичачого сироваткового альбуміну (BSA). Фіг.2 - стабілізація колоїдних наночастинок золота по відношенню до флокуляції сіллю за допомогою PANI-COOH при різних значеннях рН. Фіг.3 - стабілізація колоїдних наночастинок золота по відношенню до флокуляції сіллю за допомогою зростаючих концентрацій PANI-COOH при фіксованому значенні рН. Вихідні довжини хвиль поглинання PANI-COOH і наночастинок золота показані відповідно світлими трикутниками, спрямованими вершинами вгору і вниз. Фіг.4 - поступова стабілізація колоїдних наночастинок золота по відношенню до флокуляції сіллю за допомогою зростаючих концентрацій PANI-COOH при фіксованому значенні рН, виміряна за оптичною густиною на максимальній довжині хвилі після додання солі. Фіг.5 - видимі ділянки спектрів поглинання розчинів PANI-COOH, колоїдних наночастинок золота і композита PANI-СООН-золото. Фіг.6 - спектри поглинання композитного матеріалу при рН 9, взятого безпосередньо після синтезу (суцільна лінія) і через 3,5 місяця зберігання при кімнатній температурі (пунктирна лінія). Фіг.7 - різницеві спектри при рН 4,95 і рН 9 для композитного матеріалу (суцільна лінія) і розчину PANI-COOH (пунктирна лінія). Фіг.8 - криві доза-реакція, що спостерігаються відповідно для PANI-COOH (світлі кружки) і колоїдного нанокомпозита (чорні кружки) після реакції із зростаючими дозами аскорбінової кислоти. Показані середні значення ±CKO (стандартне відхилення) для трьох паралельних дослідів. Фіг.9 - вплив гліцерину на наноколоїди золота, виміряний методом різницевої спектроскопії. Фіг.10 - вплив гліцерину на наноколоїди композита PANI-COOH-золото, виміряний методом різницевої спектроскопії. Фіг.11 - зміна характеристик спектральної поглинальної здатності наночастинок композита 87711 8 PANI-COOH-золото на типових довжинах хвиль в залежності від зміни коефіцієнта заломлення середовища. Фіг.12 - порівняння змін коефіцієнта поглинання спектральної поглинальної здатності композитного матеріалу на довжині хвилі 350нм і аналогічних змін для наночастинок золота на довжині хвилі 575нм в залежності від зміни коефіцієнта заломлення середовища. Якщо не вказане інше, всі технічні і наукові терміни, вживані в цьому документі, мають звичайні значення, зрозумілі для середнього фахівця в галузі, до якої належить винахід. Проте, нижче з метою ясності викладу і спрощення відсилання приведені визначення деяких понять. Термін «колоїд» стосується текучої композиції мікроскопічних частинок, завислих у рідкому середовищі. У типових колоїдах згадані частинки мають розміри в межах від 1нм до 1мкм. Термін «колоїд металу» стосується колоїду, в якому завислими мікроскопічними частинками є частинки металу. Термін «благородний метал» стосується металів VIII групи Періодичної системи і охоплює платину, іридій, паладій тощо, але не тільки ці метали, а також золото, срібло тощо. Термін «електропровідний полімер» означає електропровідний полімерний матеріал. Типовими прикладами електропровідних полімерів є органічні полімери, наприклад, пара-зв'язані органічні полімери. Наприклад, до них належать поліпіроли, наприклад, поліпірол, полі(N-заміщений пірол), полі(3-заміщені піроли) і полі(3,4-дизаміщені піроли); політіофени, наприклад, політіофен, полі(3заміщені тіофени), полі(3,4-дизаміщені тіофени) і полібензтіофен; поліізотіанафтени, наприклад, поліізотіанафтен; політієніленвінілени, наприклад, політієніленвінілен; полі(n-феніленвінілени), наприклад, полі(n-феніленвінілен); поліаніліни, наприклад, поліанілін, полі(N-заміщені аніліни), полі(3-заміщені аніліни) і полі(2,3-дизаміщені аніліни); поліацетилени, наприклад, поліацетилен; полідіацетилени, наприклад, полідіацетилен; поліазулени, наприклад, поліазулен; поліпірени, наприклад, поліпірен; полікарбазоли, наприклад, полікарбазол і полі(N-заміщені карбазоли); поліселенофени, наприклад, поліселенофен; поліфурани, наприклад, поліфуран і полібензофуран; полі(n-фенілени), наприклад, полі(n-фенілен); полііндоли, наприклад, полііндол; поліпіридазини, наприклад, поліпіридазин; поліацени, наприклад, нафтацен, пентацен, гексацен, гептацен, дибензопентацен, тетрабензопентацен, пірен, дибензпірен, хризен, перилен, коронен, терилен, овален, квотерилен і циркумантрацен; похідні (наприклад, трифенодіоксазин, трифенодитіазин, гексацен6,15-хінон), одержані шляхом заміни деяких вуглецевих атомів в поліаценах такими атомами, як N, S і О, або функціональною групою, наприклад, карбонілом; такі полімери, як полівінілкарбазоли, поліфеніленсульфід і полівініленсульфід. Особливий інтерес в типових варіантах здійснення винаходу становлять поліпірол, політіофен, поліанілін або їхні похідні. 9 Як відомо в техніці, електропровідний полімер може бути легований шляхом введення в полімерні матеріали, що містять функціональні групи, наприклад, диметиламіногрупу, ціаногрупу, карбоксил і нітрогрупу, таких матеріалів, як похідні бензохінону і тетраціанетилену, наприклад, тетраціанохінодиметану і його похідних, які діють як акцептори електронів, або, наприклад, матеріалів, що містять аміногрупу, наприклад, аміногрупу, трифеніл, алкіл, гідроксил, алкоксигрупу і феніл; заміщених амінів, наприклад, фенілендіаміна; антрацену, бензантрацену, заміщених бензантраценів, пірену, заміщених піренів, карбазолу і його похідних і тетратіафульвалену і його похідних, які діють як донори електронів. Легування в значенні, уживаному в даному описі, означає, що електроноакцепторні молекули (акцептори) або електронодонорні молекули (донори) введені в згадані тонкі плівки з використанням способів легування. Як легуючі домішки, вживані за даним винаходом, можуть бути застосовані або акцептори, або донори. Термін «колоїд композита металу з електропровідним полімером» стосується колоїду, одержаного із частинок металу, на поверхні яких присутній електропровідний полімер. Термін «адсорбція» означає адгезію надзвичайно тонкого шару молекул (наприклад, молекул водорозчинного полімеру) до поверхні твердих тіл, наприклад, частинок металу, з якими вони контактують. Матеріал є «водорозчинним», якщо він розчиняється у воді. Що стосується електропровідних полімерів за даним винаходом, то вони вважаються водорозчинними, якщо щонайменше 0,02г полімеру розчиняються в щонайменше приблизно 100мл води при стандартних умовах температури і тиску (STP). Термін «контакт» в значенні, уживаному в даному описі, означає фізичне з'єднання або зіткнення. Таким чином, перший предмет знаходиться в контакті з другим предметом, якщо ці два предмети фізично з'єднані або стикаються один з одним. Термін «сполучення» відноситься до такого контакту двох різних композицій, при якому вони перетворюються в єдину композицію. Термін «перемішування» стосується надання композиції фізичного руху, при якому компоненти композиції рухаються відносно один одного. Таким чином, термін «перемішування» вживається в широкому значенні для позначення змішування, розмішування тощо. Термін «ліганд» в значенні, уживаному в даному описі, стосується молекули будь-якого типу, що є членом специфічно зв'язаної пари. До лігандів, що становлять інтерес, належать біомолекули, але не тільки такі молекули, причому термін «біомолекула» означає будь-яку органічну або біохімічну молекулу, групу або речовину, що становлять інтерес, наприклад, такі, які можуть специфічно зв'язуватися з аналітом, що становить інтерес. До прикладів біомолекул належать пептиди, протеїни, амінокислоти і нуклеїнові кислоти, низькомолекулярні органічні і неорганічні сполуки тощо. 87711 10 Термін «пептид» в значенні, уживаному в даному описі, означає будь-яку сполуку, утворену внаслідок утворення амідного зв'язку між карбоксилом амінокислоти і аміногрупою іншої речовини. Термін «олігопептид» в значенні, уживаному в даному описі, стосується пептидів, що містять менш ніж приблизно 10-20 залишків, тобто мономерних амінокислотних одиниць. Термін «поліпептид» в значенні, уживаному в даному описі, стосується пептидів, що містять більш ніж приблизно 10-20 залишків, тобто мономерних амінокислотних одиниць. Терміни «поліпептид» і «протеїн» можуть вживатися як взаємозамінні еквіваленти. Термін «протеїн» в значенні, уживаному в даному описі, стосується поліпептидів, що містять більш ніж приблизно 50 залишків, і охоплює D- і Lформи, модифіковані форми тощо. Термін «нуклеїнова кислота» в значенні, уживаному в даному описі, означає полімер, що складається з нуклеотидів, наприклад, дезоксирибонуклеотидів або рибонуклеотидів, або сполуки, одержані синтетичним шляхом (наприклад, полінуклеїнова кислота (PNA), описана в патенті США №5,948,902 і публікаціях, на які в згаданому патенті є посилання), які можуть гібридизуватися з природними нуклеїновими кислотами, наприклад, брати участь у взаємодіях спаровування основ за Уотсоном-Криком (Watson-Crick). Терміни «нуклеозид» і «нуклеотид» охоплюють фрагменти, що містять не тільки відомі пуринові і піримідинові основи, але й інші гетероциклічні модифіковані основи. До таких модифікацій належать метильовані пурини або піримідин, ациловані пурини або піримідини або інші гетероцикли. Крім того, терміни «нуклеозид» і «нуклеотид» охоплюють фрагменти, що містять не тільки звичайні цукри — рибозу і деоксирибозу, але і інші цукри. До модифікованих нуклеозидів або нуклеотидів належать також сполуки, модифіковані по сахаридному фрагменту, наприклад, в яких один або декілька гідроксилів замінені атомами галогенів або аліфатичними радикалами або функціоналізовані, наприклад, простими ефірами, аміногрупами тощо. Інтерес становлять також низькомолекулярні органічні і неорганічні сполуки. Наприклад, в деяких варіантах здійснення винаходу як ліганди становлять інтерес органічні низькомолекулярні сполуки, що мають молекулярну масу більшу за 50Да і меншу за 2500Да. Низькомолекулярні органічні сполуки можуть містити функціональні групи, необхідні для структурної взаємодії з протеїнами, зокрема, для утворення водневих зв'язків, і в типових випадках містять щонайменше одну аміногрупу, карбоніл, гідроксил або карбоксил, відповідно до варіанта, якому віддається перевага, щонайменше дві функціональні хімічні групи. Такі сполуки можуть включати карбоциклічні або гетероциклічні структурні фрагменти і/або ароматичні або поліароматичні структурні фрагменти, заміщені однією або декількома вищезазначеними функціональними групами. У деяких варіантах для непрямого зв'язування ліганду з поверхнею наночастинки композита за 11 стосовуються місточкові групи. При використанні містечкових груп такі групи вибирають із розрахунком на забезпечення ковалентного зв'язування ліганду з поверхнею за допомогою містечкової групи. Місточкові групи, що становлять інтерес, можуть варіюватися в широких межах в залежності від природи мішені і блокуючих фрагментів ліганду. Фахівцям в галузі відомі різноманітні місточкові групи, які можуть знаходити застосування в біфункціональних молекулах за даним винаходом. Як правило, такі місточкові групи включають проміжну групу, що має на одному з кінців реакційноздатну функціональну групу, здатну ковалентно зв'язуватися з лігандом або з поверхнею. Проміжні групи, що становлять інтерес, можуть містити аліфатичні і ненасичені вуглеводневі ланцюги, групи, що містять гетероатоми, наприклад, кисень (прості ефіри, наприклад, поліетиленгліколь) або азот (поліаміни), пептиди, вуглеводи, циклічні або ациклічні системи, які можуть містити гетероатоми. Проміжні групи можуть також містити ліганди, що зв'язуються з металом, так що в присутності іона металу два або декілька лігандів зв'язуються координаційно, утворюючи комплекс. До конкретних проміжних груп належать 1,4-діаміногексан, ксилілендіамін, терефталева кислота, 3,6діоксаоктандікарбонова кислота, етилендіамінN,N-діоцтова кислота, 1,1’-етилен-біс(5-оксо-3піролідин-карбонова кислота), 4,4'етілендипіперидин. До потенційних реакційноздатних функціональних груп належать нуклеофільні функціональні групи (аміни, спирти, тіоли, гідразиди), електрофільні функціональні групи (альдегіди, складні ефіри, вінілкетони, епоксиди, ізоціанати, малеїніміди), функціональні групи, здатні до реакцій приєднання з циклізацією, до утворення дисульфідних зв'язків або до зв'язування з металами. До конкретних прикладів належать первинні і вторинні аміни, гідроксамові кислоти, Nгідроксисукцинімідилові складні ефіри, Nгідроксисукцинімідил-карбонати, оксикарбонілімідазоли, нітрофенілові складні ефіри, трифторетилові складні ефіри, гліцидилові прості ефіри, вінілсульфони і малеїніміди. До конкретних містечкових груп, які можуть знайти застосування в біфункціональних молекулах за даним винаходом, належать гетерофункціональні сполуки, наприклад, азидобензоїл-гідразид, N-[4-(nазидосаліциламіно)бутил]-3'-[2'піридилдитіо]пропіонамід), біссульфосукцинімідил-суберат, диметиладипімідат, дисукцинімідилтартрат, Nмалеїнімідобутирилоксисукцинімідний складний ефір, N-гідроксисульфо-сукцинімідил-4азидобензоат, N-сукцинімідил-[4-азидофеніл]-1,3'дитіопропіонат, N-сукцинімідил-[4-йодацетил]амінобензоат, глутаровий альдегід і сукцинімідил4-[N-малеїнімідометил]-циклогексан-1карбоксилат, N-гідроксисукцинімідний складний ефір 3-(2-піридилдитіо)-пропіонової кислоти (SPDP), N-гідроксисукцинімідний складний ефір 4(N-малеїнамідометил)-циклогексан-1-карбонової кислоти (SMCC) тощо. Терміни «рибонуклеїнова кислота» і «РНК (RNA)» в значенні, уживаному в даному описі, від 87711 12 носяться до полімеру, що складається з рибонуклеотидів. Термін «однорідний» означає, що композиція є однаковою або близькою по типу і природі по всьому об'єму, тобто має однакову структуру або склад по всьому об'єму. Терміни «дезоксирибонуклеїнова кислота» і «ДНК (DNA)» в значенні, уживаному в даному описі, стосуються полімеру, що складається з дезоксирибонуклеотидів. Термін «олігонуклеотид» в значенні, уживаному в даному описі, означає однонитчасті нуклеотидні мультимери, що становлять по довжині від приблизно 10-100 нуклеотидів і до 200 нуклеотидів. «Біополімер» означає полімер, що містить один або декілька типів ланок, що повторюються. Біополімери, як правило, входять до складу біологічних систем (хоч вони можуть бути одержані також синтетично) і можуть включати пептиди або полінуклеотиди, а також такі сполуки, що складаються з аналогів амінокислот або неамінокислотних груп або з аналогів нуклеотидів або ненуклеотидних груп, або містять такі аналоги або групи. До них належать полінуклеотиди, в яких звичайний скелет замінений скелетом, що не зустрічається в природі або синтетичним, і нуклеїнові кислоти (або їхні синтетичні або природні аналоги), в яких одна або декілька звичайних основ замінені групою (природною або синтетичною), здатною брати участь у взаємодіях типу Уотсона-Крика з утворенням водневих зв'язків. Полінуклеотиди включають однонитчасті або багатонитчасті конфігурації, де одна або декілька ниток можуть повністю або не повністю відповідати один одному. Наприклад, термін «біополімер» може охоплювати ДНК (в тому числі к-ДНК), РНК, олігонуклеотиди і ПНК або інші полінуклеотиди, описані в патенті США №5,948,902 і джерелах, на які в згаданому патенті є посилання, незалежно від їх джерела. Вислів «оптична властивість» відноситься до оптичного параметра, тобто до властивості, значення якої визначає характеристику або поведінку об'єкта, причому необмежувальний перелік типових оптичних властивостей включає світлопоглинання, світловипромінювання, світловідбивання і світлорозсіяння. Терміни «порівняльний» і «контрольний» вживаються взаємозамінно для позначення відомого значення або сукупності відомих значень, з якими можна порівнювати значення, що спостерігається. У значенні, уживаному в даному описі, термін «відомий» означає, що згадане значення характеризує зрозумілий параметр, наприклад, світлопоглинання, світловипромінювання тощо. Терміни «оцінка» і «визначення» вживаються взаємозамінно для позначення будь-якої форми вимірювання і охоплюють визначення присутності або відсутності об'єкта вимірювання. Терміни «визначення», «вимірювання», «оцінка» і «випробування» вживаються взаємозамінно і охоплюють як кількісні, так і якісні визначення. Оцінка може бути відносною або абсолютною. «Оцінка присутності» охоплює визначення кількості присутнього об'єкта вимірювання, а також визначення присутності або 13 відсутності об'єкта. Термін «детектування» означає кількісну або якісну констатацію сигналу. Термін «зв'язування» означає з'єднання двох об'єктів, що сполучаються між собою з утворенням стійкої структури композита. У деяких випадках зв'язування двох комплементарних нуклеїнових кислот може називатися специфічною гібридизацією. Терміни «специфічна гібридизація», «специфічно гібридизований з...» і «селективно гібридизуватися з...» вживаються взаємозамінно і стосуються зв'язування, дуплікації або гібридизації молекули нуклеїнової кислоти, відповідно до варіанта, якому віддається перевага, до конкретної нуклеотидної послідовності в точно визначених умовах. Термін «відбір» («скринінг») означає визначення наявності або присутності об'єкта або явища, що становить інтерес, наприклад, аналіту, ознаки тощо. В значенні, уживаному в даному описі, термін «визначення» означає ідентифікацію, тобто встановлення, оцінку, визначення або вимірювання значення, що становить інтерес, наприклад, параметра гібридизації. Це значення може визначатися якісно (наприклад, як присутність або відсутність) або кількісно, причому кількісне визначення може бути відносним (тобто в одиницях по відношенню до контролю, тобто порівняльного значення) або абсолютним (наприклад, коли визначається кількість реальних молекул). Термін «зразок» («проба») в значенні, уживаному в даному описі, стосується текучої композиції, причому в деяких випадках текуча композиція є композицією на водній основі. Опис конкретних варіантів здійснення винаходу Запропоновані стійкі колоїди композита металу з електропровідним полімером і способи їх одержання. Колоїди за даним винаходом знаходять застосування в різноманітних галузях, в тому числі для детектування речовин, що аналізуються. Запропоновані також набори, що включають згадані колоїди. Перш ніж описувати даний винахід більш детально, слід зазначити, що цей винахід не обмежений конкретними описуваними варіантами здійснення, оскільки вони, зрозуміло, можуть видозмінюватися. Потрібно також мати на увазі, що термінологія, уживана в даному описі, призначена лише для цілей опису конкретних варіантів його здійснення і не має обмежувального значення, оскільки обсяг даного винаходу обмежується тільки прикладеною формулою винаходу. У випадках, коли пропонується діапазон значень, мається на увазі, що винахід охоплює кожне проміжне значення (з точністю до 0,1 одиниці нижнього граничного значення, якщо в контексті явно не вказано інше), що лежить у межах між верхньою і нижньою границями вказаного діапазону, а також будь-яке інше встановлене або проміжне значення. Верхні і нижні границі цих звужених діапазонів можуть бути незалежно одна від одної включені в згадані звужені діапазони і також охоплюються винаходом, з урахуванням специфічного виключення будь-якої границі з встановленого 87711 14 діапазону. Якщо встановлений діапазон включає одну або обидві згаданих границі, то діапазони, що виключають будь-яку з границь або обидві границі, також включені в обсяг винаходу. Якщо не визначене інше, всі технічні і наукові терміни, уживані в даному описі, мають загальновживані значення, зрозумілі фахівцям в галузі, до якої належить винахід. Нижче описані типові ілюстративні методи і матеріали, хоч в практиці випробування даного винаходу можуть бути застосовані будь-які методи і матеріали, аналогічні описаним у цьому документі. Всі публікації і патенти, на які в цьому документі є посилання, включені в даний опис шляхом посилань, як якби для кожної публікації або патенту було спеціально і окремо вказано на її включення в даний опис шляхом посилання з метою розкриття і опису методів і/або матеріалів, в зв'язку з ЯКИМИ зроблені посилання на ці публікації. Згадка про будь-яку публікацію дана для розкриття її змісту до дати подачі даної заявки і не повинна розглядатися як допущення, що даний винахід не дає права датувати таку публікацію більш раннім числом внаслідок попереднього винаходу. Далі, вказані дати опублікування можуть відрізнятися від дійсних дат опублікування, які можуть потребувати незалежного підтвердження. Потрібно мати на увазі, що вжиті в даному описі і формулі винаходу форми однини охоплюють множини об'єктів, якщо в контексті явно не вказане інше. Крім того, слід зазначити, що пункти формули винаходу можуть бути сформульовані так, щоб виключити будь-який необов'язковий елемент або ознаку. Це твердження є апріорною основою для застосування такої виключальної термінології, як «тільки», «виключно» тощо, в зв'язку з переліком елементів або ознак формули винаходу або із застосуванням «негативного» обмеження. Як буде очевидно для фахівця в галузі при читанні даного опису, кожний з окремих варіантів здійснення винаходу, описаний і ілюстрований в описі, містить дискретні складові і ознаки, які можуть бути легко відділені від ознак будь-яких інших варіантів або об'єднані з такими ознаками без виходу за межі обсягу або сутності даного винаходу. Будь-який викладений спосіб може бути здійснений в описаному порядку операцій або в будьякому іншому логічно можливому порядку. Як стисло вказано вище, цей винахід пропонує стійкі колоїди композита металу з електропровідним полімером і способи їх одержання і застосування. У нижченаведеному описі винаходу спочатку більш детально розглядаються типові варіанти запропонованих колоїдів, а потім розглядаються типові методики їх одержання і способи застосування згаданих колоїдів. Далі наведено огляд типових наборів, що включають запропоновані колоїди. Колоїди композита металу з електропровідним полімером Як стисло вказано вище, даний винахід пропонує колоїди композита металу з електропровідним полімером. Відмітною ознакою запропонованих колоїдів є те, що вони стійкі. У значенні, уживано 15 му в даному описі, термін «стійкий» означає здатність частинок колоїду залишатися у завислому стані в несучому середовищі колоїду, тобто він означає, що частинки колоїду не осаджуються із суспензії скільки-небудь значною мірою. Що стосується запропонованих колоїдів, то вони залишаються стійкими при перебуванні в стандартних умовах температури і тиску (STP) протягом періоду не менше приблизно 1 місяця, наприклад, не менше приблизно 3 місяців, в тому числі не менше приблизно 6 місяців, і в типових варіантах здійснення стійкі протягом періоду до 1 року, наприклад, до 2 років або більше, в тому числі до 5 років або більше. Оскільки колоїди, що пропонуються, є композитами металів з електропровідними полімерами, вони включають як металевий компонент, так і електропровідний полімерний компонент. Металевим компонентом запропонованих колоїдів в типових варіантах здійснення є благородний метал. Як вказано вище, до благородних металів, що становлять інтерес, належать метали VIII групи Періодичної системи, в тому числі (але не тільки) платина, іридій, паладій тощо, а також золото, срібло тощо. Термін «електропровідний полімер» означає електропровідний полімерний матеріал. У типових варіантах здійснення винаходу електропровідними полімерами є органічні полімери, наприклад, паразв'язані органічні полімери. Можуть бути застосовані, наприклад, поліпіроли, наприклад, поліпірол, пол(N-заміщений пірол), полі(3-заміщені піроли) і полі(3,4-дизаміщені піроли); політіофени, наприклад, політіофен, полі(3-заміщені тіофени), полі(3,4-дизаміщені тіофени) і полібензтіофен; поліізотіанафтени, наприклад, поліізотіанафтен; політієніленвінілени, наприклад, політієніленвінілен; полі(n-феніленвінілени), наприклад, полі(nфеніленвінілен); поліаніліни, наприклад, поліанілін, полі(N-заміщені аніліни), полі(3-заміщені аніліни) і полі(2,3-дизаміщені аніліни); поліацетилени, наприклад, поліацетилен; полідіацетилени, наприклад, полідіацетилен; поліазулени, наприклад, поліазулен; поліпірени, наприклад, поліпірен; полікарбазоли, наприклад, полікарбазол і полі(Nзаміщені карбазоли); поліселенофени, наприклад, поліселенофен; поліфурани, наприклад, поліфуран і полібензофуран; полі(n-фенілени), наприклад, полі(n-фенілен); полііндоли, наприклад, полііндол; поліпіридазини, наприклад, поліпіридазин; поліацени, наприклад, нафтацен, пентацен, гексацен, гептацен, дибензопентацен, тетрабензопентацен, пірен, дибензпірен, хризен, перилен, коронен, терилен, овален, квотерилен і циркумантрацен; похідні (наприклад, трифенодіоксазин, трифенодитіазин, гексацен-6,15-хінон), одержані шляхом заміни деяких вуглецевих атомів в поліаценах такими атомами, як N, S і О, або функціональною групою, наприклад, карбонілом; такі полімери, як полівінілкарбазоли, поліфеніленсульфід і полівініленсульфід. Особливий інтерес в типових варіантах здійснення винаходу становлять поліпірол, політіофен, поліанілін або їхні похідні. У типових варіантах здійснення винаходу полімером є водорозчинний електропровідний 87711 16 полімер. У деяких із цих варіантів водорозчинним електропровідним полімером є заміщений органічний електропровідний полімер, причому цей полімер містить іонізовану групу або групи. Термін іонізована «група», означає групу, яка при відповідному значенні рН може нести результуючий позитивний або негативний заряд. До іонізованих груп, що становлять інтерес, належать карбоксили, аміногрупи тощо, але не тільки вони. У деяких варіантах водорозчинним електропровідним полімером є заміщений поліанілін, наприклад, поліанілін, заміщений іонізованими групами, наприклад, карбоксилами, такими як полі(анілін-2-карбонова кислота). У запропонованих колоїдах частинки металу мають поверхневе покриття електропровідним полімером і суспендовані в рідкому середовищі, в типових випадках у водному середовищі. Термін «поверхневе покриття» означає, що принаймні частина поверхні частинок або вся поверхня частинок покрита шаром молекул електропровідного полімеру. У типових варіантах цей шар або покриття з електропровідного полімеру являє собою моношар, тобто поверхня частинок покрита одним шаром молекул полімеру. Розміри частинок можуть бути різними, однак в типових варіантах вони лежать у межах від приблизно 1нм до приблизно 1мкм, наприклад, від приблизно 1нм до приблизно 100нм, в тому числі від приблизно 30нм до приблизно 60нм. У типових варіантах частинки мають вузький діапазон розподілу за розмірами. Поняття «вузький діапазон розподілу частинок за розмірами» означає, що стандартне відхилення розмірів частинок не перевищує приблизно 30%, а в деяких типових варіантах не перевищує приблизно 20%, наприклад, не перевищує приблизно 17%, в тому числі не перевищує приблизно 10% від середнього діаметра. Що стосується полімерного компонента запропонованих композитів, то згаданий полімерний компонент має середню молекулярну масу в межах від приблизно 1500Да до приблизно 32000Да, наприклад, від приблизно 5000Да до приблизно 7000Да, в тому числі в межах від приблизно 23000Да до приблизно 27000Да. Далі, полімерний компонент характеризується вузьким діапазоном дисперсності, так що щонайменше приблизно 45%, зокрема, щонайменше приблизно 25% кількості молекул полімеру, адсорбованих на поверхні частинок, мають молекулярну масу, що становить щонайменше приблизно 55%, наприклад, щонайменше приблизно 75% середньої молекулярної маси всіх молекул, адсорбованих на цій поверхні. Внаслідок вищезгаданих відмітних ознак, що стосуються вузького діапазону розподілу розмірів частинок і вузького діапазону дисперсності, колоїди є однорідними або рівномірними відносно покритих полімером частинок колоїдів. Густина колоїдів може бути різною, однак в типових варіантах здійснення винаходу вона становить щонайменше приблизно 1,01, наприклад, щонайменше приблизно 1,05, і може досягати значень 1,30 або більше, причому густина може лежати в межах від приблизно 1,07 до приблизно 17 1,10, наприклад, від приблизно 1,085 до приблизно 1,095 по відношенню до густини води при 20°C Концентрація частинок запропонованих колоїдів у рідкому середовищі може бути різною, однак в деяких варіантах вона лежить в межах від приблизно 1x1010 до приблизно 1x1015 частинок/мл, наприклад, від приблизно 1x1011 до приблизно 5x1011 частинок/мл, в тому числі від приблизно 2x1011 до приблизно 3,75x1011 частинок/мл. У деяких варіантах металевий і електропровідний полімерний компоненти узгоджені відносно оптичного параметра, наприклад, за спектральною поглинальною здатністю. У типових варіантах металевий і електропровідний полімерний компоненти підібрані таким чином, що значення їх максимумів спектральної поглинальної здатності виміряні окремо для кожного компонента за методикою, описаною нижче в експериментальній частині, відрізняються один від одного менш ніж приблизно на 50нм, наприклад, менш ніж приблизно на 40нм, в тому числі менш ніж приблизно на 25нм. «Спільний» максимум спектральної поглинальної здатності (тобто середнє значення для двох максимумів окремих компонентів) може бути різним і варіює в межах від приблизно 1 до приблизно 10, наприклад, від приблизно 3 до приблизно 4. Типовими необмежувальними прикладами узгоджених пар метал/електропровідний полімер, що становлять інтерес, є золото/поліанілін, наприклад, золото/полі(анілін-2-карбонова кислота), срібло/полі(тіофен-3-карбонова кислота) тощо. У деяких варіантах композитний колоїд більш чутливий до змін показника заломлення рідкого середовища, в якому він суспендований, в порівнянні з контрольним колоїдом, одержаним на основі частинок металу, не покритих електропровідним полімером. Вислів «більш чутливий» означає чутливість, підвищену щонайменше приблизно в 10 разів, наприклад, щонайменше приблизно в 100 разів, в тому числі щонайменше приблизно в 1000 разів у порівнянні з контролем, визначену при випробуванні, описаному нижче в експериментальній частині. У деяких варіантах згадані частинки мають на своїй поверхні пов'язаний ліганд, наприклад, фрагмент, який специфічно зв'язується з визначуваною речовиною (аналітом), що становить інтерес, терапевтично активний фрагмент тощо. Вислів «зв'язаний» означає, що ліганд іммобілізований на поверхні частинки, причому цей ліганд може бути зв'язаний з поверхнею частинки ковалентно або нековалентно. Густина ліганду на поверхні частинки може бути різною і лежати в межах від приблизно 2 молекул до приблизно 50 молекул, наприклад, приблизно 5 молекул до приблизно 25 молекул на одну частинку. Як вказано вище, на поверхні частинок запропонованих колоїдів можуть бути присутні різноманітні типи зв'язаних лігандів. У деяких варіантах конкретний присутній ліганд залежить від природи аналіту, який потрібно зв'язувати цим лігандом у конкретному випадку застосування, наприклад, при детектуванні аналітів в розглянутих нижче випадках. До необмежувальних прикладів лігандів, що становлять інтерес, належать згадані вище 87711 18 ліганди, наприклад, нуклеїнові кислоти, пептиди тощо. Значення рН колоїду може бути різним і в типових варіантах лежить в межах від приблизно 2 до приблизно 12, наприклад, від приблизно 4,5 до приблизно 9,0. Колоїди можуть містити, крім частинок металу, покритих полімером, різні додаткові компоненти, причому необмежувальними прикладами додаткових компонентів, що становлять інтерес, є солі, буферні сполуки, поверхнево-активні речовини, стабілізатори тощо. У деяких типових варіантах згаданий колоїд практично не містить неадсорбованого полімеру, тобто в рідкому компоненті колоїду вільний полімер відсутній або присутній в незначній кількості. Концентрація вільного полімеру в рідкому середовищі колоїду у разі його присутності не перевищує приблизно 5%, більш конкретно, не перевищує приблизно 1% застосованої кількості полімеру. Способи одержання Запропоновані колоїди можуть бути одержані будь-яким зручним способом, що забезпечує одержання колоїду за даним винаходом, наприклад, описаного вище. Згідно з одним типовим варіантом здійснення винаходу, вихідний колоїд металу (колоїд-прекурсор) і водорозчинний електропровідний полімер об'єднують способом, що забезпечує адсорбцію водорозчинного електропровідного полімеру на поверхні частинок колоїду металу з утворенням, таким чином, композитного колоїду за даним винаходом. Згідно з типовими варіантами здійснення винаходу, перший об'єм колоїду металу об'єднують з другим об'ємом розчину водорозчинного полімеру. Відношення об'ємів колоїду і полімеру може бути різним, але в деяких варіантах лежить в межах від приблизно 100 до приблизно 1, наприклад, від приблизно 50 до приблизно 20, в тому числі від приблизно 10 до приблизно 5. Згідно з деякими варіантами, колоїд і розчин полімеру об'єднують шляхом введення об'єму розчину полімеру в колоїд. У деяких варіантах об'єднання об'ємів здійснюють із перемішуванням, наприклад, шляхом механічного перемішування однієї з рідин під час додавання до неї іншої рідини, шляхом з'єднання об'ємів при переміщенні, наприклад, струшуванні, контейнера, в якому рідини об'єднують, тощо. Колоїд металу, що об'єднується з водорозчинним полімером, в типових варіантах являє собою колоїд благородного металу, суспендованого у водному рідкому середовищі. У типових прикладах колоїд є однорідним з точки зору природи частинок металу, при цьому згадані частинки мають середній діаметр, що лежить у межах від приблизно 2нм до приблизно 1мкм, наприклад, від приблизно 3нм до приблизно 60нм, в тому числі від приблизно 5нм до приблизно 30нм, і вузький діапазон розподілу за розмірами, як описано вище. У типових варіантах густина частинок в середовищі лежить в межах від приблизно 1,01 до приблизно 1,30, наприклад, від приблизно 1,02 до приблизно 1,10. У типових варіантах рН колоїду вибирають таким чином, щоб забезпечити негативну зарядженість поверхні частинок колоїду, причому рН може лежати в межах від приблизно 2 до приблиз 19 но 12, включаючи від приблизно 1 до приблизно 10, наприклад, від приблизно 3 до приблизно 5. У типових варіантах розчин водорозчинного полімеру являє собою розчин водорозчинного електропровідного полімеру, як описано вище, причому концентрація полімеру в розчині може лежати в межах від приблизно 0,02г/100мл до приблизно 2г/100мл, наприклад, від приблизно 0,02г/100мл до приблизно 0,5г/100мл, в тому числі від приблизно 0,2г/100мл до приблизно 0,3г/100мл. Середня молекулярна маса полімеру в типових варіантах лежить в межах від приблизно 1500Да до приблизно 32000Да, наприклад, від приблизно 5000Да до приблизно 7000Да, причому полімер характеризується вузьким діапазоном дисперсності, так що щонайменше приблизно 55%, наприклад, щонайменше приблизно 75% полімерів, присутніх в розчині, мають молекулярну масу, що становить щонайменше від приблизно 90% до приблизно 110%, наприклад, щонайменше від приблизно 95% до приблизно 105% середньої молекулярної маси. У деяких варіантах значення рН водорозчинного полімеру вибране таким чином, що водорозчинні полімери заряджені позитивно, при цьому рН у типових варіантах може лежати в межах від приблизно 2 до приблизно 7, наприклад, від приблизно 3 до приблизно 5. Згідно з деякими варіантами здійснення винаходу, об'єми колоїду металу і розчину водорозчинного полімеру, що об'єднується на цій стадії, а також їх параметри (наприклад, густина, рН, концентрація тощо) визначають заздалегідь із розрахунком на одержання цільового композитного колоїду, стійкого і практично вільного від полімеру, що містився в фазі розчину, причому вислів «практично вільного від полімеру, що містився у фазі розчину» означає, що концентрація полімеру, що містився в фазі розчину, становить менш ніж приблизно 5%, наприклад, менш ніж приблизно 1%. Відмітною ознакою цих варіантів є те, що цільовий колоїд одержують без застосування якої-небудь промивки або іншої стадії, призначеної для видалення з одержаного колоїду полімеру, що містився у фазі розчину. Відповідні об'єми і параметри компонентів, що забезпечують реалізацію таких варіантів запропонованих способів, можна визначити, застосовуючи методики, що розглядаються нижче в експериментальній частині. При об'єднанні колоїду металу і водорозчинного полімеру ці два компоненти змішують, одержуючи реакційну суміш, і одержану суміш витримують протягом періоду часу, достатнього для утворення цільового продукту. Як правило, реакційну суміш витримують при температурі в межах від приблизно 15°C до приблизно 30°С, наприклад, від приблизно 18°С до приблизно 22°C, протягом періоду часу від приблизно 5хв до приблизно 60хв, наприклад, від приблизно 10хв до приблизно 20хв. У деяких варіантах способи реалізації винаходу можуть додатково включати стадію модифікування поверхні частинок композитного колоїду з метою зв'язування ліганду, наприклад, ліганду, що специфічно зв'язується з аналітом, що становить інтерес. При бажанні ліганд може бути іммобілізо 87711 20 ваний на поверхні частинок безпосередньо або опосередковано, наприклад, за допомогою містечкової групи, з використанням будь-якої відповідної методики, наприклад, із застосуванням ковалентного або нековалентного зв'язування ліганду з частинкою, наприклад, безпосередньо з металевим компонентом або з полімером, присутнім на поверхні частинки, наприклад, шляхом проведення реакції з функціональною групою, присутньою в молекулі полімеру. Як ліганд можна застосовувати будь-який з численних типів молекул, наприклад, нуклеїнові кислоти, пептиди, низькомолекулярні органічні і неорганічні сполуки тощо, згадані вище. Як вказано вище, при бажанні реакційну суміш можна перемішувати. Корисність Колоїди за даним винаходом, описані вище, можна застосовувати для численних різних цілей. Наприклад, запропоновані колоїди можна застосовувати для скринінгу проб за ознакою присутності або відсутності в пробі однієї або декількох цільових визначуваних речовин. Таким чином, винахід пропонує способи детектування присутності однієї або декількох цільових визначуваних речовин (аналітів) в пробі. При такому застосуванні певний об'єм колоїду, наприклад, такого, що містить ліганд, специфічний до даного аналіту, вводять у контакт із пробою, що піддається скринінгу, і контролюють оптичний параметр колоїду з метою виявлення його зміни, наприклад, зміни світлопоглинання колоїду на певній довжині хвилі. На цій стадії можна оцінювати або контролювати будь-який зручний для цієї мети оптичний параметр, при цьому необмежувальними прикладами типових параметрів є поглинання, розсіювання, флуоресценція, люмінесценція тощо. Оптичний параметр можна контролювати із застосуванням будь-якого зручного для цього пристрою і методики, причому відповідні методики добре відомі фахівцям у галузі, а типові методики більш детально описані нижче в експериментальній частині. Потім наявність або відсутність зміни оптичного параметра застосовують як основу для встановлення присутності або відсутності в пробі аналіту, що становить інтерес. У найбільш широкому значенні способи можуть бути якісними або кількісними. Якщо детектування є якісним, то способи, що розглядаються, забезпечують виявлення або визначення, наприклад, оцінювання, присутності або відсутності у випробуваній пробі цільового аналіту. Згідно з іншими варіантами здійснення винаходу, запропоновані способи забезпечують кількісне детектування присутності в пробі цільового аналіту, тобто визначення або вимірювання реальної кількості цільового аналіту у випробуваній пробі. У таких варіантах кількісне визначення може бути абсолютним або, якщо спосіб призначений для детектування двох або декількох цільових аналітів в пробі, відносним. Термін «кількісне визначення» застосовно до кількісного визначення цільового аналіту (аналітів) в пробі може стосуватися абсолютного або відносного кількісного визначення. Абсолютне кількісне визначення можна здійснювати шляхом введення в пробу відомої концентрації (концент 21 рацій) одного або декількох контрольних аналітів і зіставлення детектованого рівня сигналу цільового аналіту з відомими сигналами від контрольних аналітів (наприклад, за допомогою побудови градуювальної кривої). Згідно з альтернативними варіантами, може бути здійснено відносне кількісне визначення шляхом зіставлення детектованих рівнів сигналу або кількостей двох або декількох різних цільових аналітів для забезпечення відносного кількісного визначення кожного з двох або декількох різних цільових аналітів, наприклад, по відношенню один до одного. Способи за даним винаходом можна застосовувати для детектування присутності одного або декількох різних цільових аналітів у різноманітних пробах, в тому числі в складних пробах, що містять у великих кількостях речовини, що не становлять інтерес, причому запропоновані способи забезпечують детектування цільового аналіту (аналітів) із високою чутливістю. Таким чином, запропоновані способи є високочутливими способами детектування одного або декількох цільових аналітів у простих або складних пробах. Проби, що досліджуються запропонованими способами, в деяких варіантах беруться із фізіологічних джерел. Фізіологічні джерела можуть бути еукаріотними або прокаріотними. До фізіологічних джерел, що становлять інтерес, належать джерела, що походять від одноклітинних організмів, наприклад, бактерій і дріжджових грибків, і від багатоклітинних організмів, в тому числі від рослин і тварин, зокрема, від ссавців, при цьому фізіологічні джерела з багатоклітинних організмів можуть походити від конкретних органів або тканин багатоклітинного організму або від ізольованих клітин або субклітинних або позаклітинних фракцій, одержаних із цих органів або тканин. Способи за даним винаходом можуть бути застосовані для детектування широкої різноманітності аналітів. Аналіти, що становлять інтерес, можуть мати форму твердих речовин, рідин або газів (наприклад, органофосфатів тощо). Аналітами, що становлять інтерес, можуть бути протеїноподібні молекули, необмежувальними прикладами яких є протеїноподібні аналіти, наприклад, пептиди і протеїни або їхні фрагменти, а також пріони і інші протеїноподібні типи аналітів, причому аналітом може бути одиночна молекула, комплекс, що містить дві або декілька молекулярних субодиниць, які можуть бути зв'язані між собою ковалентно або нековалентно, мікроорганізм, наприклад, вірус або одноклітинний патогенний фактор, клітина, багатоклітинний організм або його частина тощо. Крім того, способи за даним винаходом можна застосовувати також для відбору (скринінгу) сполук, що модулюють взаємодію конкретних пар членів, що зв'язуються. Термін «модулювання» охоплює як ослаблення (наприклад, інгібування), так і посилення взаємодії між двома молекулами. Наприклад, якщо колоїд містить перший член пари, що зв'язується, і цей колоїд вводиться в контакт із другим членом у присутності речовини (кандидата), що підлягає скринінгу, то можна визначити або оцінити вплив речовини-кандидата 87711 22 на взаємодію членів пари, що зв'язується. Вищезазначені способи можна застосовувати для скринінгу різноманітних речовин-кандидатів. До речовин-кандидатів належать сполуки різноманітних хімічних класів, однак у типових випадках вони є органічними молекулами, відповідно до варіанта, якому віддається перевага, низькомолекулярними органічними сполуками, що мають молекулярну масу більшу за 50Да і меншу за приблизно 2500Да. Речовини-кандидати включають функціональні групи, необхідні для структурної взаємодії з протеїнами, зокрема, для утворення водневих зв'язків, і в типових випадках містять щонайменше одну аміногрупу, карбоніл, гідроксил або карбоксил, відповідно до варіанта, якому віддається перевага, щонайменше дві згадані хімічні функціональні групи. Речовини-кандидати часто містять карбоциклічні або гетероциклічні структури та/або ароматичні або поліароматичні структури, заміщені однією або декількома вищезазначеними функціональними групами. Речовини-кандидати також можна знайти серед біомолекул, до яких належать пептиди, сахариди, жирні кислоти, стероїди, пурини, піримідин, їхні похідні, структурні аналоги або сполучення таких сполук. Речовини-кандидати одержують із різноманітних джерел, в тому числі з бібліотек синтетичних або природних сполук. Наприклад, численні засоби можна одержати шляхом нецілеспрямованого і спрямованого синтезу широкої різноманітності органічних сполук і біомолекул, в тому числі шляхом експресії рандомізованих олігонуклеотидів і олігопептидів. За альтернативними варіантами, на ринку є або можуть бути легко одержані бібліотеки природних сполук у формі екстрактів із бактерій, грибків, рослин або тваринних організмів. Крім того, природні або синтетично одержані бібліотеки і сполуки легко піддаються модифікуванню відомими хімічними, фізичними і біохімічними засобами і можуть застосовуватися для одержання комбінаторних бібліотек. Відомі фармакологічні засоби можуть бути піддані спрямованому або неспрямованому хімічному модифікуванню, наприклад, ацилуванню, алкілуванню, естерифікуванню, амідуванню тощо, для одержання структурних аналогів. Діючі речовини, ідентифіковані в процесі вищезазначеного скринінгу, знаходять застосування в різноманітних методах, в тому числі в методах модулювання активності цільового аналіту і в умовах, пов'язаних з його присутністю та/або дією. Додаткова галузь застосування колоїдів за даним винаходом включає терапевтичне застосування, наприклад, як носіїв для доставки лікарських речовин. Наприклад, лікарський засіб може бути іммобілізований на поверхні наночастинок, і в організм суб'єкта з метою його лікування може бути введена ефективна кількість колоїду, приготованого з таких наночастинок. При бажанні наночастинки колоїду можна додатково модифікувати, зв'язуючи їх із групами, що забезпечують спрямовану доставку до мішені, тобто спрямовування наночастинок у необхідну ділянку організму пацієнта. 23 Набори і системи Як вказано вище, винахід пропонує також набори і системи для застосування при реалізації способів за даним винаходом. Такі набори і системи включають принаймні вищеописані колоїди за даним винаходом або їхні компоненти. Набори і системи можуть включати також різні необов'язкові компоненти, що знаходять застосування в способах за даним винаходом. До необов'язкових компонентів, що становлять інтерес, належать буфери тощо. У деяких варіантах наборів за даним винаходом згадані набори додатково містять інструкції щодо реалізації запропонованих способів або засоби для одержання таких інструкції! (наприклад, найменування сайта, що відправляє користувача до сторінки, де описані відповідні інструкції), причому ці інструкції, як правило, друковані на носії. Носієм може бути один або декілька таких предметів: вкладиш в упаковку, упаковка, контейнери з реагентами тощо. В запропонованих наборах один або декілька компонентів можуть міститися в одному або декількох контейнерах у залежності від зручності або бажання. Нижченаведені приклади подані з ілюстративною метою і не мають обмежувального характеру. Експериментальна частина Нижче описаний процес одержання наночастинок композита поліаніліну на колоїдному золоті і визначення оптоелектронних характеристик синтезованого матеріалу. І. Синтез А. Синтез водорозчинної полі(анілін-2карбонової кислоти) (PANI-COOH) Вказаний синтез полягає в окисненні мономера у водному розчині хлоридом заліза за методикою, детально описаною раніше (Енглеб'єн, Вейланд - P. Englebienne, М. Weiland, «Водорозчинний електропровідний полімер у гомогенному імунохімічному аналізі (SOPHIA): новий спосіб імунохімічного аналізу, що піддається автоматизації», Immunol. Methods 1996, 191, 159-170; Енглеб'єн, Вейланд, «Синтез водорозчинних карбоксилвмісних і заміщених оцтовою кислотою політіофенів і використання їх фотохімічних властивостей в гомогенному конкурентному імунохімічному аналізі», Chem. Commun., 1996, 1651-1652; Енглеб'єн, «Індикаторні реагенти для виявлення або кількісного визначення аналіту, набори, що містять їх, і методики виявлення або кількісного визначення», Eur. Pat. 0623822, 1994). Політіофени також можна одержати за тією самою методикою, однак із використанням при окисненні крім хлориду заліза пероксидисульфату амонію. На кінцевому етапі синтезу підвищують рН до 12 за допомогою лускатого NaOH з метою осадження хлориду заліза у вигляді гідроксиду і розкладання пероксидисульфату. Гідроксид заліза видаляють фільтруванням, а розчин полімеру застосовують без додаткових операцій. У даному прикладі вихід по стадії синтезу був підвищений двома шляхами: шляхом підвищення розчинності мономера в суміші диметилформаміду з водою (1:10) і проведення полімеризації при перемішуванні і нагріванні зі зворотним холодильником. 87711 24 Як видно із хроматограм, одержаних методом гель-проникної (GP) хроматографії і показаних на Фіг.1, розчини полімерної полі(тіофен-3-карбонової кислоти) і PANI-COOH є абсолютно однорідними і дають основні піки, що характеризуються молекулярними масами відповідно приблизно 18000Да (час утримання 20,5хв) і 6000Да (24хв), і неосновні піки, що характеризуються молекулярними масами відповідно приблизно 25000Да (19хв) і 15000Да (21хв). Такі молекулярні маси відповідають олігомерам, що складаються відповідно з 45 ланок PANI-COOH, що повторюються, і 100 ланок PANICOOH, що повторюються. Потрібно мати на увазі, що вказані значення не є абсолютними, оскільки колонка була відградуйована із застосуванням глобулярних протеїнів, а полімери, що аналізуються не обов'язково мають глобулярну форму молекул. Умови хроматографування: Колонка для РХВЕ: TSK 2000SW, 7,5x600мм. Елюент: 50мМ фосфат, рН 7,4. Об'ємна швидкість потоку: 1мл/хв. Об'єм проби: 50мкл. Детектування: оптична густина на довжині хвилі 254нм, 0,5 повної шкали в абсолютних одиницях. Швидкість діаграмної стрічки: 1мм/хв. В. Синтез колоїдних наночастинок золота Наночастинки одержували відновленням розчину золото(3)-хлористоводневої кислоти цитратом натрію. Цей процес добре відомий і описаний в публікації Енглеб'єна і інш. (P. Englebienne, A. Van Hoonacker, М. Verhas, «Високопродуктивний скрингнг із застосуванням ефекту поверхневого плазмонного резонансу колоїдного золота», Analyst, 2001, 126, 1645-1651). У вищезазначеній книзі приведені докладні методики одержання наночастинок різних розмірів. Наночастинки, застосовані в даному звіті, мають діаметр приблизно 50нм і є гомеодисперсними. 3. Синтез композита наночастинок колоїдного золота з полі(анілін-2-карбоксилатом) Колоїдні наночастинки благородного металу несуть негативний заряд в широкому діапазоні рН. Ця властивість застосовується в розроблених методиках для покриття таких наночастинок протеїном. Наночастинки змішують із протеїном при рН, що лежить нижче ізоелектричної точки протеїну, і протеїн адсорбується на поверхні частинок внаслідок взаємодії зарядів. Такі частинки з протеїновим покриттям стійкі і не флокуюють у присутності високих концентрацій солей. Загальновживані методики включають застосування надлишку протеїнів з метою запобігання утворенню містків із молекул протеїну між окремими наночастинками. Після адсорбції протеїну наночастинки піддають центрифугуванню і промивці для видалення надмірного протеїну. Потім колоїд знову суспендують у відповідному буфері. Протягом попередніх років автори винаходу розробили спосіб, що значно спрощує згадану методику, який описаний в книзі авторів і в публікації в J. Mater. Chem., посилання на яку дане вище. Принцип способу полягає в змилуванні колоїду золота в пробірках із зростаючими концентраціями протеїну при відповідному 25 рН. Після змилування в пробірки додають 1M розчин NaCl. У пробірках, де частинки не цілком стабілізовані шаром протеїну, наночастинки флокуюють, що спричиняє сильне червоне зміщення у видимій ділянці спектра поглинання від природного піку поверхневого плазмонного резонансу (SPR) при 520нм до 600-800нм; це призводить до зниження оптичної густини в піку SPR. Таким чином, з ізотерми зв'язування, побудованої за спектральними характеристиками і концентраціями протеїну, доданими до колоїду золота, можна визначити мінімальну концентрацію протеїну, необхідну для повної стабілізації золя золота, іншими словами, концентрацію протеїну, необхідну для повного покриття індивідуальних наночастинок суцільним шаром протеїну. Потім збільшують масштаб процесу для одержання великих кількостей продукту. У цьому випадку автори зробили висновок, що водорозчинний полімер, скелет якого несе як замісники іонізовані групи, може поводитися точно таким самим чином. Наприклад, у відношенні PANI-COOH можна очікувати, що при низьких значеннях рН всі карбоксильні групи будуть протоновані і, отже, здатні осаджуватися на колоїдних наночастинках золота за рахунок адсорбції заряду, утворюючи стійкі колоїдні композити. Для перевірки цього припущення авторами спочатку був досліджений вплив рН на можливу здатність PANICOOH до стабілізації колоїдних наночастинок золота. Застосовувалася описана нижче методика. У ряд пластмасових пробірок, кожна з яких містила 0,01мл розчину PANI-COOH, швидко додавали за допомогою піпетки, що працює з витисненням під тиском, по 1мл колоїдного розчину золота, і вміст пробірок відразу ж збовтували. Колоїдні розчини золота, що вводяться в кожну пробірку, доводили до різних значень рН, застосовуючи для цієї мети або 10мМ розчин карбонату натрію, або 300мМ розчин HCl. Потім у кожну пробірку додавали 0,5мл 1M розчину хлориду натрію для флокуляції нестабілізованих частинок. Реєстрували спектри кожного розчину в УФ і видимому діапазонах. Реєстрували довжину хвилі піку і поглинальну здатність на довжині хвилі максимуму (SPR) і будували графіки залежності цієї величини від рН. Одержані результати зображені на Фіг.2. Як видно із Фіг.2, довжина хвилі піку SPR колоїду золота поступово зсувається в «червону» ділянку від 550нм до 660нм при зміні рН від 2 до 5, а потім швидко зміщається назад до 560нм при рН вище за 5. Оптична густина в піку має максимум на ділянці рН 3 і швидко знижується вдвічі при рН більше за 5. Низька оптична густина в піку SPR при рН>5 вказує, що ступінь флокуляції такий, що більшість частинок осідає на дно кювети. Стійкі значення оптичної густини, що спостерігаються, і довжини хвилі в максимумі стосуються розчинної PANI-COOH, що залишається в надосадовій рідині. При рН