(57)【要約】本発明は検体の判定方法に関する。本発明は、検体への発光材料（１０）の照射を伴う種々の方法であって、検体との相互作用時に、電磁放射線への曝露時間の関数として発光の変化が認められ、検体を判定することができる、方法を提供する。本発明のいくつかの実施形態は、高放射性の半導体ナノ結晶の使用を含む。本発明の一実施例において、半導体ＺｎＯナノ結晶（２０）は、アミン外殻（３０）に封入される核を形成する。こうして形成されるナノ粒子の光安定性は、アルデヒドとの相互作用に依存する。そのため、試料におけるアルデヒドの存在は、光退色を比較測定することで明らかになる。
2009520207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体と発光物との相互作用により前記検体を判定する方法であって、
前記検体を含有すると考えられる試料を提供する手順；
外層を含む発光物に前記試料を曝露させ、前記検体が存在する場合に、前記検体と前記外層との間の相互作用により前記検体が前記物体に対して固定化されるようにする手順であって、前記相互作用によって前記外層が変更される、手順；
前記発光物の１回目の発光を測定する手順；
前記発光物の発光特性を変化させるのに十分な期間にわたり、かつ十分な条件下で、前記発光物を電磁放射線に曝露させる手順；
前記発光物の２回目の発光を測定する手順；
前記検体の存在を示す前記１回目の発光と前記２回目の発光との差異を測定する手順、
を含み、
前記外層を変更すると、前記期間にわたりかつ前記条件下で前記物体を前記電磁放射線に曝露させた際に、発光特性の変化に対する物体の感受性が高められ、前記検体の非存在下では、前記期間にわたりかつ前記条件下で前記発光物を前記電磁放射線に曝露させても、前記１回目と前記２回目の発光の間に前記の差異が生じない、
方法。
【請求項２】
前記検体の非存在下では、前記期間にわたりかつ前記条件下で前記発光物を前記電磁放射線に曝露させると、前記１回目と２回目の発光の間に差異が生じる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記検体の非存在下における差異が、前記検体の存在下における差異よりも小さい、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記発光物の前記外層が、前記物体の表面に対する親和性を有する複数の官能基を含み、前記検体が前記物体に対して固定化されると、前記物体の表面からの分離時に官能基が増加し、前記期間にわたりかつ前記条件下で前記物体を前記電磁放射線に曝露させた際に、前記発光特性の前記変化に対する前記物体の感受性が高められる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記外層が自己集合した密集構造であり、前記検体の存在下において、前記外層は前記検体と相互作用して前記自己集合した密集構造を破壊し、前記期間にわたりかつ前記条件下で前記物体を前記電磁放射線に曝露させた際に、前記発光特性の前記変化に対する前記物体の感受性が高められる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記外層が少なくとも１種類のシランを含む、請求項１項に記載の方法。
【請求項７】
前記発光物が半導体ナノ結晶を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記半導体ナノ結晶が、ＭｇＯ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＣａＳ、ＣａＳｅ、ＣａＴｅ、ＳｒＳ、ＳｒＳｅ、ＳｒＴｅ、ＢａＳ、ＢａＳｅ、ＢａＴｅ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、Ａｌ２Ｓ３、Ａｌ２Ｓｅ３、Ａｌ２Ｔｅ３、Ｇａ２Ｓ３、Ｇａ２Ｓｅ３、ＧａＴｅ、Ｉｎ２Ｓ３、Ｉｎ２Ｓｅ３、ＩｎＴｅ、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＴｉＮ、ＴｉＰ、ＴｉＡｓ、ＴｉＳｂ、ＢＰ、Ｓｉ、Ｇｅ、またはＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｌＰ、もしくはＩｎＧａＡｓＰ等のこれらの合金、あるいはこれらの第３級または第４級混合物、これらの化合物、あるいはこれらの固溶体である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記半導体ナノ結晶がＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳｅ、および／またはＺｎＯである、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記発光物がＺｎＯを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記外層がアミン、チオール、カルボン酸、無水物、および／またはアルコールを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記外層がアミンを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記相互作用が、共有結合、イオン結合、水素結合の形成、および／または前記検体とのＶａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌ相互作用を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記相互作用が前記検体との共有結合の形成を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記検体がアルデヒドを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記検体が生体分子である、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記発光物が蛍光染料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
検体を判定する方法であって、
前記方法が、検体を含むと考えられる試料の存在下において、発光物を電磁放射線に曝露させる手順であって、前記検体が、前記電磁放射線に反応する前記物体の発光特性の変化に影響を及ぼす、手順；ならびに
前記検体が存在する場合に、前記電磁放射線への曝露により生じる前記物体の前記発光特性の変化を測定することによって前記検体を判定する手順、
を含む、方法。
【請求項１９】
前記曝露が、前記発光物の発光特性を変化させるのに十分な期間にわたり、かつ十分な条件下で、前記発光物を電磁放射線に曝露させる手順を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記検体の非存在下における前記発光特性の前記変化が、前記検体の存在下における前記発光特性の前記変化と異なる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記検体の非存在下における前記発光特性の前記変化が、前記検体の存在下における前記発光特性の変化よりも規模が小さい、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記発光物が、前記物体の表面に対する親和性を有する複数の官能基を含み、前記検体が前記物体に対して固定化されると、前記物体の表面からの分離時に官能基が増加し、前記期間にわたりかつ前記条件下で前記物体を前記電磁放射線に曝露させた際に、前記発光特性の前記変化に対する前記物体の感受性が高められる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記外層が少なくとも１種類のシランを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記外層が自己集合した密集構造であり、前記検体の存在下において、前記外層は前記検体と相互作用して前記自己集合した密集構造を破壊し、前記期間にわたりかつ前記条件下で前記物体を前記電磁放射線に曝露させた際に、前記発光特性の前記変化に対する前記物体の感受性が高められる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記外層が少なくとも１種類のシランを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記発光物が半導体ナノ結晶を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２７】
前記半導体ナノ結晶が、ＭｇＯ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＣａＳ、ＣａＳｅ、ＣａＴｅ、ＳｒＳ、ＳｒＳｅ、ＳｒＴｅ、ＢａＳ、ＢａＳｅ、ＢａＴｅ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＢｌＮ、ＢｌＰ、ＢｌＢｓ、ＢｌＳｂ、Ｂｌ２Ｓ３、Ｂｌ２Ｓｅ３、Ｂｌ２Ｔｅ３、Ｇａ２Ｓ３、Ｇａ２Ｓｅ３、ＧａＴｅ、Ｉｎ２Ｓ３、Ｉｎ２Ｓｅ３、ＩｎＴｅ、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＢｌＰ、ＢｌＢｓ、ＢｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＢｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＢｓ、ＩｎＳｂ、ＴｉＮ、ＴｉＰ、ＴｉＢｓ、ＴｉＳｂ、ＢＰ、Ｓｉ、Ｇｅ、またはＢｌＧａＢｓ、ＩｎＧａＢｓ、ＩｎＧａＰ、ＢｌＧａＢｓ、ＢｌＧａＢｓＰ、ＩｎＧａＢｌＰ、もしくはＩｎＧａＢｓＰ等のこれらの合金、あるいはこれらの第３級または第４級混合物、これらの化合物、あるいはこれらの固溶体である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記半導体ナノ結晶がＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳｅ、および／またはＺｎＯである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記発光物がＺｎＯを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記外層がアミン、チオール、カルボン酸、無水物、および／またはアルコールを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項３１】
前記外層がアミンを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記相互作用が検体との共有結合の形成を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項３３】
物体と前記検体が、共有結合、イオン結合、水素結合の形成、および／または前記検体とのＶａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌ相互作用を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項３４】
前記相互作用が前記検体との共有結合の形成を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記検体がアルデヒドを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項３６】
前記検体が生体分子である、請求項１８に記載の方法。
【請求項３７】
前記発光物が蛍光染料を含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、発光物を使用して検体を判定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
本発明は、電磁放射線（例えば可視光）を放射する物体に関連する。このような物体の１つの種類には半導体ナノ結晶または量子ドットがあり、これらは、種々の用途で特に有用なものとなりうる高放射性の材料である。例えば、半導体ナノ結晶は、線幅が狭く高対称性の発光スペクトルを有し、生体標識や診断で使用する蛍光プローブ等の診断用ツールとしての用途に魅力的なものとなり得る。場合により、半導体ナノ結晶は、蛍光共鳴エネルギー移動検定および蛍光消光検定において使用されている。半導体ナノ結晶はまた、長期間にわたり高い放射安定性も示し、従来の生体プローブ色素に勝る利点ももたらし得る。
【０００３】
量子閉じ込め効果により、多くの半導体ナノ結晶が、サイズに依存した光学特性を示すことが可能である。すなわち、半導体ナノ結晶が光を発する波長は、ナノ結晶のサイズにより左右される場合があり、発光波長は、粒径を調節することによって調節し得る。例えば、１つの励起波長を、異なるサイズを有する半導体ナノ結晶群の励起に使用することで、励起波長により多くの異なる波長の光を放射させることができる。それにより多くの状況下において半導体ナノ結晶は極めて有用なものとなる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の要旨
本発明は、発光物と検体との相互作用により検体を判定する方法であって、ある実施形態において前記方法が、検体を含むと考えられる試料を提供する手順；外層を含む発光物に前記試料を曝露させ、前記検体が存在する場合に、前記検体と前記外層との相互作用により前記検体が前記物体に対して固定化されるようにする手順であって、前記相互作用によって前記外層が変更される、手順；前記発光物の１回目の発光を測定する手順；前記発光物の発光特性を変化させるのに十分な期間にわたり、かつ十分な条件下で、前記発光物を電磁放射線に曝露させる手順；前記発光物の２回目の発光を測定する手順；前記検体の存在を示す前記１回目の発光と前記２回目の発光との差異を測定する手順、を含み、前記外層を変更すると、前記期間にわたりかつ前記条件下で前記物体を前記電磁放射線に曝露させた際に、発光特性の変化に対する物体の感受性が高められ、前記検体の非存在下では、前記期間にわたりかつ前記条件下で前記発光物を前記電磁放射線に曝露させても、前記１回目と前記２回目の発光の間に前記の差異が生じない、方法を提供する。
【０００５】
本発明はまた、検体を判定する方法であって、ある実施形態において、前記方法が、検体を含むと考えられる試料の存在下において、発光物を電磁放射線に曝露させる手順であって、前記検体が、前記電磁放射線に反応する前記物体の発光特性の変化に影響を及ぼす、手順；ならびに前記検体が存在する場合に、前記電磁放射線への曝露により生じる前記物体の前記発光特性の変化を測定することによって前記検体を判定する手順、を含む、方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
詳細な説明
本発明は検体の判定方法に関する。本発明は、検体に発光材料等の放射性材料を曝露させる手順であって、検体との相互作用時に、発光の変化が電磁放射線への曝露時間の関数として認められ、それによって検体の存在および／または量が測定できる、手順を含む種々の方法を提供する。本発明のいくつかの利点には、高放射性物体を使用すること、ならびに２つの要素しか含まない簡略化された生体分子の直接測定方法であることが挙げられる。
【０００７】
一態様において、本発明は、１つの種は１つの物体と結合することが可能であり、それによって電磁放射線に対する物体の感受性を変更することができるという認識、すなわち、１つの種を１つの物体と結合できるようにすることで、物体を電磁放射線に曝露させた時に、物体の放射特性を変更することができる（放射特性を変更しない場合、あるいは少なくとも同程度でない場合に、種は存在しない）という認識を伴う。この認識に基づき、検体として種を検出するためにこの現象を使用することになる。いくつかの実施形態において、前記方法は、検体を含有すると考えられる試料の存在下において、発光物（例えば、ナノ粒子）を電磁放射線に曝露する手順であって、前記検体が存在する場合に、前記検体が、前記電磁放射線に反応する前記物体の発光強度特性の変化に影響を及ぼす、手順を含み得る。例えば、発光特性は、蛍光放射の強度、波長または発生であり得る。検体は、電磁放射線の照射時に物体の発光特性の変化を測定することで判定され得る。場合により、検体の非存在下における電磁放射線の照射時の発光特性の変化は、電磁放射線の照射時の検体の存在下における発光特性の変化と異なる（例えば、規模が小さい）場合がある。
【０００８】
本明細書で使用される「判定する」という用語は一般的に、種またはシグナルを例えば定量的または定性的に分析すること、および／または種またはシグナルの有無を検出することを指す。「判定する」とはまた、２つ以上の種またはシグナルの間の相互作用を例えば定量的または定性的に分析すること、および／または相互作用の有無を検出することも指す場合もある。「ナノ粒子」という用語は一般的に、最大断面寸法が１μｍに満たない粒子を指す。ナノ粒子は、例えば、無機物もしくは有機物、重合体、セラミック、半導体、金属、非金属、結晶（例えば、「ナノ結晶」）、非結晶、またはこれらを組み合わせた材料で構成され得る。一般的に、ナノ粒子の断面は、いずれの寸法も２５０ｎｍ未満であり、より一般的にはいずれの寸法も１００ｎｍ未満であり、好ましくはいずれの寸法も５０ｎｍ未満である。いくつかの実施形態において、ナノ粒子の直径は約２〜約５０ｎｍであり得る。いくつかの実施形態において、ナノ粒子の直径は約２〜約２０ｎｍであり得る。いくつかの実施形態において、ナノ粒子の直径は約２〜約３ｎｍであり得る。
【０００９】
いくつかの実施形態において、本発明は、検体と発光物との相互作用により前記検体を判定する方法を提供する。本発明で使用される発光物は、検体が曝露される外層によって少なくとも一部が覆われている発光核を有し得る（例えば、物体は、少なくともその一部が外層によって封入されている粒子であってもよい）。図１に示す一実施例のように、発光物１０は発光核２０と、発光核２０を囲む外層３０を含む。発光物と関連する種々の発光特性（例えば、発光強度、発光波長等）は、物体を囲む保護的な外層により左右される場合がある。外層は、例えば、電気的に絶縁するか（例えば、レドックス特性の増強による）、光学的に干渉しないか、化学的に安定するか、または基の材料に格子整合する（例えば、エピタキシャル成長、欠陥を最小化のため）ように適切に選択された材料で構成され得る。外層は、以下に詳述する通り、無機材料、有機材料、またはこれらの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態においては、外層が存在することで、例えば電磁放射線（例えば、ＵＶ光）への曝露時に化学安定性および光化学安定性が発光核にもたらされ得る。いくつかの実施形態においては、外層と検体との相互作用により、例えば、格子のひずみ、結晶溶解またはその他の変形を含めた破損が外層構造に生じる場合がある。
【００１０】
本明細書に記載の方法は、検体を含有すると考えられる試料を、外層によって少なくとも部分的に封入された発光核を含む発光材料に曝露させることを含み得る。検体が存在する場合は、検体と外層との相互作用により、検体が物体に固定化され得る。場合により、相互作用は、電磁放射線に発光物を曝露した際に、発光特性の変化に対する発光物の感受性が高められ得る。検体と外層との相互作用時に、発光物は電磁放射線に曝露され、１回目の発光が測定され得る。その後、ナノ粒子の発光特性を変化させるのに十分な期間にわたり、かつ十分な条件下でナノ粒子を電磁放射線に曝露させると、発光物の２回目の発光が測定され得る。この１回目と２回目の発光の差異によって、検体の存在が示され得る。
【００１１】
場合により、検体の非存在下で発光物を電磁放射線に曝露させると、物体の放射性がわずかに変化し得る。発光特性の変化は、例えば、放射性核と外層との界面欠陥、表面欠陥、または非放射性非活性経路を増大させる「トラップ」（または非効率な放射経路）、粒子全体の形状、不純物の存在等に起因し得る。しかしながら、検体の非存在下で見られる発光の変化または差異は、検体の存在下で生じる発光の変化に比べると、異なる場合がある。いくつかの実施形態において、検体の存在下で生じる１回目と２回目の発光の差異は、検体の非存在下で生じる１回目と２回目の発光の差異よりも有意に大きい場合がある。
【００１２】
いくつかの実施形態において、外層は、検体と相互作用して、検体との結合、例えば、共有結合（例えば、炭素−炭素、炭素−酸素、酸素−シリコン、硫黄−硫黄、リン−窒素、炭素−窒素、金属−酸素、またはその他の共有結合）、イオン結合、水素結合（例えば、ヒドロキシル、アミン、カルボキシル、チオールおよび／または類似の官能基の間の結合）、供与結合（例えば、金属イオンと単座配位子または多座配位子との間の複合体形成またはキレート化）等を形成し得る。相互作用は、Ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ相互作用も含み得る。一実施形態において、相互作用は、検体との共有結合を形成することを含む。外層はまた、生体分子対間の結合事象を介して、検体と相互作用し得る。例えば、外層は、標的検体上で例えばアビジンまたはストレプトアビジン等の補完的実体と特異的に結合するビオチン等の実体を含み得る。
【００１３】
場合により、外層は自己集合した密集構造であり得、検体の存在下において、電磁放射線に物体を曝露させると、外層は検体と相互作用して（例えば、検体との結合を形成して）、自己集合した密集構造を崩壊させ、発光特性の変化に対する物体の感受性を高め得る。場合により、適当な（例えば、密集した）保護外層がない場合は、電磁放射線への曝露時に発光物の発光強度が低下し、光退色を生じ得る。「光退色」という用語は、当該技術分野で既知であり、電磁放射線への曝露時における発光強度の低下を指す。ここで、低下の程度は、電磁放射線に対する曝露時間の関数であり得る。電磁放射線に曝露すると、光退色により材料が光を発する能力を実質的に失い得る。いくつかの実施形態において、このような光退色は、発光物の格子ひずみまたは結晶溶解に起因し得る。
【００１４】
いくつかの実施形態において、発光物の外層は、物体の表面に対する親和性を有する複数の官能基を含み得る。しかし、検体の存在下において、検体は物体に対して固定化されると、物体表面からの分離時に官能基が増加し、物体を電磁放射線に曝露させた際に（すなわち、所定の期間にわたり）、発光特性の変化に対する物体の感受性が高められ得る。例えば、タンパク質等の検体と相互作用すると、官能基は立体的に大きな基に変換され得る。立体的に大きな基は、密集した外層の形成を妨げ得る。いくつかの実施形態において、物体表面に対する官能基の親和性は、検体との相互作用時に変化（例えば、低下）し得る。官能基はまた、検体との相互作用時に異なる官能基に変換され得る。一実施形態において、物体はアミン基を含み、アルデヒド基を含む検体と相互作用すると、アミンは、アミンに関して物体表面に対する親和性が低いイミンに変換される。
【００１５】
図２に示す例示的実施形態において、発光物１０は、発光核２０と、ナノ粒子表面上の密集構造体である外層３０を含む。発光核２０は、例えば、半導体ナノ結晶または蛍光色素を含み得る。一実施形態において、発光核２０はＺｎＯを含む。外層３０は、アルデヒドと可逆的に反応してイミンを形成し得る、末端アミン基を有するヘテロアルキル鎖を含む。発光物１０はアルデヒド置換された検体４０に曝露されると、イミン形成により発光物１０とアルデヒド置換された検体４０との共有結合を形成し、外層３０をナノ粒子の表面から分散させ得る。すなわち、ヘテロアルキル鎖が延長して、表面からの分離時にイミン部分が増加する。場合により、この現象はナノ粒子の表面に対する外層の親和性の変化に起因し得る。例えば、例示的実施形態において、アミン官能基は、ナノ粒子の表面に対する親和性を有し得るが、検体と反応してイミンを形成すると、ナノ粒子の表面に対するアミンの親和性が低下する。場合により、例えば、外層に結合する検体のサイズによりアルキル鎖またはヘテロアルキル鎖が延長されることで、外層が分散され得る。例えば、検体は、密集した外層の形成を妨げ得る、タンパク質または他の生体検体等の立体的に大きな検体であり得る。外層の密集構造が溶解すると、電磁放射線（例えば、ＵＶ光、可視光、赤外線等）に曝露させた際に光安定性が低下し、光退色が発生して、それにより検体の存在または量が示され得る。
【００１６】
いくつかの実施形態において、保護外層が変質すると、発光体は発光核を溶解しやすくなり得る。発光物は、検体の存在下において電磁放射線に曝露させると、ある直径（例えば、粒径）が小さくなり、外層と検体との相互作用時に発光物の光溶解が亢進し得る。例えば、一実施形態において、発光物は、第１の直径を有する半導体ナノ結晶を含み、この第１の直径は、電磁放射線に曝露すると、検体によって保護外層が崩壊し、より小さな第２の粒径を有する半導体ナノ結晶に分解し得る。
【００１７】
本発明の方法は、発光消去により発光の低下が認められ得る他の方法とは区別され得る。このような場合、励起状態にある発色団が、励起状態の発色団からエネルギーを吸収することができる「受容体」種に曝露されると、「消去」が生じ、これは、非放射性作用（すなわち、放射線を発しない作用）によって基底状態に戻り、量子収量（例えば、吸着する光子に応じて放出される光子数）が低下する。対照的に、本発明の実施形態は、検体を判定するために、放射性材料の発光減衰（例えば、光退色）の変化を伴い得る。発光減衰の程度は、電磁放射線に曝露する期間に基づき得る。
【００１８】
本発明の方法の有利な点としては、発光性ナノ粒子を使用してシグナル伝達を行う簡単な２つの要素からなる方法であるという点が挙げられる。複数の要素からなるより複雑な検定とは異なり、本発明は、検体を判定するために発光性ナノ粒子と検体を直接結合させることを含む。本発明の方法は、生体および化学センサーおよび検定に広く適用可能され得る。例えば、ナノ粒子は、特定の用途に適合させるために、多様な生体または化学部分で容易に官能基化され得る。本発明の方法はまた、後述の実施例で詳述する通り、検体に対して高い感受性（例えば、１ｍＭ未満の検体に対する）および選択性を有し得る。
【００１９】
いくつかの実施形態において、検体は化学または生体検体であり得る。「検体」という用語は、分析に供するいずれかの化学的、生化学的または生体実体（例えば、分子）を意味し得る。場合により、本発明の発光物は、検体に対する高い特異性を有し得、例えば、化学、生体または爆発物センサーであり得る。いくつかの実施形態において、検体は発光物の少なくとも一部と相互作用することができる官能基を含む。例えば、官能基は、共有結合等の結合を形成することにより、物体の外層と相互作用し得る。いくつかの実施形態は、アルデヒドを含む検体を伴う。１組の実施形態において、検体は外層内において官能基と相互作用し、官能基を発光物の表面から引き離し得る。
【００２０】
本明細書に記載の通り、発光物は、発光核を封入するかまたは部分的に封入する外層または殻を含む。いくつかの実施形態において、外層は放射性核の表面積の大半を封入するのが好ましい。例えば、外層は核の表面積の少なくとも７５％を封入し得る。場合により、外層は放射性核を完全に封入し得る。いくつかの実施形態において、外層は放射性核（例えば、量子ドット、蛍光色素、他の蛍光材料）と化学的に結合しないが、封入によって発光物を含有し得る。そのため、外層および放射性核は、互いにイオン結合および／または共有結合および／または供与結合しない場合がある。場合により、外層は１つの有機材料（例えば、炭素および／または炭素ポリマーに基づく）を含み得る。場合により、外層は非器質性材料（例えば、炭素および／または炭素ポリマーを基にしていないが、炭素原子を含み得る）を含み得る。好ましくは、外層は非器質性であり得、シリカ等のシリコンポリマーで構成され得る。特定の実施形態において、外層は多孔性であり得る。例えば、外層は中規模の孔を有し得る。ある実施形態において、外層は無孔であり得る。
【００２１】
いくつかの実施形態において、外層は、発光物に所望の特徴（例えば、表面特性）を付与するために、適切に官能基化され得る。例えば、外層は、発光物の特性を改変または向上させることができる化合物、官能基、原子または材料を含むために、官能基化または誘導体化され得る。いくつかの実施形態において、外層は、検体と特異的に相互作用して共有結合を形成することができる官能基を含み得る。いくつかの実施形態において、外層は、懸濁培地との適合性（例えば、水溶性、水安定性）、光安定性、および生体親和性等の特性を改変または向上させることができる化合物、原子または材料を含み得る。場合により、外層は、表面に対して親和性を有するように選択される官能基を含み得る。場合により、外層は、表面に対して親和性を有する官能基を含み得、前記官能基は、表面に対する親和性が改変される（例えば、低下する）ように（例えば、化学的に）改変され得る。
【００２２】
いくつかの実施形態において、外層は、発光物の発光特性（例えば、蛍光特性）を向上させる材料を含む。例えば、外層は、量子ドットの発光特性を低下させる電子および正孔のトラップとなり得る結晶の表面のエネルギーレベルを低下させ得る材料（例えば、不動態化材料）を含み得る。すなわち、外層は、放射性核の光退色を防止する材料を含み得る。いくつかの実施形態において、不動態化材料は、非導電性および／または非半導体性であり得る。例えば、不動態化材料は、前記材料が囲むナノ結晶よりも高いバンドギャップを呈さない場合がある。特定の実施形態において、不動態化材料は、非イオン性および非金属であり得る。非導電性材料は、材料に電位が印加された場合に電子を移動させない材料である。不動態化材料は、アミン等の窒素含有官能基を呈する化合物で構成または本質的に構成されてもよい。アミンは、シランまたは他のシリコンポリマーに存在するような１個以上のケイ素原子と直接または間接的に結合し得る。シランは、例えば、アルキル基、ヒドロキシル基、硫黄含有基または窒素含有基等のいずれかのさらなる官能基を含み得る。不動態化材料の例には、アミノプロピルトリメトキシシラン（ＡＰＳ）等のアミノシランが含まれる。量子ドットでＡＰＳを使用すると、不動態化が生じ、硫化亜鉛（ＺｎＳ）で構成されるもののようなよりバンドギャップが高い不動態化層を使用することで得られるレベルと同等のレベルに量子収率を向上できることが明らかにされている。
【００２３】
外層はまた、（例えば、結合の形成、生体分子対間の相互作用等により）検体を結合することができる官能基も含み得る。一実施形態において、官能基は、発光核に物理的に十分近接させるか、あるいは発光核の電子的に、誘導により、または立体配位的に十分にやりとり可能な位置に配置させ、検体と官能基の相互作用によって、発光物の発光特性の検出可能な変化が生じるようにし得る。場合により、官能基は、検体との結合を形成し得る。官能基は、求核基から攻撃を受け、求核基との新たな結合を形成し得る原子を指す「求電子性」原子を含み得る。場合により、求電子性原子は、好適な脱離基を含み得る。官能基はまた、「求核性」であってもよく、反応性の電子対を有してもよい。例えば、外層は、アルデヒド、エステル、カルボン酸、ケトン、アミド等のカルボニル基、無水物または酸塩化物、チオール、ヒドロキシル、アミン、シアノ基、荷電部分等を含み得る。いくつかの実施形態において、外層は、アミン、チオール、カルボン酸、無水物、またはアルコールを含む。いくつかの実施形態において、外層はアミンを含む。場合により、官能基（例えば、アミン）は、アルキル鎖またはヘテロアルキル鎖により外層表面に結合し得る。
【００２４】
外層は、検体の結合部位として機能する官能基も含み得る。結合部位は、溶液等の培地中で別の生体または化学分子と結合することが可能な生体または化学分子を含み得る。例えば、結合部位は、タンパク質、核酸、糖タンパク質、炭水化物、ホルモン等を含めた生体分子対の間で生じる相互作用により、生物学的に検体を結合でき得る。具体的な例としは、抗体／ペプチド対、抗体／抗原対、抗体フラグメント／抗原対、抗体／抗原フラグメント対、抗体フラグメント／抗原フラグメント対、抗体／ハプテン対、酵素／基質対、酵素／阻害剤対、酵素／補因子対、タンパク質／基質対、核酸／核酸対、タンパク質／核酸対、ペプチド／ペプチド対、タンパク質／タンパク質対、小分子／タンパク質対、グルタチオン／ＧＳＴ対、抗ＧＦＰ／ＧＦＰ融合タンパク質対、Ｍｙｃ／Ｍａｘ対、マルトース／マルトース結合タンパク質対、炭水化物／タンパク質対、炭水化物誘導体／タンパク質対、金属結合タグ／金属／キレート対、ペプチドタグ／金属イオン−金属キレート対、ペプチド／ＮＴＡ対、レクチン／炭水化物対、受容体／ホルモン対、受容体／作動体対、相補核酸／核酸対、配位子／細胞表面受容体対、ウイルス／配位子対、Ａタンパク質／抗体対、Ｇタンパク質／抗体対、Ｌタンパク質／抗体対、Ｆｃ受容体／抗体対、ビオチン／アビジン対、ビオチン／ストレプトアビジン対、薬剤／標的対、亜鉛フィンガー／核酸対、小分子／ペプチド対、小分子／タンパク質対、小分子／標的対、マルトース／ＭＢＰ（マルトース結合タンパク質）等の炭水化物／タンパク質対、小分子／標的対、または金属イオン／キレート剤対が含まれる。場合により、発光物は、創薬、特定化合物の分離または精製、あるいはハイスループットスクリーニング技術等の用途で使用され得る。
【００２５】
官能基は、特定の用途に適合するように選択され得る。場合により、官能基は、発光物の表面（例えば、外層）に対する親和性に基づいて選択され得る。例えば、アルキル鎖またはヘテロアルキル鎖末端の官能基は、外層に対する親和性および物体表面でのクラスター形成能力のために選択され、密集構造を形成し得る。場合により、官能基は、特定の検体との相互作用を有する能力に基づいて選択され得る。適切な官能基を選択するためのあるスクリーニング試験は、官能基化された物体を検体とともに溶液中に入れ、官能基が検体に結合する能力（例えば、共有結合の形成によるか、または生体分子同士の相互作用による）を評価することを含み得る。さらに、検体によって官能基を物体表面から引き離すことで、物体の発光特性を十分に変化させる能力が評価され得る（すなわち、検体の存在下における電磁放射線への曝露の関数として、物体の発光強度が低下する程度を監視することによる）。
【００２６】
いくつかの実施形態において、親水性種は、外層（例えば、シリカ外層）と結合することで、複合体への高い親水性をもたらし得る。親水性種は、例えば、アミン、チオール、アルコール、カルボン酸およびカルボン酸エステル、硫酸塩、リン酸塩、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、またはポリエチレングリコール誘導体であってもよい。誘導体には、アミン、チオール、およびカルボキシルで官能化されたＰＥＧ等の官能基化されたＰＥＧが含まれるが、これらに限定されない。親水性種は、外層に化学的に結合してもよければ、あるいは、例えば、外層材料によって物理的にトラップしてもよい。好ましくは、親水性種は、外層に化学的に結合することができる部分と、親水性をもたらす第２の部分とを含み、外層表面から外側へ伸長し得る。
【００２７】
このようなグリコールが存在すると、複合材料は、生体適合性かつ無毒性でありながら、水溶性を有することができ、場合によっては溶液中に発光物をより良好に分散させることができる。例えば、ＰＥＧと外層（シリカでもよい）を合わせることで、複合材料はｐＨ８．０未満または７．０以下の水溶性を有し得る。したがって、複合材料は、中性または中性以下のｐＨで水溶性を有し得るため、生体適合性を有し、血液等の体液中やｉｎ  ｖｉｖｏでの使用に適切であり得る。いくつかの実施形態においては、シリカ外層にポリエチレングリコールを含有させることで、複合材料を長期間（例えば、６時間超）にわたり溶液中で維持することができる。「水溶性」という用語は、当該技術分野で一般的に使用されるように、水性環境中に発光物が分散することを指すものとして、本明細書で使用される。「水溶性」とは、例えば各材料が分子レベルで分散することを意味するものではない。発光物は、いくつかの異なる材料で構成されてもよく、さらに一体型粒子として「水溶性」であってもよい。また、シリカ外層にＰＥＧまたは関連化合物が存在すると、タンパク質、細胞および他の生体材料への吸着性が低下した材料がもたらされる。すなわち、例えば、ｉｎ  ｖｉｖｏで使用されると、複合材料は、類似の複合材料よりも長期間にわたり溶液中に留まり、それによって体内循環が促されて、所期の標的への送達性を向上させることができる。
【００２８】
外層は、所望の程度に核を封入するのに十分な厚さを有し得る。いくつかの実施形態において、外層は、５０ナノメートル未満の平均厚さを有し得；いくつかの実施形態において、外層は、２５ナノメートル未満（例えば、５ナノメートル〜２０ナノメートル）の平均厚さを有し得る。外層の平均厚さは、鏡検技術（例えば、ＴＥＭ［透過型電子顕微鏡］）を使用して典型的な数の部位で厚さを測定することにより、標準技術を使用して測定され得る。好適な外層材料の例には、ポリイミド、ポリアクリルアミド、ポリエチレン、ポリビニル、ポリジアセチレン、ポリフェニレン―ビニレン、ポリペプチド、多糖、ポリスルホン、ポリピロール、ポリイミダゾール、ポリチオフェン、およびポリエーテル等の、ポリスチレン、ポリアクリル酸エステル、または他のポリマー；エポキシ；シリカガラス；シリカゲル；二酸化チタン；シロキサン；ポリリン酸塩；ヒドロゲル；アガロース；セルロース等が含まれるが、これらに限定されない。
【００２９】
いくつかの実施形態において、外層は、少なくとも１種類のシランを含む。シラン抱合は、塩基性培地で加水分解してナノ粒子の周囲にシリカ外殻を形成し得るトリメトキシシリル、メトキシシリルまたはシラノール基を、一方の端に有するものを含めた種々のシランによって行われ得る。シランはまた有機官能基も含み得、これらの基には、リン酸基、ホスホン酸基、アミン基、チオール基、カルボニル基（例えば、カルボン酸等）、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル、Ｃ１〜Ｃ２０アルケン、Ｃ１〜Ｃ２０アルキン、アジド基、エポキシ基、または本明細書に記載の他の官能基も含み得る。これらの官能基は、当該技術分野で既知の方法を使用して、ナノ粒子にシラン抱合する前または後に、官能基化されたシランに結合し得る。
【００３０】
発光物の外層はまた、当該技術分野で既知の方法を使用して合成され得る。例えば、発光物は、制御された量の塩基の存在下において、官能基化されたシランと最初に反応されることで、官能基化されたシランが実質的に１回だけ加水分解反応を行い、発光物との共有結合を形成し得る。シラン抱合の程度および速度は、反応系中の塩基の温度および量を変更することにより制御してもよも。ヒドロオキシ塩基を使用するいくつかの実施形態において、官能基化されたシランと塩基との比率は約１：１である。非水酸化物塩基が使用される他の実施形態において、官能基化されたシランと塩基との比率は１未満であってもよい。いくつかの実施形態においては、無水有機溶媒の乾燥物および有機溶媒に溶解する塩基が使用される。次いで、最初の手順で分離した中間体は、溶媒中に懸濁させた後、この溶媒中で過度の塩基と反応させて、官能基化されたシラン部分の粒子内のシラン化を完了させ得る。好適な塩基の例には、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、または水酸化ナトリウム等の水酸化塩基、ならびにアルキルアミン等の非水酸化塩基が含まれる。好適な有機溶媒の例には、有機アルコール、炭化水素、およびベンゼン誘導体が含まれる。好適な有機溶媒の具体例には、トルエン、シクロヘキサン、メタノール、エタノール、エタノールとトルエンの混合物、ＤＭＳＯ、ＤＭＦ、および液体アンモニアが含まれる。場合により、シラン化された発光物は有機溶媒中に沈殿することで、未反応のシラン分子を除去してもよい。場合により、トルエンは好ましい溶媒である。
【００３１】
いくつかの実施形態においては、逆マイクロエマルジョンプロセスを使用して、外層を形成し得る。「逆エマルジョン」または「非水溶性エマルジョンにおける水溶性」とは、非水溶性溶媒中に水溶性溶媒（水相）が散在した懸濁を意味する。逆マイクロエマルジョンは、種々の無極性溶媒を使用して生成してもよい。場合により、無極性溶媒は炭化水素であり、脂肪族炭化水素であり得、場合によってはシクロペンタン、シクロヘキサン、またはシクロヘプタン等の非芳香族環状炭化水素である。いくつかの実施形態において、界面活性剤（例えば、イオン性または非イオン性）は、逆マイクロエマルジョンに添加され得る。「界面活性剤」は、両親媒性を呈する材料であり、当該技術分野で一般的に使用されるように、例えば、疎水性種を親水性環境に導入することを目的として、本明細書で使用される。本発明での使用に好適な界面活性剤の例には、例えば、ＩＧＥＰＡＬ  ＣＯ―５２０等のポリフェニルエーテル、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム（ＡＯＴ）、トリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）等が含まれる。
【００３２】
いくつかの実施形態において、発光物は発光核を含む。「発光（性）」という用語は、当該技術分野で既知であり、電磁放射線（例えば、光）を発する能力を指す。ある系が励起状態から低エネルギー状態へ移行すると、それに応じてエネルギーが光子の形態で放出されて、発光が生じ得る。これらのエネルギー状態は、電子、振動、回転、またはこれらの任意の組み合わせによるものであり得る。発光の原因となるエネルギー移動は、系内に保存されているエネルギーを放出することで、または外部エネルギー源から系にエネルギーを添加することで、化学的、動力学的に促進することができる。外部のエネルギー源には、化学作用、熱、電気、磁気、電磁気、もしくは物理的なエネルギー、または系を基底状態よりも高いエネルギー状態に励起することができるその他いずれかのエネルギーを含めた、種々のエネルギーのものであってもよい。例えば、系は、光の光子を吸収することで、または電場に置かれることで、または化学酸化還元反応によって励起してもよい。発光中に放出される光子のエネルギーは、低エネルギーマイクロ波照射から高エネルギーＸ線照射までの範囲のものであってよい。一般的に、発光とは、ＵＶ照射からＩＲ照射までの範囲の電磁放射を指し、しばしば可視電磁放射（例えば、光）を指し得る。
【００３３】
発光核は、半導体ナノ結晶、有機染料、ポリマー、その他の有機または無機発光材料等の、発光可能ないずれかの材料を含み得る。いくつかの実施形態において、発光核は、蛍光染料等の有機分子を含み得る。当該技術分野で既知の方法を使用することで、蛍光染料は、例えば、シリカ前駆物質に共有結合し、縮合して、発光核を形成し得る。次いで、発光核を封入する保護外層が形成され得る。一実施形態において、発光核は、シリカゾル−ゲルモノマーで処理され、外層を形成し得る。蛍光染料の例には、フルオレセイン、クマリン、ローダミン、アクリジン、シアニン、アリール（例えば、ピレン、アントラセン、およびナフタレン）またはヘテロアリール部分、またはこれらの置換誘導体が含まれるが、これらに限定されない。好適な蛍光染料の具体例には、Ｔｅｘａｓ  Ｒｅｄ、Ｐｈｏｄａｍｉｎｅ  Ｒｅｄ、Ｏｒｅｇｏｎ  Ｇｒｅｅｎ  ５１４、フルオレセイン系染料、ならびに全体が参考として本明細書で援用される、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ  Ｃａｔａｌｏｇ，  ６ｔｈ  Ｅｄ．，  Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｈａｕｇｌａｎｄ，  Ｅｄ．に記載の他の蛍光染料が含まれる。蛍光染料は、本本明細書に記載の通り、保護外層によって少なくとも一部が封入され得る。保護外層は、無機材料または有機材料を含み得、特定の用途に適合するように調整し得る。
【００３４】
いくつかの実施形態において、発光核は半導体ナノ結晶を含む。半導体ナノ結晶または量子ドット（例えば、発光核中）は、いずれかの好適な半導体組成物を有し得る。例えば、半導体ナノ結晶は、半導体等の第ＩＩ〜ＶＩ族化合物で形成され得る。半導体材料は、例えば第ＩＩ〜ＶＩ族化合物、第ＩＩＩ〜Ｖ族化合物、または第ＩＶ族化合物であり得る。周期表の第ＩＩ族由来の好適な元素には、亜鉛、カドミウム、または水銀が含まれ得る。第ＩＩＩ族由来の好適な元素には、例えばガリウムまたはインジウムが含まれ得る。半導体材料で使用され得る第ＩＶ族由来の元素には、例えばシリコン、ゲルマニウム、または鉛が含まれ得る。半導体材料で使用され得る第Ｖ族由来の好適な元素には、例えば窒素、リン、砒素、またはアンチモンが含まれ得る。第ＶＩ族由来の適切な要素には、例えば、硫黄、セレニウム、またはテルリウムが含まれ得る。他の実施形態において、量子ドットは、（ａ）元素周期律表の第２族、第１２族、第１３族または第１４族から選択される第１の元素、ならびに元素周期律表の第１６族から選択される第２の元素、（ｂ）元素周期律表の第１３族から選択される第１の元素、ならびに元素周期律表の第１５族から選択される第２の元素、あるいは（ｃ）第１４族の元素で構成され得る。半導体核での使用に好適な材料の例には、ＭｇＯ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＣａＳ、ＣａＳｅ、ＣａＴｅ、ＳｒＳ、ＳｒＳｅ、ＳｒＴｅ、ＢａＳ、ＢａＳｅ、ＢａＴｅ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、Ａｌ２Ｓ３、Ａｌ２Ｓｅ３、Ａｌ２Ｔｅ３、Ｇａ２Ｓ３、Ｇａ２Ｓｅ３、ＧａＴｅ、Ｉｎ２Ｓ３、Ｉｎ２Ｓｅ３、ＩｎＴｅ、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＴｉＮ、ＴｉＰ、ＴｉＡｓ、ＴｉＳｂ、ＢＰ、Ｓｉ、およびＧｅ、ならびに第３級および第４級の混合物、ならびにこれらの化合物、合金、混合物および固溶体が含まれるが、これらに限定されない。半導体材料には、これらの材料の合金または混合物が含まれ得るか、あるいは、例えば、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｌＰ、もしくはＩｎＧａＡｌＰ等の異なる族が組み合わされ得る。いくつかの実施形態において、半導体材料は、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳｅまたはＺｎＯである。いくつかの実施形態において、半導体材料はＺｎＯである。特定の組成物は、一つには所望の光学性質を提供するように選択され得る。
【００３５】
半導体ナノ結晶は、１００ナノメートル未満の粒度を有し得る。場合により、半導体ナノ結晶の平均粒度は、２０ナノメートル未満であるか；あるいは、平均粒度は、５ナノメートル（例えば、約３．５ナノメートル）未満である。いくつかの実施形態において、量子ドットの平均粒度は、０．５ナノメートルを超える。平均粒径は、例えば、鏡検技術（例えば、ＴＥＭ）を使用して典型的な数の粒子のサイズを測定することにより、標準技術を使用して測定され得る。但し、複合材料は、異なる発光特性を有し、異なる粒径を有する半導体ナノ結晶を含み得ることを理解する必要がある。
【００３６】
いくつかの実施形態において、発光物は、第２の格子構造を有する第２の材料（例えば、外層）によって包囲される第１の格子構造を有する第１の材料（例えば発光核）を含み、第１の材料が第２の材料と接触する界面領域を形成し得る。発光物はまた添加物も含み得、この添加物は、界面領域にのみ存在し得るか、あるいは界面領域と外層の両方に存在し得るか、あるいは発光核、界面領域および外層にも存在し得る。あるいは、添加物は発光物に一切取り込まれず、単に半導体核上に高品質の厚い外層を過成長させるだけともなり得る。添加物は、外層に存在する場合、外層全体に均一に分布し得るか、あるいは勾配のように、すなわち、半導体核から外方向に向かって濃度が低下してゆく勾配のようにも分布し得る。界面領域は非連続的で、１つの単層または多くの単層を含み、核または殻のいずれの構造体にも由来しない元素を含めた、いくつかの元素の組み合わせを組み込み得る。例えば、合成時に界面領域には酸素原子を組み込み得る。添加物として使用し得る他の元素には、Ｆｅ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ等の、第２族、第１２族、第１３族、第１４族、第１５族および第１６族の元素が含まれるが、これらに限定されない。
【００３７】
半導体ナノ結晶の放射波長は、ナノ結晶のサイズによって左右され得る。これらの発光は、粒径または粒子の組成を変更することにより制御し得る。半導体ナノ結晶が放射する光は、極めて狭い波長領域を有し、これには、例えば、約１００ナノメートル未満、好ましくは約８０ナノメートル未満、より好ましくは約６０ナノメートル未満、より好ましくは約４０ナノメートル未満、より好ましくは約２０ナノメートル未満が含まれ得る。半導体ナノ結晶は、特徴的な発光スペクトルを発し得、これは、例えば分光器によって観察および測定してもよい。そのため、ある例では、発せられたシグナルが重大な重複を生じることなく、多くの異なる半導体ナノ結晶が同時に使用され得る。半導体ナノ結晶の発光スペクトルは、対称でもほぼ対称でもあり得る。一部の蛍光分子とは異なり、半導体ナノ結晶の励起波長は、幅広い周波数の範囲を有し得る。そのため、単一の励起波長、例えば、可視スペクトルの「青色」領域または「紫色」領域に対応した波長が、それぞれ異なる発光波長を有し得るナノ結晶の集団を同時に励起するために私用され得る。例えば、３ナノメートルのセレン化カドミウムの結晶は、５２０ナノメートルの放射線を生成し得るのに対し、直径５．５ナノメートルのセレン化カドミウムの結晶は、４５０ナノメートルの周波数を有する光に励起されると、「青色」光に対応する６３０ナノメートルの放射線を生成し得る。このようにして、例えば、種々の化学または生体検定に対応する種々のシグナルが、同時に検出および記録され得る。
【００３８】
量子ドットまたは半導体ナノ結晶は、非溶媒（例えば、メタノール）による凝集等の、当該技術分野で既知の方法により合成され得る。場合により、このようにして調製および分離された半導体ナノ結晶は、外層形成前に、アミン処理手順に供し得る。一実施形態において、半導体ナノ結晶は、離散した半導体ナノ結晶の均質な核形成を惹起するのに十分な温度に維持された反応液に第１および第２の前駆物質を注入することによって、調製される。個々の半導体核を含有する単分散粒子の集団が形成されたら、半導体核を第１の溶媒から分離し、第２の溶媒に入れて、核溶液を形成し得る。あるいは、核溶液は、核の単分散集団が形成される原液のみで構成されてもよい。本方法を使用して、発光物を「ワンポット」合成（例えば、単一の反応器での合成）にて形成してもよい。「ワンポット」法では、半導体核の合成から得られるいずれかの未反応前駆物質を、外層形成時に添加材料として使用してもよい。
【００３９】
半導体核上に外層が形成される温度は、得られるナノ粒子の品質と関連している。比較的高温で外層を形成すると、オストワルト熟成により個々の核が成長し始め、その結果、粒子の粒度分布が崩れ、より幅の広いスペクトルが生じ得る。一方、比較的低温で外層を形成すると、前駆物質の分解が不十分になり得るか、あるいは外層の格子構造の整合性が低下し得る。外層を形成する一般的な温度は、約１００℃〜約３００℃の範囲である。実際の温度範囲は、前駆物質と半導体核との相対的な安定性により変動し得る。
【００４０】
核形成後、ナノ結晶は、所望のサイズに達するまで成長させた後、反応温度を下げて急冷し得る。核反応の成長段階における粒径および粒度分布は、試料の吸収または放射ピークの位置と線幅を監視することによって近似し得る。スペクトルの変化に対応した温度や単量体濃度等の反応パラメータを動的に変更することで、これらの特性を調整し得る。このようにして調製された核は、非溶媒（例えば、メタノール）による凝集等の、当該技術分野で既知の方法を使用して分離してもよい。場合により、このようにして調製および分離された核は、外層形成前に、アミン処理手順に供し得る。このようなアミン処理は、参考として本明細書で援用される、Ｔａｌａｐｉｎ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｎａｎｏ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ２００１，  １，  ２０７に開示され、当業者であれば十分理解するであろう。添加前駆物質ならびに核前駆物質および外層前駆物質の濃度、ならびにこれらの前駆物質を核溶液に添加する割合は、均一な核形成よりもむしろ半導体核において不均一な外層の成長を促すように選択され、第１および第２の外層前駆物質の元素で構成された半導体核を生成する。不均一な成長に好都合な条件には、第１および第２の外層前駆物質を含有する溶液を（例えば、１〜２滴／秒で）滴加すること、ならびに前駆物質を低濃度に維持することが挙げられる。低濃度とは一般的に、０．０００５〜０．５Ｍの範囲を指す。このようにして、界面領域を半導体核と外層の間に形成して、外層を半導体核の上に形成し得る。
【００４１】
適切な溶媒は、酸（特に脂肪酸）、アミン、ホスフィン、ホスフィンオキシド、ホスホン酸（およびリンアミド、リン酸塩、リン酸塩等）およびこれらの混合物からなる群から選択し得る。この点においては、特に発光物の配位子が添加されている場合に、アルカン、アルケン、ハロアルカン、エーテル、アルコール類、ケトン、エステル等を含めた他の溶媒も有用である。但し、第１および第２の溶媒は同じであり得、「ワンポット」型合成にて同じ溶液を含み得ることが理解されるものとする。
【００４２】
本明細書では本発明のいくつかの実施形態を説明および例示してきたが、当業者であれば、機能を果たすため、および／または本明細書に記載の結果および／または１つ以上の利点を得るために、他の種々の方法および／または構造を容易に想像するはずであり、これらの変更および／または改変はいずれも、本発明の適用範囲内に含まれると見なされる。より一般的には、当業者であれば、本明細書に記載のパラメータ、寸法、材料および構成がすべて例示的なものとして意図され、かつ実際のパラメータ、寸法、材料および／または構成は、本発明の教示内容が使用される特定の用途により異なることを容易に認識するであろう。当業者であれば、ごく日常的な実験を行うだけで、本明細書に記載する本発明の特定の実施形態との同等物を数多く認識し、確認できるであろう。したがって、前述の実施形態は単に例として示しているにすぎず、添付の特許請求の範囲およびその同等物の範囲内において、具体的に説明および請求するものとは異なる方法で本発明が実施され得ることが理解されるものとする。本発明は、本明細書に記載する個々の特徴、システム、物体、材料、キットおよび／または方法をいずれも対象とする。また、このような複数の特徴、システム、物体、材料、キットおよび／または方法のいずれの組み合わせも、このような特徴、システム、物体、材料、キットおよび／または方法が互いに整合性を欠くものでない限り、本発明の適用範囲に含まれる。
【００４３】
本明細書で規定および使用する定義はすべて、辞書の定義、参考として援用される文献の定義、および／または定義する用語の一般的な意味よりも優先されるものとして理解する必要がある。
【００４４】
本明細書および特許請求の範囲で使用される不定冠詞「ａ」および「ａｎ」は、相反する意味が明示されない限り、「少なくとも１つの」という理解を有するものとして理解する必要がある。
【００４５】
本明細書および特許請求の範囲で使用される「および／または」は、接続された要素、すなわち、場合により接続された状態で存在する場合もあれば、接続されていない状態で存在する場合もある要素の「いずれかまたは両方」を意味するものとして理解する必要がある。「および／または」という語句によって具体的に特定される要素以外の他の要素も、これらの具体的に特定される要素との関連性の有無にかかわらず、場合により存在し得る。したがって、非限定的な例として、「Ａおよび／またはＢ」という言及は、例えば、一実施形態においてはＡのみ（場合によりＢ以外の要素を含む）を指し；別の実施形態においてはＢのみ（場合によりＡ以外の要素を含む）を指し；さらに別の実施形態においてはＡおよびＢの両方（場合により他の要素を含む）を指してもよい。
【００４６】
本明細書および特許請求の範囲で使用される「または」は、相反する意味が明示されない限り、上に定義する「および／または」と同じ意味を有するものとして理解する必要がある。例えば、一覧の項目を分類する場合、「または」ならびに「および／または」はいずれも、包括的なものとして、すなわち、少なくとも１つの要素を包含するが、いくつかのまたは一覧の要素の内の２つ以上の要素を包含し、場合によっては一覧にない他の項目も包含するものとして解釈する必要がある。一般的に、本明細書で使用される「または」という用語は、「〜の１つのみ」または「〜のまさに１つ」等の排他的な用語が先行する場合は、排他的な選択肢（すなわち「両方ではないが、いずれか一方」）を示すものとしてしか解釈してはならない。
【００４７】
本明細書および特許請求の範囲で使用される「少なくとも１つの」という語句は、１つ以上の要素の一覧に関する場合、その要素の一覧におけるいずれか１つ以上の要素から選択される少なくとも１つの要素を意味し、要素の一覧に具体的に列挙されている個々のおよびすべての要素の少なくとも１つを必ずしも包含するわけではなく、またその要素の一覧内のいずれかの要素の組み合わせを排除するわけでもないものとして理解する必要がある。この定義はまた、「少なくとも１つ」という語句が言及する、要素の一覧内で具体的に特定されるもの以外の要素も、具体的に特定される要素との関係性の有無にかかわらず、場合により存在し得ることを許容する。したがって、非限定的な例として、「ＡおよびＢの少なくとも１つ」（あるいは、同等のものとして「ＡまたはＢの少なくとも１つ」という言及は、一実施形態においては、場合により１つ、すなわちＡ以外にも含み、Ｂが存在しない（かつ場合によりＢ以外の要素を含む）少なくとも１つを指し；別の実施形態においては、場合により１つ、すなわちＢ以外にも含み、Ａが存在しない（かつ場合によりＡ以外の要素を含む）少なくとも１つを指し；さらに別の実施形態においては、場合により１つ、すなわちＡ以外にも含む少なくとも１つ、ならびに場合により１つ、すなわちＢ以外にも含む少なくとも１つ（かつ場合により他の要素も含む）を指してもよい。
【００４８】
相反する意味が明示されない限り、複数の行為を含む、本明細書で請求するいずれの方法においても、その方法の行為を行う順序は、その方法の行為が列挙される順序に必ずしも限定されるわけではないことも理解する必要がある。
【００４９】
特許請求の範囲および上記の明細書において、「含む」、「含めた」、「担持する」、「含有する」、「伴う」、「保持する」等の移行句はすべて、オープンエンド方式として、すなわち、「が含まれるが、これらに限定されない」という意味を有するものとして理解する必要がある。但し、米国特許庁特許審査基準第２１１１．０３項に記載の通り、「で構成される」および「で本質的に構成される」という移行句のみは、それぞれクローズエンド方式または準クローズエンド方式の移行句でなければならない。
【実施例】
【００５０】
一般的な方法：特に指定がない場合は、化学薬品はすべて市販品の販売元（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｌａｎｃａｓｔｅｒ、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ、およびＧｅｌｅｓｔ）から入手し、さらに精製することなく使用した。ＺｎＯナノ結晶を、当該技術分野で既知の方法を使用して合成した（例えば、参考として本明細書で援用される、Ｍｅｕｌｅｎｋａｍｐ，  Ｅ．  Ａ．，  Ｊ．  Ｐｈｙｓ．  Ｃｈｅｍ．  Ｂ  １９９８，  １０２，  ５５６６）。ＣｄＳｅ量子ドットを、Ｐｅｎｇ他のＪ．  Ａｍ．Ｃｈｅｍ  Ｓｏｃ．  ２００１，  １２３，  １８３に記載の手法を使用して調製した。試料の吸収スペクトルは、Ａｇｉｌｅｎｔ  ８４５３  ＵＶ−Ｖｉｓ分光計を使用して室温にて測定した。発光スペクトルは、Ｊｏｂｉｎ  Ｙｖｏｎ  Ｈｏｒｉｂａ  Ｆｌｕｏｒｏｌｏｇ発光分光計を使用して室温にて測定した。
【００５１】
実施例１
ＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶の合成
ＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶約３０ｍｇを、１０ｍＬの脱イオン水で溶解した。その後、原液を、使用の直前に０．２μｍの膜シリンジフィルターで濾過した。ＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶溶液の濃度を、波長３３０ｎｍの紫外可視分光測定法によって定量化した。
【００５２】
ＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶溶液を、実験の直前に所望の濃度に希釈してもよい。場合により、ＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶溶液は、約３ｍｇ／ｍＬで最も安定し得る。
【００５３】
実施例２
アルデヒドのハイスループットスクリーニング
種々のアルデヒド試料をそれぞれジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に溶解した。それぞれのアルデヒド試料溶液（７５μＬ）を、９６ウェルプレートの個々のウェルでＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶の水溶液（５ｍｇ／ｍＬ、７５μＬ）と結合させた。その後、プレートを、フラットパネル型トランスイルミネーター（Ｗｅａｌｔｅｃ）を使用して２分間ＵＶ照射（λｍａｘ＝３６５ｍｎ、５０Ｗ）に曝露させた。５４５ｎｍでの発光強度（３４５ｎｍにて励起）をマイクロプレートリーダー（Ｔｅｃａｎ）で記録した。
【００５４】
実施例３
ＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶の光安定性
ＵＶ照射に曝露させると、ＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶は幅広い吸収を示したが、３５０ｎｍを超えると急激に低下し、発光ピークは５４５ｎｍで確認された（図３）。ＺｎＯナノ結晶の発光は「表面トラップ効果」によるものであり、相対的に幅広い発光ピーク（帯域幅１２０ｎｍ）を示した。ＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶原液（３ｍｇ／ｍＬ）のアミン濃度は、フルオレスカミン滴定により２．２ｍＭと推定された。
【００５５】
ＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶の光安定性は、発光動態を測定して求めた。図４は、ｏ−フタアルデヒド０．５ｍＭの存在下および非存在下におけるＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶溶液０．０３ｍｇ／ｍＬの発光動態を示す。発光は、励起波長３４５ｎｍおよび放射波長５４５ｎｍにて、水中（図４Ａ）およびホウ酸塩緩衝剤５ｍＭ（ｐＨ＝８．９）中（図４Ｂ）で測定した。希釈したＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶溶液（０．０３ｍｇ／ｍＬ）を、励起波長３４５ｎｍで連続して励起し、５４５ｎｍでの発光強度を５秒毎に記録した。
【００５６】
図４Ａは、水中のｏ−フタアルデヒド０．５ｍＭの非存在下（Ｉ）および存在下（ＩＩ）における発光強度を示す。アルデヒドの非存在下では、１０分間のＵＶ露光の後、発光強度が２９％低下した。発光強度は、曝露時間を延長するとさらに低下した。図４Ｂは、ホウ酸塩緩衝液５ｍＭ（ｐＨ＝８．９）の存在下におけるＵＶ露光後の、ｏ−フタアルデヒド０．５ｍＭの非存在下（ＩＩ）および存在下（ＩＶ）における発光強度を示す。緩衝液の存在により、ＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶は安定し、１０分間のＵＶ露光後における発光強度の低下は８％未満であった。水溶液中のＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶に比べると、ホウ酸塩緩衝液中のＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶では、６０％の発光強度の増加が認められた。
【００５７】
実施例４
ｏ−フタアルデヒドの存在下におけるＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶の光安定性
ｏ−フタアルデヒド０．５ｍＭの存在下では、ＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶の表面アミン基がｏ−フタアルデヒドと可逆的に反応し、イミンを形成し得る。ＵＶ光に曝露させると、１０分後に発光強度は大幅に低下した（水溶液で７１％、ホウ酸塩緩衝液で３０％）。ＵＶ光に曝露させない場合も、ナノ結晶水溶液の発光は、通常光下で１日後に完全に消失した。このことはイミン官能基化されたＺｎＯナノ結晶が光退色しやすいことを示唆している。同様の実験を、異なる濃度のｏ−フタアルデヒドを使用して行った。図５は、図４の発光動態試験後の、ｏ−フタアルデヒド溶液（ａ）０．０５ｍＭ、（ｂ）０．１２５ｍＭ、および（ｃ）０．２５ｍＭの存在下におけるＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶溶液（０．０３ｍｇ／ｍＬ）の放射スペクトルを示している。放射スペクトルは、発光強度５４５ｍＭにおけるピーク強度の低下と濃度の間の正の関係を示した。
【００５８】
４１９ｍＭにおける新たな発光ピークが、フェニルイミン発光団から得られた。このピーク強度は、ｏ−フタアルデヒドの濃度と正の関係を示した。しかし、ｏ−フタアルデヒド濃度が対応するアミノ基の濃度よりもはるかに高い場合は、この放射の青方偏移が生じた。これは、イミン基の酸化または凝集体の形成によるものと考えられる。
【００５９】
実施例５
ＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶のサイズ
図６は、１０分間のＵＶ曝露下におけるｏ−フタアルデヒド０．５ｍＭによる処理前（ａ）および処理後（ｂ）のＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶のＴＥＭ画像を示している。ナノ結晶の元のサイズは、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）測定で約４〜５ｎｍであった（図６Ａ）。ＺｎＯの結晶性が明らかに認められたが、薄いシランコーティングは、透過電子顕微鏡では識別できなかった。ｏ−フタアルデヒドでＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶を処理すると、ナノ結晶の粒径は、１０分間のＵＶ露光後に２〜３ｎｍまで減少した（図６Ｂ）。このことは、ナノ結晶の光退色が、表面のアミン基とｏ−フタアルデヒドとの反応によるＺｎＯナノ結晶の光溶解の亢進により生じた可能性を示唆している。光溶解が亢進するということは、アミン基とナノ結晶の場合に比べてイミン基とナノ結晶の場合の方が親和性が低下する可能性があり、外殻がより多孔性を帯びるため、ナノ結晶核がより光溶解しやすくなること示唆している。
【００６０】
実施例６
アルデヒドの検出
光退色反応をアルデヒド検出に「転用する」ため、上記実施例２に記載したものとほぼ同じプロトコルを使用した。水への可溶性が限られることから、アルデヒドと対照化合物（９ｍＭ）をジメチルスルホキシドに溶解し、試料をそれぞれ、マルチウェルマイクロプレートの個々のウェルに入れた。各アルデヒド試料を等量のＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶水溶液（５μｇ／ｍＬ）と混合した後、マイクロプレートを、フラットパネル型ＵＶトランスイルミネーターを使用してＵＶ光に曝露させた（λｍａｘ＝３６５ｎｍ）。５４５ｎｍでの発光強度（３４５ｎｍにて励起）を、２分間のＵＶ露光後に記録した。この設定により、提案した検出方法とハイスループットスクリーニング技術との適合性を直接監視することができた。
【００６１】
図７は、２分間のＵＶ露光後の異なるアルデヒド（０．９ｍｍ）の存在下におけるＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶（５μｇ／ｍＬ）の発光強度の割合を示している。図７に示す通り、種々のアルデヒドの存在により、一般的にはＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶の発光が２０〜７０％消失したのに対し、対照材料では、２分間のＵＶ露光後における発光の消失はわずかに１０％であった。本設定のプロトコルでは、脂肪族アルデヒドでさえも芳香族アルデヒドと同様に反応したことは、注目に値する。ｐ−ニトロベンズアルデヒドの存在下では発光強度が６６％低下し、発光の消失は以前の動態実験に比べると低下した。これは１つには、波長３６５ｍＭにおけるＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶の吸収係数が極めて低かったことに起因しており、またもう１つには、ＵＶ露光時間が短かったことにも起因している。異なる官能基を使用して有機化合物の光安定性実験を行った結果、対照実験の場合と同じく、いずれも発光強度の低下は軽微であった（図８を参照）。図８は、２分間のＵＶ露光後におけるＮＨ２−ＺｎＯナノ結晶溶液（５μｇ／ｍＬ）の種々の対照有機化合物（０．９ｍＭ）に対する発光反応を示している。２−アミン−エチルアミンエタノールだけが、対照実験の場合よりもさらに約１０％発光強度が低下した。
【００６２】
本明細書では本発明のいくつかの実施形態を説明および例示してきたが、当業者であれば、機能を果たすため、および／または本明細書に記載の結果または１つ以上の利点を得るために、他の種々の方法および構造を容易に想像するはずであり、これらの変更、改変および改良はいずれも、本発明の適用範囲内に含まれると見なされる。より一般的には、当業者であれば、本明細書に記載のパラメータ、材料、反応条件、および構成がすべて例示的なものとして意図され、かつ実際のパラメータ、材料、反応条件、および構成は、本発明の教示内容が使用される特定の用途により異なることを容易に認識するであろう。当業者であれば、ごく日常的な実験を行うだけで、本明細書に記載する本発明の特定の実施形態との同等物を数多く認識し、確認できるであろう。したがって、前述の実施形態は単に例として示しているにすぎず、添付の特許請求の範囲およびその同等物の範囲内において、具体的に説明するものとは異なる方法で本発明が実施され得ることが理解されるものとする。本発明は、本明細書に記載する個々の特徴、システム、材料、および／または方法をいずれも対象とする。また、このような複数の特徴、システム、材料、および／または方法のいずれの組み合わせも、このような特徴、システム、材料、および／または方法が互いに整合性を欠くものでない限り、本発明の適用範囲に含まれる。
【００６３】
特許請求の範囲（および上記の明細書）において、「含む」、「含めた」、「担持する」、「含有する」、「からなる」、「で構成される」、「で形成される」、「伴う」等の移行句または包含句はすべて、オープンエンド方式として、すなわち、「が含まれるが、これらに限定されない」という意味を有し、したがって、以降に列挙する項目およびこれらの等価物、ならびにさらなる項目をも含むものとして解釈する必要がある。但し、「で構成される」および「で本質的に構成される」という移行句のみは、それぞれクローズエンド方式または準クローズエンド方式の移行句として解釈するものとする。本明細書および特許請求の範囲で使用される不定冠詞「ａ」および「ａｎ」は、相反する意味が明示されない限り、「少なくとも１つの」という理解を有するものとして理解する必要がある。
【００６４】
本明細書および特許請求の範囲で使用される「および／または」は、接続された要素、すなわち、場合により接続された状態で存在する場合もあれば、接続されていない状態で存在する場合もある要素の「いずれかまたは両方」を意味するものとして理解する必要がある。「および／または」という語句によって具体的に特定される要素以外の他の要素も、これらの具体的に特定される要素との関連性の有無にかかわらず、場合により存在し得る。したがって、非限定的な例として、「Ａおよび／またはＢ」という言及は、例えば、一実施形態においてはＡのみ（場合によりＢ以外の要素を含む）を指し；別の実施形態においてはＢのみ（場合によりＡ以外の要素を含む）を指し；さらに別の実施形態においてはＡおよびＢの両方（場合により他の要素を含む）を指してもよい。本明細書および特許請求の範囲で使用される「または」は、上に定義する「および／または」と同じ意味を有するものとして理解する必要がある。例えば、一覧の項目を分類する場合、「または」ならびに「および／または」はいずれも、包括的なものとして、すなわち、少なくとも１つの要素を包含するが、いくつかのまたは一覧の要素の内の２つ以上の要素を包含し、場合によっては一覧にない他の項目も包含するものとして解釈する必要がある。但し、「〜１つのみ」または「〜のまさに１つ」等の相反する意味を明示する用語だけは、いくつかまたは一覧の内のまさに１つの要素を包含することを指す。一般的に、本明細書で使用される「または」という用語は、「〜の１つのみ」または「〜のまさに１つ」等の排他的な用語が先行する場合は、排他的な選択肢（すなわち「両方ではないが、いずれか一方」）を示すものとしてしか解釈してはならない。
【００６５】
本明細書および特許請求の範囲で使用される「少なくとも１つの」という語句は、１つ以上の要素の一覧に関する場合、その要素の一覧におけるいずれか１つ以上の要素から選択される少なくとも１つの要素を意味し、要素の一覧に具体的に列挙されている個々のおよびすべての要素の少なくとも１つを必ずしも包含するわけではなく、またその要素の一覧内のいずれかの要素の組み合わせを排除するわけでもないものとして理解する必要がある。この定義はまた、「少なくとも１つ」という語句が言及する、要素の一覧内で具体的に特定されるもの以外の要素も、具体的に特定される要素との関係性の有無にかかわらず、場合により存在し得ることを許容する。したがって、非限定的な例として、「ＡおよびＢの少なくとも１つ」（あるいは、同等のものとして「ＡまたはＢの少なくとも１つ」という言及は、一実施形態においては、場合により１つ、すなわちＡ以外にも含み、Ｂが存在しない（かつ場合によりＢ以外の要素を含む）少なくとも１つを指し；別の実施形態においては、場合により１つ、すなわちＢ以外にも含み、Ａが存在しない（かつ場合によりＡ以外の要素を含む）少なくとも１つを指し；さらに別の実施形態においては、場合により１つ、すなわちＡ以外にも含む少なくとも１つ、ならびに場合により１つ、すなわちＢ以外にも含む少なくとも１つ（かつ場合により他の要素も含む）を指してもよい。
【００６６】
本明細書で引用される参考文献はすべて、特許および公開出願を含め、参考として本明細書で援用される。本明細書と、参考として援用されるおよび／または本明細書で言及する文献とが、相反する開示内容、および／または用語の矛盾した使用を包含し、および／または援用する／参照する文献が、本明細書で使用または定義するのと異なる意味で用語を使用または定義する場合は、本明細書が優先されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による外層と核を含むナノ粒子を示す。
【図２】図２は、本発明の一実施形態によるアミン官能基化されたＺｎＯナノ結晶とアルデヒドとの可逆反応を表す。
【図３】図３は、本発明の一実施例によるアミン官能基化されたＺｎＯナノ結晶のスペクトルの（ａ）吸収と（ｂ）放射を示す。
【図４Ａ】図４は、（ａ）水または（ｂ）ホウ酸塩緩衝液５ｍＭのいずれかにアルデヒドが存在する場合と存在しない場合の、アミン官能基化されたＺｎＯナノ結晶の例示的実施形態における反応速度測定値を示す。
【図４Ｂ】図４は、（ａ）水または（ｂ）ホウ酸塩緩衝液５ｍＭのいずれかにアルデヒドが存在する場合と存在しない場合の、アミン官能基化されたＺｎＯナノ結晶の例示的実施形態における反応速度測定値を示す。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による、ｏ−フタアルデヒド（ａ）０．０５ｍＭ、（ｂ）０．１２５ｍＭ、および（ｃ）０．２５ｍＭの存在下における、アミン官能基化されたＺｎＯナノ結晶の発光スペクトルを示す。
【図６】図６は、１０分間のＵＶ照射下におけるｏ−フタアルデヒド０．０５ｍＭによる処理前（ａ）と処理後（ｂ）の、アミン官能基化されたＺｎＯナノ結晶の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を示す。
【図７】図７は、２分間のＵＶ照射後に種々のアルデヒドが存在する場合の、アミン官能基化されたＺｎＯナノ結晶の発光強度を示す。
【図８】図８は、２分間のＵＶ照射後に種々の有機検体が存在する場合の、アミン官能基化されたＺｎＯナノ結晶の発光強度を示す。
【図１】
2009520207.tif 000003
【図２】
2009520207.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
2009520207.tif 000013
2009520207.tif 000014
2009520207.tif 000015