学的，其中生物学样品包括从动 物界或植物界的单细胞或多细胞生物提取的固体、液体或气体样品，包括原核生物和真核 生物，且其中非生物学样品包括水样品、土壤样品、气体样品和矿物样品。
【附图说明】
[0063] 当下仅通过实例的方式来描述实施方式，并参考附图，其中： 图1显示了按照本发明一个实施方式的银纳米壳包被的量子点（QD)微珠的形态学和 荧光性。（A)显示银纳米壳包被的QD微珠的制造和功能化过程的方案。（B、C)由（B)苯乙 烯-马来酸酐共聚物单一聚合物或（C)苯乙烯-马来酸酐共聚物-聚苯乙烯混合聚合物制 成的含QD555 (Aem = 555nm)的未包被微珠的荧光图像。（D-F)具有形成不同时间段的 银纳米壳的微珠的扫描电镜图像（在2kV下获得）。（D)用10-nm银纳米颗粒接种的形成 〇 分钟的微珠。（E)形成 3〇min，平均d=7〇nm，（F)形成 12〇min，平均d=l5〇nm。（B-F) 比例：单一图像大小为4X4Mm，插入图像大小为500X500nm。（G-I)含有（G)QD510、 (H)QD575和（I)QD665的银纳米壳包被的微珠的荧光图像。银纳米壳厚度均为约50nm。 单一图像大小为40X40Mm。所有荧光图像都是通过长通（> 430nm)滤片用汞灯激发 (入ex=350/50)和IOOxUPlanApo物镜（NA= 1.35)获得的。（J)显示微珠荧光强度与银 纳米壳厚度关系的图。未包被微珠的荧光强度被转化为100%，其它组据此进行标准化。
[0064] 图2是显示在环境条件下由不同组分制成的QD微珠的荧光稳定性的图。左栏（图 a、d、g):未包被的苯乙稀-马来酸酐共聚物单一聚合物；中栏（图b、e、h):银纳米壳包被 的单一聚合物；右栏（图c、f、i):银纳米壳包被的苯乙烯-马来酸酐共聚物-聚苯乙烯混 合聚合物。
[0065] 图3 : (A)是显示夹心法分析方案的图。⑶显示使用未包被和银纳米壳包被的微 珠的分析灵敏度比较的图。（C(插图））检测到多达10飞摩尔的目标。黑色实点和空心圆 圈分别代表银纳米壳包被的珠和未包被的珠。
[0066] 图4是显示由银纳米壳包被的QD条码对DNA目标进行的多重检测的图。图（a) 和（b)分别是恶性疱原虫（/5. /aJcijOariM?)和间日疱原虫（/5.Kirax)各自DNA序列的剂 量响应曲线。图（c)多重地显示了DNA目标的多重检测。
[0067] 图5是条码的体积直方图，显示了QD条码的大小分布。未包被QD条码的直径和 浓度通过Vi-细胞分析仪测定。上图中的直径是4.5 ± 0.7nm(中值土标准差）。
[0068] 图6是在珠上银纳米壳形成随时间变化的SEM图像。对每个形成时间点，较低放 大倍数量级（10kX)的图像在顶行显示，对应的放大图像（100kX)在下方显示。银纳米壳 的表面覆盖与形成周期相关。
[0069] 图7是显示银纳米壳厚度对混合聚合物QD条码荧光强度的影响的图。
[0070] 图8是显示银纳米壳形成时间对（A)QD600条码的荧光强度和（B)前方散射的影 响的图。
[0071] 图9显示了银纳米壳形成过程中QD条码的（A)荧光和⑶吸收光谱。
[0072] 图10是按照本发明一个实施方式的金纳米壳包被的微珠的SHM图像。
[0073] 图11是显示金纳米壳形成时间对（A)QD条码的荧光强度和（B)QD条码的前方 散射的影响的图。
[0074] 图12是显示在不同环境条件：(A) -pH、⑶-缓冲液和（C)-温度下由单一聚合 物和混合聚合物制成的未包被QD条码的荧光稳定性的图。
[0075] 图13 :不同条件下由不同组分制成的QD条码的完整性。左栏（a、d、g):未包被 的苯乙烯-马来酸酐共聚物单一聚合物；中栏（b、e、h):银纳米壳包被的单一聚合物；右栏 (c、f、i):银纳米壳包被的苯乙烯-马来酸酐共聚物-聚苯乙烯混合聚合物。银纳米壳厚 度为 20-30nm。
[0076] 图14是流式细胞术中的前方散射（FSC)-侧向散射（SSC)图。
[0077] 图15是显示金纳米壳对不同pH下的条码荧光稳定性的影响的图。
[0078] 图16是显示使用未包被的和银或金纳米壳包被的微珠的分析灵敏度比较的图。 两种金属的壳厚度均为约50nm。分析并行进行。两种金属纳米壳均增强了分析表现，如剂 量响应曲线所示。银纳米壳包被的珠表现出三种条件下最好的分析表现。
[0079] 图17是显示QDs的发射光谱和4重银纳米壳包被的条码及其在流式细胞术中的 荧光图的图。通过荧光计检测了用于制造条码的QDs(QD530和QD580)的发射光谱。通过 改变这些QDs的强度，发明人制备了 4种条码，还测定了其发射光谱。这些条码在流式细胞 术图中显示了不同的荧光强度分布。水平标尺是FITC通道（525nm)强度。垂直标尺是PE 通道（575nm)强度。条码I(BI)和4 (B4)分别为阴性和阳性对照。B2和B3分别代表 间日疟原虫和恶性疟原虫。
【具体实施方式】
[0080] 定义 在本说明书和随后的权利要求书中将引用被定义为具有如下含义的多个术语。所有的 数字类指定，例如，尺寸和重量，包括范围，都是近似值，其典型地可以视情况按照〇. 1、1. 〇 或10.0的增量进行变化（+)或（-)。所有的数字类指定都可被理解为在前面被术语"约" 所修饰。除非上下文另有说明，否则单数形式"一"、"一个"和"该"包括了复数的引用。本 文引用的所有出版物以及优先权文件都全文引入作为参考。
[0081] "捕获探针"指结合样品中的目标分子、从而它们的相对表达水平能被检测的化 合物。捕获探针可以包括核酸序列、蛋白质、噬菌体、抗体，酶等等。目标可以包括有机分 子，其包括核酸、蛋白质、脂质、糖、毒素、单细胞和多细胞生物、病毒及其组分；和无机分子， 其可以包括金属原子；以及任何可以结合至捕获探针的其它感兴趣的目标。
[0082] 术语"第二探针"指一种分子，其能够识别捕获探针的目标并响应捕获探针与所述 捕获探针的目标和该第二探针之间的相互作用而产生可检测信号。第二探针可以包括核酸 序列、蛋白质、菌体、抗体、酶等等。该第^探针可以包括焚光分子。
[0083] 术语"包含"表示任何列举的元素都是必然被包括的，且其它元素可以可选地被包 括。"基本上由……组成"表示任何列举的元素都是必然被包括的，在实质上影响所列举元 素的基础和新颖特性的元素被排除，而其它元素可以可选地被包括。"由……组成"表示除 了所列举的元素之外的所有元素均被排除。由这些术语的每一个所定义的实施方式均落入 本发明的范围。
[0084] 本文使用的"量子点"（QD)是一种半导性光致发光材料，如本领域已知的（例如， 参见Alivasatos，Science271:933-937 (1996))。QDs的非限制性示例包括：CdS量子点、 CdSe量子点、CdSe/CdS核/壳（core/shell)量子点、CdSe/ZnS核/壳量子点、CdTe量子 点、PbS量子点和/或PbSe量子点。如本领域技术人员已知的，CdSe/ZnS表示ZnS壳包被 在一个CdSe核的表面（即："核-壳"量子点）。核-壳QD的壳材料具有较高的能带隙并 使核QD表面钝化，导致比核QD更高的量子产率和更高的稳定性和更广的应用。
[0085] 本文使用的关于荧光素，包括QDs的术语"群"指共有一个共同的最大发射和强度 的波长的多个荧光素。
[0086] 本文使用的"条码"指含有1、2、3或更多个荧光素群的珠或微珠。如果荧光素强 度发生变化得到多个亚群，那么具有发射单一颜色的单一荧光素群是可能的。每个珠含有 鉴定表面缀合分子的独特的光学签名。合适的焚光素可包括有机焚光素、QDs、多-金属棒 或能够形成光学签名的任何其它荧光素。使用5-6种不同颜色的量子点和6个强度水平可 以工程化约10, 000-40, 000个不同的条码（9)。这允许了显著的多重技术，且这些条码能够 在流式细胞仪（10 - 13)或微流体通道（14,15)中检测目标。
[0087] 术语"样品"包括固体和流体样品两者。固体类型的样品可以被溶解于合适的流体 中。样品可以是生物学的和/或环境的（即，非生物学）。生物学样品（流体或固体）可以 包括取自动物界或植物界的生物体（单细胞或多细胞）的样品，包括原核生物和真核生物 体。非流体样品可以被溶解于合适的溶液中。环境样品（流体或固体）可以包括水样品、 土壤样品、矿物样品等等。
[0088] 本文使用的"接种"指将金属颗粒或离子加至珠表面，后者作为成核位点用于金属 壳围绕着珠的形成。
[0089] 在本文中，术语〃保质期〃指珠和条码在各种环境条件例如缓冲液类型、溶液pH 范围和温度范围下保持完整的能力，以及保持它们的荧光信号响应这些变化的环境诱因的 能力。
[0090] 金属纳米壳包被的条码 在此描述了一种新的和非显而易见的具有改进的稳定性和改进的分析灵敏度的纳米 壳包被的条码，和制备金属纳米壳包被的条码的方法。
[0091] 在一个实施方式中，本发明的条码包括具有一个或多个焚光素群的金属纳米壳包 被的微珠。
[0092] 微珠可以是由单一聚合物系统或混合聚合物系统制成的聚合物珠。聚合物可以 是任何合适的聚合物，包括不同分子量的聚苯乙烯和其它聚苯乙烯（随机_或嵌段_)共 聚物，包括其类似物或衍生物。单一聚合物珠可以是任何合适的聚合物。在一个实施方式 中，单一聚合物珠可以由苯乙烯-马来酸酐共聚物、类似物或衍生物制成。混合聚合物系 统可以包括聚合物的混合物。在一个实施方式中，聚合物的混合物可以是聚苯乙烯和苯乙 烯-马来酸酐共聚物或其类似物或衍生物的混合物。聚苯乙烯和苯乙烯-马来酸酐共聚物 (或其类似物或衍生物）的比例可以在4:1-1:1质量比之间变化。
[0093] 纳米壳可以由金属制成。可以使用的金属包括银和金。还可以使用能够在条码微 珠表面上形成壳的提供实质的保质期和实质的分析灵敏度的任何其它合适的金属。
[0094] 本发明的金属纳米壳包被的条码可以使用如下所述的目标特异性捕获探针进行 功能化。
[0095] 制备金属纳米壳包被的条码的方法 在一个实施方式中，本发明提供了在条码上制备金属纳米壳的方法。在一个实施方式 中，该方法可以包括：(a)用金属纳米颗粒接触或接种一个或多个条码群，和（b)将接种有 金属纳米颗粒的条码与金属的盐进行混合。
[0096] 在本发明方法的一个实施方式中，该方法还可以包括将目标特异性捕获探针缀合 至金属纳米壳。
[0097] 在该方法的一个实施方式中，荧光素可以是聚苯乙烯包被的QDs。在另一实施方式 中，QDs可以用一系列疏水聚芳族聚合物进行修饰，所述聚合物与组成微珠内部区域的基质 聚合物在结构上相似。
[0098] 条码的制备 制备本发明的金属纳米壳包被的条码的一个实施方式描述于图IA。
[0099] 参见图1A，条码可以包括具有一个或多个荧光素群102的微珠101。条码100可 以通过本领域已知的任何方法制备，例如通过控制浓度的流动聚焦（CCFF)技术[2]。荧光 素102,例如QDs，可以与单一聚合物系统混合以形成单一聚合物条码，或与混合聚合物系 统混合以形成混合聚合物条码。单一聚合物系统可以由任何合适的单独聚合物例如苯乙 烯-马来酸酐共聚物制成。混合聚合物系统可以由两种或多种不同聚合物的混合物制成。 在一个实施方式中，混合聚合物系统可以由苯乙烯-马来酸酐共聚物和聚苯乙烯制成。在 单一或混合聚合物系统中其它也可用于制备微珠的聚合物包括不同分子量的聚苯乙烯和 其它聚苯乙烯（随机-或嵌段-)共聚物。聚苯乙烯和苯乙烯-马来酸酐共聚物的比例可 以在4:1-1:1质量比之间变化。
[0100] 用于制备条码的荧光素可以用胺末端聚苯乙烯聚合物包被。聚苯乙烯包被的QDs 可以通过本领域已知的任何方法制备[1]。在一个实施方式中，QDs可以被提供为三正辛基 膦氧化物（TOPO)QDs。使用TOPOQDs作为示例，QD表面上的