念珠菌（Candida albicans)、须癣毛 癖菌（Trichophyton mentagrophytes)、脊髓灰质炎病毒、产气肠杆菌（Enterobacter aerogenes)、伤寒沙门氏菌（Salmonella typhi)、肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumonia)、巴西曲霉（Aspergillus brasiliensis)和甲氧西林抗性金黄色葡萄球菌 (MRSA)〇
[0038] 公开的方法和材料可通过形成可见聚集体，如裸眼可见的那些来检测生物物质。 标记粒子的光散射、吸收、反射或其任何组合可用于检测靶标生物物质。聚集粒子和其它粒 子也可在光散射、吸收或反射制剂或其任何组合中用于检测靶标生物物质。
[0039] 本公开提供用以产生在存在与不存在靶标生物物质之间以及在靶标生物物质的 浓度变化后展现物理差异的标记纳米粒子的方法。所述差异可被目视检测，如用裸眼检测， 或可使用能够定性和定量颜色和它们的强度的工具、软件和应用程序来定性和定量。标记 粒子的一个实例可包括磁性或金属纳米粒子，如金纳米粒子。不存在靶标生物物质也可抑 制所述聚集体的形成。
[0040] 在一个实施方案中，"标记粒子"可结合靶标生物物质并形成聚集体。在一些实施 方案中，所得聚集体可散射、吸收和/或反射光以进行目视检测。在一些实施方案中，聚集 体可通过如磁性、过滤、倾析或相分离方法或其任何组合的物理分离技术来分离。也可使用 由本领域技术人员所知的其它分离技术。
[0041] 一些实施方案包括"聚集粒子"以增强由标记粒子结合于生物物质产生的信号。聚 集粒子可用于增加聚集体的尺寸。所述增加可导致更易于检测以及在不同浓度的生物物质 之间更准确区别（图1)。所述聚集粒子的实例可包括不溶于检查的流体中的材料复合物， 如官能化砂、官能化琼脂糖和官能化聚合物。
[0042] 标记和聚集粒子的三种主要组分的实例包括：1)琼脂糖、砂、织物（如纤维素/棉 花、羊毛、尼龙、聚酯）、金属粒子（包括纳米粒子，如金纳米粒子或银纳米粒子）、磁性粒子 (包括纳米粒子）、玻璃、纤维玻璃、二氧化硅、木材、纤维、塑料、橡胶、陶瓷、瓷、石料、大理 石、水泥、生物聚合物、天然聚合物和合成聚合物[如聚（甲基丙烯酸缩水甘油酯）（PGMA)] 或其任何组合的可具有各种尺寸的粒子；2)受体，如乳糖（天然和合成）和它的衍生物 (如唾液酰基乳糖）、单糖和多糖、肝素和壳聚糖或多种类型的粒子的任何组合；以及3)连 接体，如直链或支链小分子或聚合物，如聚（乙二醇）（PEG，例如多臂支链PEG-胺）和聚 (乙烯亚胺）（PEI，各种比率的伯胺基：仲胺基：叔胺基）、枝化单元和树枝状聚合物（例如 超支化双-MPA聚酯-16-羟基）和壳聚糖或其任何组合。各材料可并有粒子和受体组分。 然而，并有连接体组分是任选的。此外，标记粒子可为含有各种类型的粒子、受体和任选连 接体的制剂。
[0043] 公开的于标记和聚集粒子中的粒子可用捕集基团（"受体"）官能化，所述捕集基 团的结构可为或源于细胞受体、抗体，或由描述靶标生物物质与可溶性分子的相互作用的 可用数据合成获得。受体可直接连接于粒子（图2,模式A)或通过连接体连接于粒子（图 2,模式B)。为保护粒子的分子结构的完整性，特别是在需要再使用标记和聚集粒子时， 一种使受体、粒子和任选连接体相互连接的方法是通过共价结合来实现。对于其中不需要 附加结构稳定性的某些应用，例如在单次使用材料的情况下，物理结合可替代共价结合。 受体通过物理结合捕集生物物质来起直接作用。连接体的一个作用在于使受体定位在离粒 子的核心一定有效距离处。通过隔开受体与粒子的核心，受体可易于接近靶标生物物质。 连接体的另一作用（特别是在所述连接体是支链时）在于增加受体在粒子的表面上的密度 (图2,模式C)。受体的密度增加与捕集较高浓度的生物物质的能力增加相关联。在一些 实施方案中，连接于标记粒子的受体和连接于聚集粒子的受体是相同受体（例如乳糖分子 可连接于标记粒子以及连接于聚集粒子）。在一些实施方案中，连接于标记粒子的受体和 连接于聚集粒子的受体是不同受体（例如乳糖分子可连接于标记粒子，而肝素分子可连接 于聚集粒子）。
[0044]标记和聚集粒子中的示例性受体可包括：1)肝素，即一种模拟见于宿主细胞的膜 中的天生糖胺聚糖的带负电荷聚合物。它可以自猪肠粘膜提取，并且被核准为血液抗凝剂 的肝素钠形式商购获得。此外，非动物源性合成肝素模拟磺酸聚合物可以与天然肝素类似 的方式起作用；2)壳聚糖，即一种可连接于多种微生物和蛋白质的生态友好生物杀虫剂。 它也用作止血剂以及用于经皮药物递送中；以及3)乳糖，即乳品行业的一种副产物。它是 可广泛获得的，并且每年以数百万吨产生。乳糖也可通过缩合/脱水两种糖，即半乳糖和 葡萄糖，包括所有它们的异构体来合成。
[0045] 标记和聚集粒子中的示例性粒子可包括金属或磁性粒子，如碱、碱性、过渡、过渡 后、镧系和锕系金属元素或化合物。金属或磁性元素或化合物的一些实例包括但不限于锂、 钠、钾、铷、铯、钫、铍、镁、钙、锶、钡、镭、铝、镓、铟、锡、铊、铅、铋、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、 镍、铜、锌、E、错、银、钼、锝、舒、铭、钯、银、镉、镧、铪、钽、妈、铼、锇、铱、钼、金、萊、婀、韦卢、 韦杜、韦喜、韦波、韦黑、韦麦、韦达、韦仑、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、 韦土、镤、铀、镎、坏、镅、锔、锫、锎、锿、镄、奶、锘和镑、它们的衍生物、盐和氧化物或其任何组 合，包括用以形成磁性化合物的组合。在一个实施方案中，金纳米粒子可为粒子。在这个实 施方案中，纳米粒子的尺寸越小，反射的颜色将越红。此外，在这个实施方案中，纳米粒子的 尺寸越大，反射的颜色将越蓝/紫。
[0046] 标记和聚集粒子中的其它示例性粒子可包括但不限于玻璃、二氧化硅、砂、木 材、纤维、天然和合成聚合物、橡胶、铜、金、银、钼、锌、石料、不锈钢、镍、钛、钽、错、镍钛诺 (Nitinol)、因康镍合金（Inconel)、铱、钨、硅、镁、锡、合金和含有任何前述各物的涂料、镀 锌钢、热浸渍镀锌钢、电镀锌钢、退火热浸渍镀锌钢或其任何组合。
[0047] 适于使用的玻璃材料包括但不限于钠钙玻璃、锶玻璃、硼硅酸盐玻璃、钡玻璃、含 有镧的玻璃-陶瓷以及其任何组合。
[0048]适于使用的砂材料包括但不限于包含二氧化硅（例如石英、熔融石英、结晶二氧 化硅、煅制二氧化硅、硅胶和二氧化硅气凝胶）、碳酸钙（例如霰石）或其任何混合物的砂。 砂可包含其它组分，如矿物质（例如磁铁矿、绿泥石、海绿石、石膏、橄榄石、石榴石）、金属 (例如铁）、壳体、珊瑚、石灰石、岩石或其任何组合。
[0049] 适于使用的木质材料包括但不限于硬木材和软木材以及自木材、木肩或纤维工程 改造的材料（例如胶合板、定向条板、层压胶合板木材、复合物、条木材、碎木板、硬质板、中 等密度纤维板）。木材的类型包括但不限于桤木、桦木、榆木、楓木、柳木、胡桃木、樱桃木、橡 木、山胡桃木、白杨木、松木、杉木或其任何组合。
[0050] 适于使用的纤维材料包括但不限于天然纤维（例如源于动物、植物或矿物质）和 合成纤维（例如源于纤维素、矿物质或聚合物）。适合天然纤维包括但不限于棉花、大麻、黄 麻、亚麻、苎麻、剑麻、甘蔗渣、木质纤维、蚕丝、蜘蛛丝、腱、肠线、羊毛、海丝、羊毛、马海毛、 安哥拉山羊毛（angora)和石棉。适合合成纤维包括但不限于人造丝、莫代尔（modal)和莱 塞尔（Lyocell)、金属纤维（例如铜、金、银、镍、铝、铁）、碳纤维、碳化硅纤维、竹纤维、海藻 纤维（seacell)、尼龙、聚酯、聚氯乙烯纤维（例如维荣（vinyon))、聚烯烃纤维（例如聚乙 烯、聚丙烯）、丙烯酸聚酯纤维、芳族聚酰胺（例如TWARON?、KEVLAR?或NOMEX ?)、斯潘德克 斯（spandex)或其任何组合。
[0051] 适于使用的天然聚合物材料包括但不限于多糖（例如棉花、纤维素）、虫胶、琥珀、 羊毛、丝、天然橡胶、生物聚合物（例如蛋白质、细胞外基质组分、胶原蛋白）或其任何组合。
[0052] 适于使用的合成聚合物材料包括但不限于聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸系物、丙烯 腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯腈、缩醛、聚苯醚、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚（甲 基丙烯酸缩水甘油酯）、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯亚胺、聚酯、聚醚、聚 酰胺、聚原酸酯、聚酸酐、聚砜、聚醚砜、聚己内酯、聚羟基-丁酸酯戊酸酯、聚内酯、聚氨基 甲酸酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯以及其共聚物或任何组合。
[0053] 适于使用的橡胶材料包括但不限于硅酮、氟硅酮、腈橡胶、硅酮橡胶、聚异戊二烯、 硫固化橡胶、丁二烯-丙烯腈橡胶、异戊二烯-丙烯腈橡胶等或其任何组合。
[0054] 适于使用的陶瓷材料包括但不限于氮化硼、氮化硅、氧化铝、二氧化硅等或其任何 组合。
[0055] 适于使用的石料材料包括例如花岗岩、石英、石英岩、石灰石、白云岩、砂岩、大理 石、皂石、蛇纹石或其任何组合。
[0056] 标记和聚集粒子中的示例性连接体可包括但不限于：1)壳聚糖，参见它作为受体 的描述；2)直链或支链聚（乙二醇）和它们的衍生物，其自氧化乙烯产生，并且具有许多 不同化学、生物学、商业和工业用途；3)直链或支链聚（乙烯亚胺）（PEI，各种比率的伯胺 基：仲胺基：叔胺基）；以及4)作为相对新型分子的枝化单元和树枝状聚合物。它们是使 用少数起始试剂实现的重复支链化分子。它们通常用于药物递送中以及传感器中。
[0057] 在一些实施方案中，在"标记粒子"的核心处的粒子可为金纳米粒子。
[0058] 在一些实施方案中，用于同时检测多种已知和未知微生物的受体可包括肝素和 它的衍生物。
[0059] 在一些实施方案中，受体可直接连接于粒子（图3)，或通过化学偶联，通过连接 体连接于粒子（图4)。一种类型的偶联试剂是1，1'-羰基二咪唑（⑶I)。然而，可使用其 它偶联试剂，如N，N' -二环己基碳二亚胺（DCC)或N-(3-二甲基氨基丙基）-N' -乙基碳 二亚胺盐酸盐（EDC或EDCI)。
[0060] 一示例性偶联试剂是CDI。如表面水解的金的碱性质子