用于结合生物分子的固体载体材料的使用方法

专利名称：：用于结合生物分子的固体载体材料的使用方法用于结合生物分子的固体载体材料的使用方法相关专利申请的交叉引用本申请要求各自提交于2007年4月19日的美国临时专利申请No.60/912，699、60/912,703和60/912,707的优先权，将每个专利的全文以引用的方式并入本文。
背景技术：
：诸如活组织中的感染或癌前病变之类的临床病症的早期灵敏检测对疾病的诊断和治疗有着显著的有益效果。影响临床病症检测的因素包括用于捕获、浓缩和/或纯化与临床病症相关的生物分子的材料和方法。影响检测和诊断的其它因素包括用于检测极小量(例如皮克量级)所关注的生物分子的手段。用于检测临床病症的现有技术通常耗时并且涉及相当多的操作来获得合适的样品。这些技术还受到生物样品内能使测试结果无效的许多干扰物质的影响。因此，需要提供用以从这类抑制物质中捕获和纯化生物分子的材料和方法。用于检测临床病症的现有技术的灵敏性和特异性受到非特异性物质的捕获的影响，非特异性物质通常会妨碍对小量生物分子的检测。因此，在浓縮和检测所关注的生物分子的存在时，需要用以减少非特异性物质的捕获的材料和方法。
发明内容本发明涉及使用具有用于连接生物分子(优选用于捕获靶生物分析物)的官能化表面的固体载体材料。在一个实施例中，本发明提供捕获靶生物分析物的方法。该方法涉及提供的固体载体材料，固体载体材料的表面包括可选的共价结合至该表面(优选通过不可逆共价键结合)的屏蔽基团，以及设置在该表面上的生物分子结合基团(优选的是，该生物分子结合基团共价结合至该表面，并且更优选的是，它们通过不可逆共价键结合)，其中生物分子结合基团包含一个或多个芳族基团(优选多个芳族基团)。然后在有效使多肽连接(优选通过非共价疏水相互作用连接)至一个或多个芳族基团的条件下，将该固体载体材料与多肽接触。多肽可以是靶生物分析物的捕获剂。这种多肽捕获剂可用于涉及将该多肽连接至其上的表面与怀疑含靶生物分析物的样品接触的方法。在某些方法中，存在屏蔽基团(即，它们不是可选的)。在某些方法中，特别是当屏蔽基团是可选的时，该方法优选包括这样的前提条件多肽捕获剂和/或靶生物分析物不会被从固体载体材料洗脱。作为另外一种选择，或者额外地，对于某些实施例，特别是当屏蔽基团是可选的时，生物分子结合基团被设置在固体载体材料表面至少25%的区域上。对于某些实施例，多肽捕获剂是抗体。对于某些实施例，固体载体材料包含多个具有不同特异性的抗体。对于某些实施例，靶生物分析物是微生物，例如细菌(如金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus))。对于某些优选的实施例，抗体通过该抗体的Fc区连接至一个或多个芳族基团。对于某些实施例，屏蔽基团包括含聚(环氧烷)的基团，优选为含聚(环氧乙烷)的基团。屏蔽基团是单价的并且共价结合(优选通过不可逆共价键结合)至表面。对于某些实施例，屏蔽基团包括含聚(环氧烷)的基团、含乙二醇醚的基团、含聚(环氧乙垸)醚的基团、含乙二醇乳酸酯的基团、含糖的基团、含多元醇的基团、含冠醚的基团、含低聚缩水甘油醚的基团(包括甲醚或羟乙基醚)、含羟基丙烯酰胺的基团、21含有机磺酸根的基团、含有机羧酸根的基团，或它们的组合。对于某些实施例，固体载体材料包括薄膜、片材、膜、过滤材料、纤维、泡沫、小珠、颗粒、瓶、板、管、棒、导管、薄片或它们的组合。对于某些实施例，固体载体材料包括微量滴定板或其他检测容器。对于某些实施例，固体载体材料包括颗粒状材料，颗粒状材料可包括纳米颗粒。对于某些实施例，固体载体材料还包括共价结合至表面(优选通过不可逆共价键结合)的亲水基团。对于某些实施例，固体载体材料包括纳米颗粒以及有助于纳米颗粒分散于水性生物环境中的亲水基团(并因而称为水分散性基团)。对于某些实施例，屏蔽基团和亲水基团(如水分散性基团)是相同的，而在其他实施例中亲水基团(如水分散性基团)与屏蔽基团不同。优选的是，亲水基团(如水分散性基团)包括羧酸基团、磺酸基团、膦酸基团、它们的盐或它们的组合。生物分子结合基团包含一个或多个芳族基团(优选多个芳族基团)。对于某些实施例，生物分子结合基团包括二苯基、三苯基或它们的组合。对于某些实施例，生物分子结合基团包括二苯基。对于某些实施例，固体载体材料还包括与表面连接(优选通过共价键连接，并且更优选通过不可逆共价键连接)的报告基团。对于某些实施例，报告基团包括荧光基团。在一个实施例中，本发明提供了制备其上连接有生物分子的固体载体材料的方法。该方法涉及提供具有表面的固体载体材料；可任选地提供具有屏蔽基团和表面结合基团的屏蔽化合物；提供包含一个或多个芳族基团(优选多个芳族基团)的生物分子结合化合物；可任选地使屏蔽基团通过表面结合基团共价结合(优选通过不可逆共价相互作用结合)至固体载体材料表面，并将生物分子结合化合物设置在固体载体材料的表面(优选该生物分子结合化合物通过共价结合(其优选为不可逆的)结合至表面)；以及在有效使多肽与一个或多个(优选两个或更多个)芳族基团连接的条件下，让固体载体材料与多肽接触。对于某些实施例，多肽是靶生物分析物的捕获剂(如抗体)，而对于其他实施例，多肽是靶生物分析物。在某些方法中，存在屏蔽基团(即它们不是可选的)。在某些方法中，特别是在屏蔽基团为可选的时，该方法优选包括这样的前提条件多肽不会随后被从固体载体材料洗脱。作为另外一种选择，或者额外地，对于某些实施例，特别是当屏蔽基团是可选的时，生物分子结合基团被设置在固体载体材料表面至少25%的区域上。该方法还可包括提供包含报告基团(如荧光基团)和表面结合基团的报告分子；以及将报告基团通过表面结合基团(优选通过不可逆共价键)连接(优选共价结合)至固体载体材料表面。对于某些实施例，在报告分子结合至固体载体材料之前将屏蔽化合物共价结合至固体载体材料表面。本发明还提供通过本文所述方法制备的固体载体材料。在一个实施例中，固体载体材料具有包括如下部分的表面设置在表面上(优选共价结合至表面)的生物分子结合基团，该生物分子结合基团包含一个或多个(优选多个)芳族基团；共价结合至表面的屏蔽基团；以及通过非共价疏水相互作用连接至一个或多个芳族基团的多肽。在另一个实施例中，固体载体材料具有包括如下部分的表面设置在表面至少25%区域上的生物分子结合基团(优选共价结合至表面)；其中生物分子结合基团包含一个或多个(优选多个)芳族基团；可选的共价结合至表面的屏蔽基团；以及通过非共价疏水相互作用连接至一个或多个芳族基团的多肽(优选为抗体)。在某些实施例中，多肽是抗体并且通过该抗体的Fc区连接至一个或多个芳族基团。优选的是，多肽是抗体并且通过该抗体的Fc区连接至多个芳族基团中的两个或更多个。Fc区连接至该结合基团是优选的，因为以这样的取向，抗体的生物活性基本上保持不变。在一个实施例中，本发明提供了捕获靶生物分析物的方法。该方法涉及提供固体载体材料，该固体载体材料的表面包括可选的共价结合至表面(优选通过不可逆共价键结合)的屏蔽基团，以及通过共价键(优选通过不可逆共价键)结合至表面的生物分子结合基团，其中生物分子结合基团包括非叔胺基团和/或肼基团。然后在有效使生物分子与一个或多个生物分子结合基团共价结合而形成-Ar-N《(H)-和/或-Ar-NHN二C(H)-键合(其中Ar是芳基)的条件下，让该固体载体材料与醛官能化的生物分子接触。该生物分子是靶生物分析物的捕获剂，并且该方法涉及使其上共价结合有生物分子捕获剂的表面与怀疑含有靶生物分析物的样品接触。对于某些实施例，生物分子捕获剂是抗体，其中固体载体材料包含多个不同特异性的抗体。对于某些实施例，靶生物分析物是微生物，例如细菌(如金黄色葡萄球菌)。对于某些实施例，存在屏蔽基团并且所述屏蔽基团包括含聚(环氧垸)的基团，优选为含聚(环氧乙垸)的基团。屏蔽基团是单价的并且共价结合(优选通过不可逆共价键结合)至表面。对于某些实施例，屏蔽基团包括含聚(环氧烷)的基团、含乙二醇醚的基团、含聚(环氧乙垸)醚的基团、含乙二醇乳酸酯的基团、含糖的基团、含多元醇的基团、含冠醚的基团、含低聚縮水甘油基的基团、含羟基丙烯酰胺的基团、含有机磺酸根的基团、含有机羧酸根的基团，或它们的组合。对于某些实施例，固体载体材料包括薄膜、片材、膜、过滤材料、纤维、泡沫、小珠、颗粒、瓶、板、管、棒、导管、薄片或它们的组合。对于某些实施例，固体载体材料包括微量滴定板或其他检测容器。24对于某些实施例，固体载体材料包括颗粒状材料，该颗粒状材料可包括纳米颗粒。对于某些实施例，固体载体材料还包括共价结合至表面(优选通过不可逆共价键结合)的亲水基团。对于某些实施例，固体载体材料包括纳米颗粒以及有助于纳米颗粒分散于水性生物环境中的亲水基团(并因而称为水分散性基团)。对于某些实施例，屏蔽基团和亲水基团(如水分散性基团)是相同的，而在其他实施例中亲水基团(如水分散性基团)与屏蔽基团不同。优选的是，亲水基团(如水分散性基团)包括羧酸基团、磺酸基团、膦酸基团、它们的盐或它们的组合。生物分子结合基团包括非叔胺基团和/或肼基团。对于某些实施例，生物分子结合基团包括非叔胺基团。对于某些实施例，非叔胺基团是伯胺基团。对于某些实施例，固体载体材料还包括连接至表面的报告基团(优选通过共价键连接，并且更优选通过不可逆共价键连接)。对于某些实施例，报告基团包括荧光基团。在一个实施例中，本发明提供了制备其上连接有生物分子的固体载体材料的方法。该方法涉及提供具有表面的固体载体材料；提供具有非叔胺基和/或肼基以及表面结合基团的生物分子结合化合物；可任选地提供具有屏蔽基团和表面结合基团的屏蔽化合物；使生物分子结合基团和可选的屏蔽基团通过表面结合基团与固体载体材料表面共价结合；其中，优选的是，生物分子结合基团(以及优选屏蔽基团)通过不可逆共价键结合至表面；以及在有效使生物分子与生物分子结合基团共价结合而形成-Ar-N=C(H)-和/或-Ar-NHN=C(H)-键合(其中Ar是芳基)的条件下，让固体载体材料与醛官能化的生物分子接触。对于某些实施例，生物分子是靶生物分析物的捕获剂(如抗体)，而对于其他实施例，生物分子是靶生物分析物。该方法还可包括提供包含报告基团(如荧光基团)和表面结合基团的报告分子；以及使该报告基团通过表面结合基团(优选通过不可逆共价键)连接(优选共价结合)至固体载体材料表面。对于某些实施例，在报告分子结合至固体载体材料上之前将屏蔽化合物共价结合至固体载体材料表面。本发明还提供通过本文提供的方法形成的固体载体材料。在一个实施例中，提供固体载体材料，其中该材料的表面包括通过不可逆共价键结合至表面的生物分子结合基团；通过-Ar-N:C(H)-和/或-Ar-NHN二C(H)-键合(其中Ar是芳基)共价结合至一个或多个生物分子结合基团的醛官能化生物分子(优选为经氧化的抗体)；以及共价结合至表面的屏蔽基团。在一个实施例中，本发明提供捕获靶生物分析物的方法。该方法涉及提供固体载体材料，该固体载体材料的表面包括共价结合至表面(优选通过不可逆共价键结合)的屏蔽基团，以及通过共价键(优选通过不可逆共价键)结合至表面的生物分子结合基团，其中生物分子结合基团包括a，P-烯属不饱和基团或炔属不饱和基团以及吸电子基团。然后在有效使生物分子通过碳-氢键共价结合至一个或多个生物分子结合基团的条件下，将该固体载体材料与胺官能生物分子接触，该碳-氢键在生物分子的氨基与a,3-烯属或炔属不饱和基团的P位置之间。在该方法中，生物分子是靶生物分析物的捕获剂，并且该方法涉及将其上共价结合有生物分子捕获剂的表面与怀疑含有靶生物分析物的样品接触。对于某些实施例，生物分子捕获剂是抗体，其中固体载体材料包含多个具有不同特异性的抗体。对于某些实施例，耙生物分析物是微生物，例如细菌(如金黄色葡萄球菌)。对于某些实施例，屏蔽基团包括含聚(环氧烷)的基团，优选含聚(环氧乙垸)的基团。屏蔽基团是单价的并且共价结合(优选通过不可逆共价键结合)至表面。对于某些实施例，屏蔽基团包括含聚(环氧垸)的基团、含乙二醇醚的基团、含聚(环氧乙烷)醚的基团、含乙二醇乳酸酯的基团、含糖的基团、含多元醇的基团、含冠醚的基团、含低聚縮水甘油基的基团、含羟基丙烯酰胺的基团、含有机磺酸根的基团、含有机羧酸根的基团，或它们的组合。对于某些实施例，固体载体材料包括薄膜、片材、膜、过滤材料、纤维、泡沫、小珠、颗粒、瓶、板、管、棒、导管、薄片或它们的组合。对于某些实施例，固体载体材料包括微量滴定板或其他检测容器。对于某些实施例，固体载体材料包括颗粒状材料，颗粒状材料可包括纳米颗粒。对于某些实施例，固体载体材料还包括共价结合至表面(优选通过不可逆共价键结合)的亲水基团。对于某些实施例，固体载体材料包括纳米颗粒以及有助于纳米颗粒分散于水性生物环境中的亲水基团(并因而称为水分散性基团)。对于某些实施例，屏蔽基团和亲水基团(如，水分散性基团)是相同的，而在其他实施例中亲水基团(如，水分散性基团)与屏蔽基团不同。优选的是，亲水基团(如，水分散性基团)包括羧酸基团、磺酸基团、膦酸基团、它们的盐或它们的组生物分子结合基团包括在a位置具有吸电子基团的a,3-烯属不饱和基团或炔属不饱和基团。对于某些实施例，吸电子基团包括羰基、酮、酉旨、酰胺、-S02-、-SO-、-CO-CO-、-CO-COOR、磺酰胺、卤离子、三氟甲基、磺酰胺、卤离子、马来酰亚胺、马来酸基或它们的组合。对于某些实施例，生物分子结合基团是丙烯酸酯基团或a,P不饱和酮基团。对于某些实施例，生物分子结合基团是多官能丙烯酸酯基。2对于某些实施例，固体载体材料还包括与表面连接(优选通过共价键连接，并且更优选通过不可逆共价键连接)的报告基团。对于某些实施例，报告基团包括荧光基团。在特别优选的实施例中，本发明提供捕获靶生物分析物的方法，该方法包括提供具有包括如下部分的表面的纳米颗粒(优选为二氧化硅纳米颗粒)共价结合至该表面的含有机羧酸根和/或有机磺酸根的屏蔽基团；以及共价结合至该表面的生物分子结合基团，其中生物分子结合基团包括丙烯酸酯基团；在有效使生物分子通过碳-氮键共价结合至一个或多个生物分子结合基团的条件下，将该固体载体材料与胺官能生物分子接触，该碳-氮键在生物分子的氨基与丙烯酸酯基团的e位置之间；其中生物分子是耙生物分析物的捕获剂；以及使其上共价结合有生物分子捕获剂的表面与怀疑含有耙生物分析物的样品接触。在该实施例中，优选的是，纳米颗粒上不存在聚(环氧垸)基团作为屏蔽基团或水分散性基团。在一个实施例中，本发明提供制备其上连接有生物分子的固体载体材料的方法。该方法涉及提供具有表面的固体载体材料；提供具有屏蔽基团和表面结合基团的屏蔽化合物；提供具有a,e-烯属不饱和基团、吸电子基团和表面结合基团的生物分子结合化合物；使屏蔽基团和生物分子结合基团通过表面结合基团共价结合至固体载体材料表面；其中生物分子结合基团和屏蔽基团通过不可逆共价键结合至表面；以及在有效使生物分子通过碳-氮键共价结合至一个或多个生物分子结合基团的条件下，将该固体载体材料与胺官能生物分子接触，该碳-氮键在生物分子的氨基与a，P-烯属不饱和基团的0位置之间。对于某些实施例，生物分子是靶生物分析物的捕获剂(如抗体)，而对于其他实施例，生物分子是靶生物分析物。该方法还包括提供包含报告基团(如，荧光基团)和表面结合基团的报告分子；以及让报告基团通过表面结合基团(优选通过不可28逆共价键)连接(优选共价结合)至固体载体材料表面。对于某些实施例，在报告分子结合至固体载体材料之前将屏蔽化合物共价结合至固体载体材料表面。在特别优选的实施例中，本发明提供制备其上连接有生物分子的固体载体材料的方法，该方法包括提供纳米颗粒(优选二氧化硅纳米颗粒)，各自具有表面；提供屏蔽化合物，该屏蔽化合物包括含有机羧酸根的基团和/或含有机磺酸根的基团以及表面结合基团；提供生物分子结合化合物，该化合物包括丙烯酸酯基团和表面结合基团；将有机羧酸根和/或有机磺酸根基团以及丙烯酸酯基团通过表面结合基团共价结合至纳米颗粒表面；以及在有效使生物分子通过碳-氮键共价结合至一个或多个丙烯酸酯基团的条件下，将该纳米颗粒与胺官能生物分子接触，该碳-氮键在生物分子的氨基与丙烯酸酯基团的e位置之间。在该实施例中，优选的是，纳米颗粒上不存在聚(环氧垸)基团作为屏蔽基团或水分散性基团。定义"生物分子结合基团"是与生物分子反应从而形成共价键，优选形成不可逆共价键的官能团。生物分子结合基团可以包括一个或多个能够与多肽相互作用的芳族基团。据信，生物分子与生物分子结合基团(其包括一个或多个芳族基团)之间的相互作用可以通过非共价疏水相互作用实现。本发明上下文中的"不可逆共价键"指在生理条件下不可逆的共价键。不可逆共价键不包括在生理条件下处于平衡的键，例如金-硫键，该在生理条件下处于平衡的键将允许连接的基团从一个固体载体(如颗粒)迁移至另一固体载体和/或将允许含-SH或-S-S-的任何外来物质置换所需的取代基。"屏蔽基团"是单价基团，其能够减少并且优选防止除所关注的生物分子之外的生物分子的非特异性结合。"亲水基团"(如，"水分散性基团")是为固体载体材料表面提供亲水性的单价基团。优选的是，如果将这类基团连接至纳米颗粒，则它们能够减少并且优选防止纳米颗粒在水性生物环境中的过度团聚和沉淀，并且将它们称为"水分散性基团"。某些亲水基团也可以用作针对非特异性结合的屏蔽基团(如，含聚(环氧乙烷)的基团)。在本文中将"纳米颗粒"定义为优选平均粒度不大于200纳米(nm)的纳米尺寸的颗粒。如本文所用，"粒度"和"粒径"具有相同的含义并且用于指颗粒(或其团聚物)的最大尺寸。在本文中，"团聚"指颗粒之间的弱缔合，它们可以因电荷或极性而保持在一起并且可以分解成更小的单位。术语"包含"及其变型形式出现在具体实施方式和权利要求中时不具有限制的意思。文字"优选的"和"优选地"指在某些情况下可以获得某些有益效果的本发明实施例。然而，在相同情况下或在其他情况下，其他实施例也可能是优选的。此外，一个或多个优选实施例的表述并不意味着其他实施例不可用，并且并非意图将其他实施例排除在本发明的范围外。如本文所用，"一个"、"一种"、"该"、"至少一个"和"一个或多个"可以交换使用。因此，例如，包括"一个"生物分子结合基团的表面可以解释为表示该表面包括"一个或多个"生物分子结合基团。类似地，用于捕获"一种"靶生物分析物的方法可以解释为表示该方法可以涉及捕获"一种或多种"靶生物分析物。术语"和/或"表示所列元素中的一者或全部或任意两个或多个所列元素的组合。如本文所用，除非上下文中明确地指出不是这样，否则术语"或"通常采用其包括"和/或"在内的意思。另外在本文中，通过端点表述的数值范围包括包括在该范围内的所有数值(如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。本发明的以上概述并非意图描述本发明每个公开的实施例或每种实施方式。以下描述更具体地举例说明了示例性实施例。在贯穿本专利申请的若干处，通过实例列表来提供指导，这些实例可以不同的组合使用。在每种情况下，所列举的列表仅作为代表性的组，而不应该被解释为排他性的列表。具体实施例方式本发明涉及固体载体材料的官能化表面的用途。本发明的官能化固体载体材料可用于设计和制造需要结合剂来连接和固定生物分子的装置。优选的是，可以将固体载体材料表面设计成共价地连接生物分子而不会干扰它们的生物取向或生物活性。本发明的固体载体材料的表面包括共价结合至该表面(优选通过不可逆共价键结合)的生物分子结合基团。这类生物分子结合基团提供了所关注的生物分子(如靶生物分析物)与该表面的选择性连接。可通过多种技术来实现选择性连接。例如，某些实施例涉及诸如特异性抗体或蛋白质之类的生物分子的捕获剂(即生物分子捕获剂)与表面的共价结合，其可用于对靶生物分析物(例如细菌)的特异性生物识别。本发明的固体载体材料的表面还包括共价结合至该表面(优选通31过不可逆共价键结合)的屏蔽基团。屏蔽基团用于减少并且优选防止除所关注的生物分子(如，生物分子捕获剂和/或靶生物分析物)之外的生物分子的非特异性结合。通过减少或防止非特异性结合，屏蔽基团有助于增强(例如)生物识别测定法的灵敏性、准确性和可重复性。这种屏蔽基团是单价的并且优选不可逆地共价结合(优选不可逆地结合)至表面。如果需要，可以将可选的亲水基团共价结合至固体载体材料表面(优选通过不可逆共价键结合)。在某些实施例中，屏蔽基团和亲水基团可以相同。例如，含聚(环氧乙垸)的基团可以既为固体载体材料提供屏蔽性又为固体载体材料提供亲水性。如果需要，特别是如果固体载体材料包括纳米颗粒时，亲水基团为水性生物环境中的纳米颗粒提供分散性。在这样的实施例中，亲水基团称为水分散性基团。一般来讲，可取的是使固体载体材料表面具有高覆盖率的反应基团(如二氧化硅表面上的硅烷醇基团)，以降低非特异性结合的倾向(以及如果固体载体材料是颗粒状材料，例如纳米颗粒时的团聚)。通常可取的是，固体载体材料表面上的大多数反应基团(即表面官能团)与生物分子结合基团以及可选的屏蔽基团和/或亲水基团反应。由于本发明的合适固体载体材料通常具有数量非常大的可触及的反应活性部位，即使高百分比的屏蔽基团和/或亲水基团覆盖率也不会妨碍可用的大量生物分子结合基团的连接。对于较小尺寸的纳米颗粒来说尤其如此，较小尺寸的纳米颗粒具有大量表面官能团(即表面反应基团)。固体载体材料(即固体载体)上的反应基团是能够与结合至表面的化合物(化学式A—L一B表示的生物分子结合化合物、化学式A—L—Sh表示的屏蔽化合物、化学式A—L一WD表示的亲水化合物(如水分散性化合物)，以及化学式A—L—Rp表示的报告化合物，如下文所讨论的)中的表面结合基团A(见下文)反应的互补基团。可以使用表面反应基团(即固体载体材料上的反应基团)和表面结合基团A的任何合适组合，只要表面反应基团不与(生物分子结合化合物的)生物分子结合基团B反应，该生物分子结合基团B是能够与生物分子相互作用(通常通过共价键相互作用)的官能团。在上面的化学式中，L表示有机连接基或化学键。有机连接基L可以是直链或支链的亚烷基、亚芳基或亚烷基和亚芳基的组合，可任选包含杂原子(包括S、O、N、P或其混合物)。L基团的例子包括含环氧乙垸的低聚物或聚合物基团、含乙撑亚胺的低聚物或聚合物基团，以及含环硫乙烷的低聚物或聚合物基团。虽然L基团可以(例如)包括二价的含环氧乙烷的低聚物或聚合物基团，该基团也可以为固体载体材料提供屏蔽和/或亲水特性，但是本文表示的屏蔽基团和亲水基团是分开的并且截然不同的单价基团。这意味着，屏蔽基团和亲水基团是端基并且不是用于另外的基团(特别是生物分子结合基团)的二价连接基。因此，如果生物分子结合基团B通过二价的含环氧乙烷的低聚物连接至表面，则本发明的固体载体材料优选包括单独的并且截然不同的屏蔽基团，该屏蔽基团可以包括单价的含环氧乙烷的低聚物(即无反应性端基的基团)。固体载体材料固体载体材料可以具有任何可用的形式，包括(但不限于)薄膜、片材、膜、过滤材料、非织造纤维或织造纤维、泡沫、中空小珠或实心小珠、颗粒(包括纳米颗粒)、瓶、板、管、棒、导管或薄片。固体载体可以是多孔或无孔的、刚性或柔性的、透明或不透明的、透光或有色的，以及反射性或非反射性的。合适的固体载体材料包括(例如)聚合物材料、玻璃、硅、陶瓷、金属、金属氧化物、水合金属氧化物或它们的组合。如果需要，固体载体材料可以是有磁性的。固体载体材料可以是微量滴定板或其他检测容器的形式。固体载体可以具有单层或多层材料。例如，在一些实施例中，固体载体可以具有为第一层提供支承的一个或多个第二层，该第一层包括能够与结合至表面的化合物中的表面结合基团A反应的互补基团。第一层是固体载体的外层。合适的聚合物型固体载体材料包括(但不限于)聚烯烃、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚(乙酸乙烯酯)、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氧甲烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨酯、酚醛树脂、聚胺、氨基-环氧树脂、聚酯、硅酮、纤维素基聚合物、多糖或它们的组合。在一些实施例中，聚合物材料是用具有能够与A基团反应的互补基团的共聚单体制备的共聚物。例如，共聚单体可以含有羧基、巯基、羟基、氨基或烷氧基甲硅烷基。这些基团能够与表面结合基团A反应，例如氨基、碳-碳双键、烷氧基硅垸基或氯硅烷基。合适的玻璃和陶瓷固体载体材料可以包含(例如)钠、硅、铝、铅、硼、磷、锆、镁、钙、砷、镓、钛、铜或它们的组合。玻璃通常包括多种类型的含硅酸盐的材料。固体载体可以是硅基材料，例如电介质材料或适用于集成电路或其他电子设备的材料。可以用无机层涂覆有机聚合物基板，例如薄的Si02层。这样的材料可以通过诸如气相沉积之类的已知方法制备。作为另外一种选择，固体载体可以包括类金刚石玻璃层，如国际专利申请WO01/66820Al中所公开。类金刚石玻璃是包含碳、硅和一种或多种选自氢、氧、氟、硫、钛或铜的成分的无定形材料。一些类金刚石玻璃材料可采用等离子工艺由四甲基硅垸前体生成。可以制备疏水材料，可在氧等离子体中进一步处理该疏水材料以控制表面上的硅垸醇浓度。类金刚石玻璃可以是薄膜的形式或者是另一层上的涂层或固体载体中的材料的形式。在一些应用中，类金刚石玻璃可以是具有至少30重量百分比(重量％)、至少25重量％的硅和多达45重量％的氧的薄膜形式。这类薄膜可以是柔性的且透明的。在一些实施例中，类金刚石玻璃是多层固体载体的外层。在具体的实施例中，固体载体的第二层是聚合物材料而第一层是类金刚石玻璃薄膜。表面结合基团A连接至该类金刚石玻璃表面。在一些多层固体载体中，类金刚石玻璃沉积在类金刚石碳层上。例如，第二层是表面上沉积有类金刚石碳层的聚合物薄膜。类金刚石玻璃层沉积在类金刚石碳层上。在一些实施例中，类金刚石碳可以在多层固体载体中用作聚合物层和类金刚石玻璃层之间的粘结层或底漆层。例如，多层固体载体可以包括聚酰亚胺或聚酯层、沉积在聚酰亚胺或聚酯上的类金刚石碳层，以及沉积在类金刚石碳上的类金刚石玻璃层。又如，多层固体载体包括以如下顺序布置的层叠件类金刚石玻璃、类金刚石碳、聚酰亚胺或聚酯、类金刚石碳和类金刚石玻璃。类金刚石碳薄膜可以(例如)在等离子体反应器中由乙炔制备。制备这类薄膜的其他方法在美国专利No.5，888，594和5,948,166以及M.David等人在1991年3月的文章(M.Davidetal.,AlChEJournal,37(3),367-376)中有所描述。用于固体载体的合适的金属、金属氧化物或水合金属氧化物可以包括(例如)金、银、铂、钯、铝、铜、铬、铁、钴、镍、锌等。在本文中，硅和其他准金属也包括在术语"金属"的范围内。含金属的材料可以包括合金，例如不锈钢、铟锡氧化物等。在一些实施例中，含金属的材料是多层固体载体的外层。例如，固体载体可以具有第二聚合物层和第一含金属层。在一个更具体的实例中，第二层是聚合物薄膜而第一层是金薄膜。在其他实例中，多层固体载体包括先用含钛层涂覆然后用含金层涂覆的聚合物薄膜。也就35是说，钛层可以用作用于使金层粘附至聚合物薄膜的粘结层或底漆层。在一些实例中，聚合物薄膜可以是聚酯薄膜或聚酰亚胺薄膜。在包括含金属材料的多层固体载体的其他实例中，硅支持层可以用一种或多种含金属材料覆盖。在一具体的实例中，硅支持层可以先用铬层覆盖然后用金层覆盖。铬层可以改善金层对硅层的粘附力。本发明的合适且优选的固体载体包括纳米颗粒，即纳米尺寸的颗粒。术语"纳米尺寸"指表征为平均粒度(或对于球形颗粒而言为平均粒径)优选不大于200nm(在表面改性之前)的颗粒。更优选地，平均粒度不大于150纳米(在表面改性之前)，甚至更优选不大于120nm(在表面改性之前)，并且甚至更优选不大于100nm(在表面改性之前)。优选的是，在表面改性之前，纳米颗粒的平均粒度为至少5nm，并且更优选为至少10nm。纳米颗粒的平均粒度可以用透射电子显微镜测量。在本发明的实践中，粒度可以用任何合适的技术测量。优选的是，粒度指的是数均粒径并且用采用透射电子显微镜或扫描电子显微镜的仪器测量。测量粒度的另一种方法是测量重均粒度的动态光散射法。发现适用的这类仪器的一个例子是可得自加利福尼亚州富勒顿的贝克曼库尔特公司(BeckmanCoulterInc.,Fullerton，CA)的N4PLUSSUB-MICRONPARTICLEANALYZER(N4PLUS亚微米颗粒分析仪)。同样优选的是，纳米颗粒的尺寸相对均匀。均匀尺寸的纳米颗粒通常能提供更加可重复的结果。均匀的纳米颗粒优选具有偏差小于士25%的粒度。在本文中，优选将纳米颗粒表面改性成水分散性的，以减少并且优选防止颗粒在生物环境中采用的水性缓冲液中过度团聚和沉淀。纳米颗粒聚集可导致不期望的沉淀、胶凝作用或粘度的显著增加。然而，当纳米颗粒在水性缓冲液中时少量的团聚是容许的，只要团聚体(即团聚颗粒)的平均尺寸优选不大于200nm。因此，纳米颗粒在本文中优选表示胶态纳米颗粒，因为它们可以是单独的颗粒或它们的小团聚物。纳米颗粒优选具有至少10mV克，更优选至少20mV克，并且甚至更优选至少25m々克的表面积。纳米颗粒优选具有不大于600m"克的表面积。本发明的纳米颗粒可以是多孔的或无孔的。它们可以基本上仅包括一种材料(如二氧化硅)，或者它们可以是诸如芯壳纳米颗粒之类的复合纳米颗粒。芯壳纳米颗粒可以包括一种类型的氧化物(如氧化铁)芯或金属(如金或银)芯或聚合物材料芯，以及沉积在芯上的另一种类型的金属或金属氧化物壳。未改性的纳米颗粒可以作为溶胶而不是粉末提供。优选的溶胶通常含有15重量％至50重量％的分散于流体介质中的胶状颗粒。适用于胶状颗粒的流体介质的代表性实例包括水、水性醇溶液、低级脂肪醇、乙二醇、N，N-二甲基乙酰胺、甲酰胺或它们的组合。优选的流体介质是水性的，例如水和可任选的一种或多种醇。当胶状颗粒分散于水性流体中时，由于每个颗粒表面上产生了共同的电荷而可以使颗粒稳定。共同的电荷往往会促进分散而不是团聚或聚集，因为带同种电荷的颗粒相互排斥。水性介质中的无机溶胶是本领域熟知的并且可以商购获得。例如，水或水-醇溶液中的二氧化硅溶胶可以诸如LUDOX(由美国特拉华州威尔明顿(Wilmington,DE)的杜邦公司(E丄duPontdeNemoursandCo.,Inc.)制造)、NYACOL(可得自Nyacol公司(Ashland,MA))或NALCO(由NalcoChemicalCo.(OakBrook，IL)制造)之类的商品名商购获得。一种可用的二氧化硅溶胶是NALCO2327，其可作为平均粒度为20纳米、pH值为9.5并且固体含量为40重量％的二氧化硅溶胶获得。另外的合适的胶态二氧化硅的实例在美国专利No.5,126，394中有所描述。优选的纳米颗粒是二氧化硅纳米颗粒。本发明中使用的溶胶通常可以包括抗衡阳离子，以便平衡胶体的表面电荷。根据pH和所使用的胶体类型，胶体上的表面电荷可以是负电荷或正电荷。因此，阳离子或阴离子都可用作抗衡离子。适合用作带负电荷的胶体的抗衡离子的阳离子的实例包括Na+、K+、Li+、诸如NR4+之类的季铵阳离子(其中每个R可以为任意的单价部分，但优选为H或诸如-CH3之类的低级垸基)、这些离子的组合等等。可以利用多种方法来使固体载体材料表面改性，这取决于表面的官能度。固体载体表面通常包括能够与以下基团反应的基团羧基、卤代羰基、卣代羰氧基、氰基、羟基、巯基、异氰酸酯基、卣代甲硅垸基、烷氧基甲硅垸基、酰氧基甲硅烷基、叠氮基、氮丙啶基、卤代垸基、叔氨基、芳族伯氨基、芳族仲氨基、二硫基、烷基二硫基、苯并三唑基、膦酰基、偶磷基酰胺基、磷酸根或烯属不饱和基团。也就是说，固体载体包括能够与表面结合基团A反应的基团(即，固体载体包括与基团A互补的基团)。固体载体可以包括载体材料，该载体材料经处理而形成包括互补基团(即表面反应基团)的外层。固体载体可以用任何已知具有能够与表面结合基团A反应的基团的固相材料制备并且不限于下面的合适材料的例子。如果需要，可以(例如)用等离子体(如氧离子)处理固体载体的表面，以提供对所选表面结合基团A的表面反应性，或者用以提供能够接枝反应性分子的自由基(例如具有用于基团A的胺基的丙烯酸基)，或者用以产生能够与作为基团A的异氰酸酯基反应的表面羟基。38羧基可以与含金属或金属氧化物(特别是其中金属为铜、铁、镍或铝)的固体载体反应。羧基或卣代羰基可以与具有羟基的固体载体反应，形成含羰氧基的连接基团。具有羟基的固体载体材料的实例包括(但不限于)聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯的羟基取代的酯、聚丙烯酸酯的羟基取代的酯、电晕处理过的聚乙烯，以及载体材料(例如玻璃或聚合物薄膜)上的聚乙烯醇涂层。羧基或^代羰基也可以与具有巯基的固体载体反应，形成含羰硫基的连接基团。具有巯基的固体载体材料的实例包括(但不限于)聚丙烯酸酯的巯基取代的酯、聚甲基丙烯酸酯的巯基取代的酯，以及用巯烃基硅垸处理过的玻璃。另外，羧基或卤代羰基可以与芳族伯氨基、芳族仲氨基或脂族仲氨基反应，形成含羰基亚氨基的连接基团。具有芳族伯氨基或仲氨基的固体载体材料包括(但不限于)聚胺、聚甲基丙烯酸酯的胺取代的酯、聚丙烯酸酯的胺取代的酯、聚氮丙啶，以及用氨基烷基硅烷处理过的玻璃。卤代羰氧基可以与具有羟基的固体载体反应，形成含氧基羰氧基的连接基团。具有羟基的固体载体材料的实例包括(但不限于)聚乙烯醇、电晕处理过的聚乙烯、聚甲基丙烯酸酯的羟基取代的酯、聚丙烯酸酯的羟基取代的酯，以及载体材料(例如玻璃或聚合物薄膜)上的聚乙烯醇涂层。卤代羰氧基也可以与具有巯基的固体载体反应，形成含氧基羰硫基的连接基团。具有巯基的固体载体材料的实例包括(但不限于)聚甲基丙烯酸酯的巯基取代的酯、聚丙烯酸酯的巯基取代的酯，以及用巯烃基硅垸处理过的玻璃。氰基可以与具有叠氮基的固体载体反应，形成含四嗪二基的连接基团。具有叠氮基的固体载体的实例包括(但不限于)玻璃或聚合物载体上的聚(4-叠氮甲基苯乙烯)涂层。合适的聚合物载体材料包括聚酯、聚酰亚胺等。羟基可以与具有异氰酸酯基的固体载体反应，形成含氧基羰基亚氨基的连接基团。合适的具有异氰酸酯基的固体载体包括(但不限于)载体材料上的甲基丙烯酸-2-异氰酸乙酯聚合物涂层。合适的载体材料包括玻璃和聚合物材料，例如聚酯、聚酰亚胺等。羟基可以与具有羧基、羰氧基羰基或卤代羰基的固体载体反应，形成含羰氧基的连接基团。合适的固体载体包括(但不限于)载体材料上的丙烯酸聚合物或共聚物涂层，或载体材料上的甲基丙烯酸聚合物或共聚物涂层。合适的载体材料包括玻璃和聚合物材料，例如聚酯、聚酰亚胺等。其他合适的固体载体包括聚乙烯与聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或共聚物，或它们的组合。巯基可以与具有异氰酸酯基的固体载体反应。巯基与异氰酸酯基之间的反应形成含硫代羰基亚氨基的连接基团。合适的具有异氰酸酯基的固体载体包括(但不限于)载体材料上的甲基丙烯酸-2-异氰酸乙酯聚合物涂层。合适的载体材料包括玻璃和聚合物材料，例如聚酯、聚酰亚胺等。巯基还可以与具有卤代羰基的固体载体反应，形成含羰硫基的连接基团。具有卤代羰基的固体载体包括(例如)氯代羰基取代的聚乙烯。巯基也可以与具有卤代羰氧基的固体载体反应，形成含氧基羰硫基的连接基团。具有卤代羰基的固体载体包括聚乙烯醇的氯甲酰酯。另外，巯基可以与具有烯属不饱和基团的固体载体反应，形成含硫醚的连接基团。合适的具有烯属不饱和基团的固体载体包括(但不限于)衍生自丁二烯的聚合物和共聚物。异氰酸根基团可以与具有羟基的固体载体反应，形成含氧基羰基亚氨基的连接基团。具有羟基的固体载体材料的实例包括(但不限于)聚乙烯醇、电晕处理过的聚乙烯、聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酸酯的羟基取代的酯，以及玻璃或聚合物薄膜上的聚乙烯醇涂层。异氰酸酯基还可以与巯基反应，形成含硫代羰基亚氨基的连接基团。具有巯基的固体载体材料的实例包括(但不限于)聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酸酯的巯基取代的酯，以及用巯烃基硅垸处理过的玻璃。另外，异氰酸酯基可以与芳族伯氨基、芳族仲氨基或脂族仲氨基反应，形成含亚氨基羰基亚氨基的连接基团。合适的具有伯氨基或仲氨基的固体载体包括(但不限于)聚胺、聚氮丙啶，以及在诸如玻璃之类的载体材料或诸如聚酯或聚酰亚胺之类的聚合物材料上的氨基烷基硅烷涂层。异氰酸酯基还可以与羧基反应，形成含O-酰基氨甲酰基的连接基团。合适的具有羧酸基团的固体载体包括(但不限于)玻璃或聚合物载体上的丙烯酸聚合物或共聚物涂层或甲基丙烯酸聚合物或共聚物涂层。共聚物包括(但不限于)含有聚乙烯和聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸的共聚物。合适的聚合物载体材料包括聚酯、聚酰亚胺等。卤代甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基可以与具有硅垸醇基的固体载体反应，形成含二硅氧垸的连接基团。合适的固体载体包括由多种玻璃、陶瓷材料或聚合物材料制备的那些。这些基团还可以与表面上具有金属氢氧化物基团的多种材料反应，形成含硅氧垸41的连接基团。合适的金属包括(但不限于)银、铝、铜、铬、铁、钴、镍、锌等。在一些实施例中，金属是不锈钢或另一种合金。聚合物材料可以制备成具有硅垸醇基团。例如，市售的具有硅烷醇基团的单体包括得自美国威斯康星州密尔沃基市(Milwaukee,WI)的AldrichChemical公司的3-(三甲氧基甲硅垸基)甲基丙烯酸丙酯和3-氨丙基三甲氧基硅垸。叠氮基可以(例如)与具有碳-碳三键的固体载体反应，形成含三唑二基的连接基团。叠氮基还可以与具有腈基的固体载体反应，形成含四嗪二基的连接基团。具有腈基的固体载体包括(但不限于)诸如玻璃或聚合物材料之类的载体材料上的聚丙烯腈涂层。例如，合适的聚合物载体材料包括聚酯和聚酰亚胺。其他合适的具有腈基团的固体载体包括丙烯腈聚合物或共聚物以及2-氰基丙烯酸酯聚合物或共聚物。叠氮基还可以与有张力的烯属基团反应，形成含三唑二基的连接基团。合适的具有有张力的烯属基团的固体载体包括具有降冰片烯侧基的材料的涂层。合适的载体材料包括(但不限于)玻璃和聚合物材料，例如聚酯和聚酰亚胺。氮丙啶基可以与巯基反应形成P-氨烷基硫醚连接基团。具有巯基的固体载体材料的实例包括(但不限于)聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酸酯的巯基取代的酯和用巯烃基硅垸处理过的玻璃。另外，氮丙啶基可以与羧基反应形成含P-氨基垸氧基羰基的连接基团。合适的具有羧基的固体载体包括(但不限于)玻璃或聚合物载体上的丙烯酸聚合物或共聚物涂层或者甲基丙烯酸聚合物或共聚物涂层。共聚物包括(但不限于)含有聚乙烯和聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸的共聚物。合适的聚合物载体材料包括聚酯、聚酰亚胺等。卤代垸基可以(例如)与具有叔氨基的固体载体反应，形成含季铵的连接基团。合适的具有叔氨基的固体载体包括(但不限于)聚二甲基氨基苯乙烯或聚二甲基氨基甲基丙烯酸乙酯。同样，叔氨基可以(例如)与具有卤代垸基的固体载体反应，形成含季铵的连接基团。合适的具有卣代烷基的固体载体包括(例如)载体材料上的卤代垸基硅烷涂层。载体材料可以包括(但不限于)玻璃和聚合物材料，例如聚酯和聚酰亚胺。芳族伯氨基或芳族仲氨基可以(例如)与具有异氰酸酯基的固体载体反应，形成含氧基羰基亚氨基的连接基团。合适的具有异氰酸酯基的固体载体包括(但不限于)玻璃或聚合物载体上的甲基丙烯酸-2-异氰酸乙酯聚合物或共聚物涂层。合适的聚合物载体包括聚酯、聚酰亚胺等。芳族伯氨基或芳族仲氨基还可以与含羧基或卤代羰基的固体载体反应，形成含羰基亚氨基的连接基团。合适的固体载体包括(但不限于)载体材料上的丙烯酸聚合物涂层或甲基丙烯酸聚合物涂层。载体材料可以是(例如)玻璃或聚合物材料，例如聚酯或聚酰亚胺。其他合适的固体载体包括聚乙烯和聚甲基丙烯酸或聚丙烯酸的共聚物。二硫基、硫醇基或垸基二硫基可以(例如)与含金属或金属氧化物的表面反应。合适的金属或金属氧化物包括(但不限于)金、银、铂、钯、镍、铜和铬。固体载体还可以是合金，例如铟锡氧化物或电介质材料。苯并三唑基可以(例如)与具有金属或金属氧化物表面的固体载体反应。合适的金属或金属氧化物包括(例如)银、铝、铜、铬、铁、钴、镍、锌等。金属或金属氧化物可以包括合金，例如不锈钢、铟锡氧化物等。膦酰基、偶磷基酰胺基或磷酸根可以(例如)与具有金属或金属氧化物表面的固体载体反应。合适的金属或金属氧化物包括(例如)银、铝、铜、铬、铁、钴、镍、锌等。金属或金属氧化物可以包括合金，例如不锈钢、铟锡氧化物等。烯属不饱和基团可以(例如)与具有巯基的固体载体反应。该反应形成含杂亚垸基的连接基团。合适的固体载体包括(例如)聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯的巯基取代的垸基酯。烯属不饱和基团还可以与具有硅表面的固体载体反应，例如用化学气相沉积工艺形成的硅固体载体。这种硅表面可以含有-SiH基团，该基团能在存在铂催化剂的情况下与烯属不饱和基团反应，形成其中Si结合至亚垸基的连接基团。另外，烯属不饱和基团可以与具有碳-碳双键的固体载体反应，形成含亚烷基的连接基团。这类固体载体包括(例如)衍生自丁二烯的聚合物或共聚物。许多其他固体载体材料和/或表面反应基团是已知的并且可以根据需要使用。可以根据需要使用多种组合的固体载体材料和/或表面反应基团。生物分子结合基团芳族官能化生物分子结合基团生物分子结合基团用于将一个或多个多肽(如抗体、抗体缀合物和蛋白质，例如抗生物素蛋白、链霉亲和素以及凝聚因子)通过非共价疏水相互作用装配至固体载体材料表面。生物分子结合基团包括一个或多个能与多肽(优选抗体)形成非共价疏水键的芳族基团，该芳族基团包括单芳基、二芳基、三芳基。优选的是，生物分子结合基团包括多个芳族基团。芳族基团(即芳基)可以包括或者可以不包括杂原子(特别是S、N、0)，并且它们可以包括或者可以不包括取代基(如羟基、羧基、甲氧基、甲基、氨基等)。对于某些实施例，生物分子结合基团被设置在固体载体材料表面至少25%的区域上。而且，优选的是，表面上的芳族基团可足够用于提供与所关注的多肽的充分接触。优选的是，生物分子结合基团对特异性多肽(优选抗体，并且更优选IgG抗体)具有特异性亲和力，但是包括具有用于多种不同多肽(优选抗体，并且更优选IgG抗体)的多个结合位点的生物分子结合基团在本发明的范围内。在任一表面上包括用于多种不同多肽(优选抗体，并且更优选IgG抗体)的多个生物分子结合基团也在本发明的范围内。应该使芳基的数量与亲水基团的数量和类型平衡，特别是如果固体载体为颗粒时，以避免过度团聚。如果芳基被取代，则取代基(如羟基、羧基、甲氧基、甲基、氨基)应不会在空间上干扰或电子干扰生物分子结合基团的功能。如果需要，可以用亲水基团取代芳基，特别是用以帮助颗粒固体载体材料的分散。芳族基团可以共价结合至固体载体表面或者它们可以由用于处理固体载体表面的底漆提供。底漆可以共价结合至固体载体表面或者可以不是共价结合至固体载体表面。下面在方案I中示出了用二芳基通过非共价疏水机制固定抗体(由Y形分子表示，其可以被氧化或者可以不被氧化)的实例。抗体固定取向控制方案I如本文所用，术语"生物分子结合化合物"描述了可以与固体载体材料表面反应以用生物分子结合基团使该表面官能化的化合物。该化合物可以用化学式A—L一B表示，其中A是表面结合基团，该基团可以与本文所述的其他表面结合基团相同或不同，B表示生物分子结合基团，而L表示有机连接基或化学键。有机连接基L可以是直链或支链的亚烷基、亚芳基或亚烷基和亚芳基的组合，可任选包含杂原子。对于某些实施例，L基团不包括二价的含环氧烷的低聚物或聚合物基团。对于某些实施例，如果L基团确实包括二价的含环氧垸的低聚物或聚合物基团，所述低聚物或聚合物基团可以为固体载体材料提供屏蔽和/或亲水特性，那么它们不是唯一存在于固体载体材料上的屏蔽和/或亲水基团。生物分子结合化合物(A—L一B)的合适的表面结合基团A在本文标题为"固体载体材料"的部分中有描述。实例包括用于含二氧化硅的表面的硅烷醇基、垸氧基硅烷基或氯硅垸基；用于含氧化铁的表面的羧酸或磷酸基团；用于含金的表面的硫醇基；用于含银或铜的表面的羧酸基、磷酸基、三唑基或苯并三唑基；用于含尼龙的表面的羧酸基；用于含聚酯的表面的氨基；用于含硝酸纤维素的表面的羧酸基；以及用于含聚苯乙烯的表面的氮烯基。优选的生物分子结合化合物包括二苯基硅烷或三苯基硅垸，其中硅垸基团是烷氧基硅垸和/或氯硅垸。本领域的一般技术人员将认识到，各式各样的其他生物分子结合化合物可用于本发明，用作可用于用生物分子结合基团使固体载体材料官能化的化合物。用于使这类化合物与固体载体材料反应的示例性条件在"实例"部分中示出。优选的是，将足够量的生物分子结合化合物与固体载体材料反应，以提供所需水平的所关注的生物分子(多肽，例如抗体，优选IgG抗体)的连接。优选的是，抗体通过该抗体的Fc区连接至一个或多个芳族基团。更优选地，抗体通过该抗体的Fc区连接至多个芳族基团中的两个或更多个。芳基-胺和芳基-肼生物分子结合基团生物分子结合基团用于使一个或多个生物分子共价结合至固体载体材料表面。优选的是，生物分子结合基团对特定物分子具有特异性亲和力，但是包括具有用于多种不同生物分子的多个结合位点的生物分子结合基团是在本发明的范围内。在任何一个表面上包括用于多种不同生物分子的多个生物分子结合基团也在本发明的范围内。生物分子结合基团包括芳基胺基和/或芳基肼基。胺基可以是伯胺基或仲胺基(即非叔胺基)，但是优选为伯胺基。生物分子结合基团可以由用化学式A—L—B表示的生物分子结合化合物提供。生物分子结合基团B是芳基非叔胺基和/或芳基肼基。一般来讲，基团B将会与基团A(表面结合基团)不同。在这个化学式中，L可以是化学键或多种有机连接基的任意一种，使得某些优选的基团L—B(或仅B)具有如下结构:n=0-10X=CH2，O，S,NIiNR(R:烷基)以及n=0-10X=CH2，0,S，風NR(R:烷基)。对于某些实施例，B基团包括芳基胺基和/或芳基肼基并且通过席夫碱机理与具有游离羰基的生物分子反应，从而形成化学式-Ar-NK:(H)-生物分子键合或-Ar-NHN-C(H)-生物分子键合，其中Ar是芳基，芳基可以是未取代的或者是经取代的。芳基可以包括单个芳环或多个芳环，所述芳环可以包含或可以不包含杂原子(特别是S、N、0)。实例包括萘、蒽、嵌二萘和联苯。如果芳基是经取代的，则取代基(如羟基、羧基、甲氧基、甲基、氨基)应该不会在空间上干扰或电子干扰芳基胺基和/或芳基肼基作为生物分子结合基团的功能。如果固体载体是颗粒形式，则应该使芳基的数量与亲水基团(如果存在)的数量和类型平衡以避免过度团聚。如果需要，可以用亲水基团取代芳基，以有助于颗粒固体载体材料的分散。直接连接至生物分子结合基团的生物分子是醛-官能化的生物分子。如果生物分子是抗体，则其是经氧化的抗体。用于经氧化的抗体的示例性条件在"实例"部分中有描述。优选的是，游离羰基是来自抗体的Fc区。将诸如经氧化的抗体之类的生物分子(由Y形分子表示)通过席夫碱机理固定至芳基胺的例子在下面的方案II中示出。"1、、、.跪体固定取向控制欣^鄉:敬、.'巧W竭;w:"，^(:!i^r、^-，:df'SW》-H,"'."'.、\^-1^(崎？V乂'CH.,C附、、、、、、、、、、、、、、、、》争t《0咏…(》…〔C:l-,iH、、■—八！,、/方案II如本文所用，术语"生物分子结合化合物"描述了可以与固体载体材料表面反应以用生物分子结合基团使该表面官能化的化合物。该化合物可以用化学式A—L一B表示，其中A是表面结合基团，该基团可以与本文所述的其他表面结合基团相同或不同，B表示生物分子结合基团，而L表示有机连接基或化学键。有机连接基L可以是直链或支链的亚垸基、亚芳基或亚烷基和亚芳基的组合，可任选包含杂原子。对于某些实施例，L基团不包括二价的含环氧垸的低聚物或聚合物基团。对于某些实施例，如果L基团确实包括二价的含环氧垸的低聚物或聚合物基团，所述低聚物或聚合物基团可以为固体载体材料提供屏蔽和/或亲水特性，那么它们不是唯一存在于固体载体材料上的屏蔽和/或亲水基团。生物分子结合化合物的合适的表面结合基团A在本文中标题为"固体载体材料"的部分中有描述。实例包括用于含二氧化硅的表面的硅垸醇基、烷氧基硅烷基或氯硅烷基；用于含氧化铁的表面的羧酸或磷酸基团；用于含金的表面的硫醇基；用于含银或铜的表面的羧酸基或磷酸基；用于含尼龙的表面的羧酸基；用于含聚酯的表面的氨基；用于含硝酸纤维素的表面的羧酸基；以及用于含聚苯乙烯的表面的氮烯基。生物分子结合化合物(即能够提供具有芳基胺和/或芳基肼基团的生物分子结合基团的化合物，其由化学式A—L—B表示)的实例包括4-氨基苯基三甲氧基硅垸。本领域的一般技术人员将认识到，各式各样的其他生物分子结合化合物可用于本发明，用作可用于用生物分子结合基团使固体载体材料官能化的化合物。用于使这类化合物与固体载体材料反应的示例性条件在"实例"部分中示出。优选的是，将足够量的生物分子结合化合物与固体载体材料反应，以提供所需水平的所关注的生物分子(经氧化的多肽，例如经氧化的抗体，优选IgG抗体)的连接。a,g烯属或炔属不饱和生物分子结合基团生物分子结合基团用于使一个或多个生物分子共价结合至固体载体材料表面。优选的是，生物分子结合基团对特定生物分子具有特异性亲和力，但是包括具有用于多种不同生物分子的多个结合位点的生物分子结合基团是在本发明的范围内。在任何一个表面上包括用于多种不同生物分子的多个生物分子结合基团也在本发明的范围内。生物分子结合基团包括具有吸电子基团的a，3-烯属或炔属不饱和基团。吸电子基团的非限制性实例包括羰基、酮、酉旨、酰胺、-S02-、-SO-、-CO-CO-、-CO-COOR、磺酰胺、卣离子、三氟甲基、磺酰胺、卤离子、马来酰亚胺、马来酸基或它们的组合。对于某些实施例，吸电子基团是酮、酯或酰胺。生物分子结合基团可以由通过化学式A—L—B表示的生物分子结合化合物提供。生物分子结合基团B包括a，e-烯属或炔属不饱和基团。一般来讲，基团B将与基团A(表面结合基团)不同。在该化学式中，L可以是化学键或多种有机连接基的任意一种，使得某些优选的基团L一B(或仅B)具有如下结构n=0-15X=NH，NR,S，O。在某些实施例中，生物分子结合基团包括丙烯酸酯基或a,0不饱和酮基。在宽泛的pH范围内，丙烯酸酯和a,3不饱和酮在水中显示具有期望的稳定特性，并且还显示具有与伯胺的高反应性，以不可逆地形成迈克尔(Michael)加成加合物。当具有氨基的生物分子通过碳-氮键共价结合至生物分子结合基团时，产生迈克尔加成加合物，该碳-氮键涉及生物分子的氨基和a位具有羰基单元的a，0-烯属不饱和基团的P位置。下面的方案III示出了丙烯酸酯化合物(其为生物分子结合化合物的实例)的实例，在某些优选的实施例中，丙烯酸酯化合物是用于与固体载体材料表面反应并使固体载体表面改性的起始材料。这种化合物由化学式A—L一B表示，其中A为—Si(OR)3而B为丙烯酸酯基oII《CH2CH2—o—c—czIH，=CH2C2H5—C—CH2—0—《一I、00II《CH2CH2—0—C—CZH2R'CH2—o_C—gNHR'(CH2)3Si(OR)3C2Hs—9—CH2-0—《。、、0H2N—(CH2)3Si(OR)3II、CH2迈克尔加合物0《CH2—o—c—c4II《o'CH2丙烯酸系化合物1:R'=H;R=CH2CH3丙烯酸系化合物2:R'=CH3;R=CH3丙烯酸系化合物5方案ni丙烯酸酯和a,P不饱和酮是优选的，因为它们与多种表面结合基团相容。在某些实施例中，丙烯酸酯是多官能的。如本文所用，术语"生物分子结合化合物"描述了可以与固体载体材料表面反应以用生CH2:0ooII々CH2CH2—0~C_1H，=CH2H2t—C—CH2—0~《一do—C_g,'OHCO,CH2、oCH2NHR'(CH2)3Si(OR)迈克尔加合物oII々CH2'CH2—0—C——CZh2IIVc/N—(CH2)3Si(OR)3H2C——C——CH2—O~SI、0H2CH2—o—C—CK[II^oCH2丙烯酸系化合物3:R'=H;R=CH2CH3丙烯酸系化合物4:R'=CH3;R=CH3(CH2)3Si(OMe)3/0=6Hc2c物分子结合基团使该表面官能化的化合物。该化合物可以用化学式A一L一B表示，其中A是表面结合基团，该基团可以与本文所述的其他表面结合基团相同或不同，B表示生物分子结合基团，而L表示有机连接基或化学键。有机连接基L可以是直链或支链的亚垸基、亚芳基或亚烷基和亚芳基的组合，可任选包含杂原子。对于某些实施例，L基团不包括二价的含环氧垸的低聚物或聚合物基团。对于某些实施例，如果L基团确实包括二价的含环氧烷的低聚物或聚合物基团，所述低聚物或聚合物基团可以为固体载体材料提供屏蔽和/或亲水特性，那么它们不是唯一存在于固体载体材料上的屏蔽和/或亲水基团。其他生物分子结合化合物包括如下化合物:ox=C,0,N,P,SY=C,O,N,SRl和R2都是吸电子基团R1二H，R2二吸电子基团R2二H，Rl二吸电子基团53其中A是二硫基或巯基表面结合基团，其可以与AU和Ag结合；L是脂族或芳族有机连接基，可任选包含杂原子和生物分子结合基团。生物分子结合化合物的合适的表面结合基团A在本文中标题为"固体载体材料"的部分中有描述。实例包括用于含二氧化硅的表面的硅烷醇基、垸氧基硅烷基或氯硅垸基；用于含氧化铁的表面的羧酸或磷酸基团；用于含金的表面的硫醇基；用于含银或铜的表面的羧酸基或磷酸基；用于含尼龙的表面的羧酸基；用于含聚酯的表面的氨基；用于含硝酸纤维素的表面的羧酸基；以及用于含聚苯乙烯的表面的氮烯基。生物分子结合化合物的实例包括N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅垸、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯砜三乙氧基硅烷-2、1,1,2-三氟乙烯基、1，1，2-三氯乙烯基、1,1-二氯乙烯基、l，l-二氟乙烯基、1-氟或1-氯乙烯基硅烷、含a,e不饱和基团的硅垸、含硅垸的醌、a，e不饱和酮、亚砜，以及具有吸电子基团的a,e炔属不饱和化合物。本领域的一般技术人员将认识到，各式各样的其他生物分子结合化合物可用于本发明，用作可用于用生物分子结合基团使固体载体材料官能化的化合物。用于使这类化合物与固体载体材料反应的示例性条件在"实例"部分中示出。优选的是，将足够量的生物分子结合化合物与固体载体材料反应，以提供所需水平的所关注的生物分子(多肽，例如抗体，优选IgG抗体)的连接。屏蔽基团"屏蔽基团"是单价基团，其能够减少并且优选防止除靶生物分析物(如另一种所关注的生物分子)之外的生物分子的非特异性结合。至于单价，其意指屏蔽基团不具有可以与所关注的生物分子反应或可以固定所关注生物分子的端基。下面描述的某些亲水基团也可以用作屏蔽基团(如，含聚(环氧乙烷)的基团、含多羟基的基团、磺酸基团)。屏蔽基团独立于并且区别于生物分子结合基团。也就是说，在某些实施例中固体载体材料包括提供屏蔽特性的单价基团，即使相同的部分可以形成用于连接生物分子结合基团至固体载体材料表面的连接基。如本文所用，术语"屏蔽化合物"描述了一种可与固体载体材料表面反应以用屏蔽基团使该表面改性的化合物。其可以用化学式A—L—Sh表示，其中A是表面结合基团，该基团可以与本文所述的其他表面结合基团相同或不同，Sh表示屏蔽基团，而L表示有机连接基或化学键。有机连接基L可以是直链或支链的亚垸基、亚芳基或亚垸基和亚芳基的组合，可任选包含杂原子。屏蔽基团用于阻断非靶分析物/生物分子和生物大分子材料结合至固体载体材料表面并允许固体载体材料被用于结合、分离或固定特异性生物分子。对屏蔽基团的主要要求是其不结合所关注的生物分子(如，捕获剂或靶生物分析物)。屏蔽基团通常包括(例如)非离子基团(例如，含聚(环氧烷)的基团，优选含聚(环氧乙垸)的基团、含乙二醇醚的基团、含聚(环氧乙垸)醚的基团、含乙二醇乳酸酯的基团、含糖的基团、含多元醇的基团、含冠醚的基团、含低聚縮水甘油醚的基团(包括甲醚和羟乙基醚)、含羟基酰胺的基团)、阴离子基团(如，如下面描述为亲水基团的磺酸基和羧酸基)，以及在分散于水中时能形成阴离子基团的基团(如盐或酸)。如果需要，可以使用这些基团的多种混合物或组合。优选的是，屏蔽基团是长度受到很好地限定的未带电荷的水溶性聚合分子。过长的聚合物可能会有阻断生物分子结合基团上的结合位点的效应，并因而优选对它们的聚合物长度进行控制。优选的屏蔽基团包括(但不限于)含聚(环氧烷)的基团(优选分子量低至88的短链低聚物，其中如果至少包括两种不同的部分则具有无规的或嵌段的结构分布)、含乙二醇醚的基团、含聚(环氧乙烷)醚的基团、含乙二醇乳酸酯的基团、含糖的基团、含多元醇的基团、含冠醚的基团、含低聚縮水甘油醚的基团(包括甲醚和羟乙醚)、含羟基酰胺的基团(包括丙烯酰胺的低聚物和聚合物)、含有机磺酸根的基团、含有机羧酸根的基团或它们的组合。在一些实施例中，优选的屏蔽基团是含聚(环氧乙烷)的基团(优选大分子单体)，该基团是单价的并且具有至少一个《112-(:112-0-(重复)单元，并且可以具有-CH(Ri)-CH2-0-(重复)单元，使得该大分子单体总共具有至少一个(并且优选至少五个)-CH2-CH2-0-(重复)单元，并且-CH2-CH2-0-单元与-CH(R')-CH2-0-单元的比率是至少2:1(优选3:1)。如果含聚(环氧乙垸)的基团还包括-CH(R、CH2-0-基团，贝l」R1是(CVC4)烷基基团，其可以是直链或支链的。因而，小量的环氧丙烷(如，0.2mmol/克纳米颗粒)可以包括在聚(环氧烷)基团内，尽管不是所需的。优选的是，含聚(环氧乙院)的基团的分子量是至少100g/摩尔，更优选至少500g/摩尔。通常优选的是，它们的链长受限，使得它们小于低聚物的缠结分子量。术语"缠结分子量"用于指屏蔽基团时意指最低分子量，超过该最低分子量则用作屏蔽基团的聚合物分子显示出缠结。测定聚合物的缠结分子量的方法是已知的，参见(例如)Friedrich等人，ProgressandTrendsinRheologyV，ProceedingsoftheEuropeanRheologyConference,5th，Portoroz,Slovenia,Sep.6-11，1998(1998》387(流变学的进展和趋势，第五届欧洲流变学会议论文集，1998年，9月6-11日，斯洛文尼亚)，编辑Emri，I，出版商:Steinkopff，Darmstadt(德国)。优选的是，这种聚合物基团的分子量不大于10,000克/摩尔(g/mol)。虽然无意于提出这种优选性的机理，但据信短链屏蔽基团相对于长聚合物链是更合适的，以避免組断生物分子结合基团的结合位点。有理由预期短链屏蔽基团将允许靶分析物和/或捕获剂可触及生物分子56结合位点。较长链的屏蔽基团可能会阻断生物分子结合基团，防止发生任何结合。对于某些实施例而言，尤其是如果固体载体材料包括羧酸根和/或磺酸根基团时，优选没有聚(环氧垸)基团存在于固体载体材料上作为屏蔽基团或水分散性基团。表面上的屏蔽基团的表面密度和特性将取决于所需的整个系统和方法的效率，考虑多种因素，例如起始物质的成本、生物分子结合基团的表面密度和特性、水分散性基团(如果包括的话)的表面密度和特性、合成的难易性、靶分析物和/或捕获剂在所关注样品中的群体密度以及所需检测系统的灵敏性(如信噪比)。例如，含聚(环氧乙垸)的基团与含胺的生物分子结合基团的比率是至少0.15:1以防止胶凝作用(对于纳米粒子而言)；然而，对于低的非特异性结合，含聚(环氧乙烷)的基团与含胺的生物分子结合基团的比率是至少2:1。合适的屏蔽化合物的表面结合基团A在本文中标题为"固体载体材料"的部分描述。实例包括用于含二氧化硅的表面的硅垸醇基、烷氧基硅垸基或氯硅垸基；用于含氧化铁的表面的羧酸或磷酸基团；用于含金的表面的硫醇基；用于含银或铜的表面的羧酸基或磷酸基；用于含尼龙的表面的羧酸基；用于含聚酯的表面的氨基；用于含硝酸纤维素的表面的羧酸基；以及用于含聚苯乙烯的表面的氮烯基。屏蔽化合物的例子包括聚(环氧乙垸)三甲氧基硅垸、(OH)3Si(CH2)3OCH2CH(OH)CH2S03H以及羧乙基硅烷三醇钠盐。本领域的一般技术人员将认识到，各式各样的其他屏蔽化合物可用于本发明，用作可用于用屏蔽基团使固体载体材料改性的化合物。用于使这类化合物与固体载体材料反应的示例性条件在"实例"部分中示出。优选的是，将足量的屏蔽基团与固体载体材料反应以提供所需水平的非特异性结合而不干扰生物分子结合基团的连接。可选的亲水基团(水分散性基团)亲水(如水分散性)基团是单价基团，该基团赋予固体载体材料表面亲水性。这是理想的，因为它们还能够增加表面张力以在水性生物分子连接时减少或消除去湿问题。至于单价，其意指亲水基团不具有可以与所关注的生物分子反应或固定所关注的生物分子的端基。因而，亲水基团独立于并且区别于生物分子结合基团。也就是说，在某些实施例中，固体载体材料提供亲水特性的单价基团，即使相同的部分可以形成用于生物结合基团连接至固体载体材料表面的连接基。在某些实施例中，它们能减少(并优选防止)颗粒(尤其是纳米颗粒)在用于生物环境的水性缓冲溶液中的过度团聚和沉淀(但是对于纳米颗粒来说少量的团聚是可以容忍的，只要团聚体的平均粒度优选不大于200nm)。优选的是，水分散性纳米颗粒在水性缓冲溶液中是贮存稳定性的。提及贮存稳定性，其意指在高于2(TC的温度下，在超过至少一年的周期内，水分散性纳米颗粒在缓冲液中的水性分散体不会脱乳化和/或凝结或团聚。如本文所用，术语"亲水化合物"或"水分散性化合物"描述可以与固体载体材料表面反应以用亲水基团(如水分散性基团)对其改性的化合物。其可以用化学式A—L—WD表示，其中A是表面结合基团，该基团可以与本文描述的其他表面结合基团相同或不同，WD表示亲水基团(如水分散性基团)，而L表示有机连接基或化学键。有机连接基L可以是直链或支链的亚烷基、亚芳基或亚烷基和亚芳基的组合，可任选包含杂原子。亲水基团是好水性基团。它们通常包括(例如)非离子基团、阴离子基团、阳离子基团、在分散于水中时能形成阴离子或阳离子的基团(如，盐或酸)，或它们的混合物。58非离子型亲水基团的实例包括聚(环氧烷)基团和含多羟基的基团(包括含糖的基团)。优选的非离子型亲水基团是聚(环氧烷)基团(优选大分子单体)，其为单价的，并且具有至少一个-(:112-(^2-0-(重复)单元，并且可以具有-CH(R"-CH2-0-重复单元，使得大分子单体总共具有至少一个(并且优选至少五个)-CH2-CH2-0-(重复)单元，并且《1!2-(:112-0-重复单元与-01(111)-(^12-0-重复单元的比率是至少2:1。因而，小量的环氧丙烷可以包括在聚(环氧垸)基团内，尽管其不是所需的。阴离子或阴离子形成基团可以是有助于表面的阴离子化的任何合适基团。例如，合适的基团包括羧酸根基团(-CCV基团，包括聚羧酸根)、硫酸根基团(-S(V基团，包括聚硫酸根)、磺酸根基团(-scv基团，包括聚磺酸根)、磷酸根基团(-PCV基团，包括聚磷酸根)、膦酸根(-P(V基团，包括聚膦酸根)，以及类似基团，以及它们的酸。阳离子或阳离子形成基团可以是有助于表面的阳离子化的任何合适基团。例如，合适的基团包括季铵盐、膦盐和锍盐。在某些实施例中，优选的亲水基团包括羧酸基团、磺酸基团、膦酸基团或它们的组合。亲水基团连接在固体载体材料表面上使得固体材料具有改善的可湿性，以及使颗粒(尤其是纳米颗粒)具有改善的水分散度。重要的是，对于纳米颗粒而言，这种分散性不需要外部乳化剂(例如表面活性剂)来稳定。然而，如果需要，也可以将阴离子和阳离子水分散性化合物用于包括纳米颗粒的组合物以用作外部乳化剂并帮助纳米颗粒的分散。可以用亲水化合物(A—L一WD)提供亲水基团。亲水化合物的合适的表面结合基团A在本文中标题为"固体载体材料"的部分中描述。实例包括用于含二氧化硅的表面的硅垸醇基、烷氧基硅垸基或氯硅烷基、用于含氧化铁的表面的羧酸或磷酸基团、用于含金的表面的硫醇基、用于含银或铜的表面的羧酸基或磷酸基、用于含尼龙的表面的羧酸基、用于含聚酯的表面的氨基、用于含硝酸纤维素的表面的羧酸基，以及用于含聚苯乙烯的表面的氮烯基。一些优选的亲水化合物包括如下化合物ONa(HO)2Si\C02NaONa(H0)2Si\以及其他已知的化合物。本领域的一般技术人员将认识到，各式各样的其他亲水化合物可60用于本发明，用作外部乳化剂或用作可用于用亲水基团使固体载体材料改性的化合物。用于使这类化合物与固体载体材料反应的示例性条件类似于用于使生物分子结合化合物和/或屏蔽化合物与固体载体材料反应的条件，如"实例"部分中所示。优选地，让足量的亲水化合物与固体载体材料反应以提供所需水平的亲水性而不会干扰生物分子结合基团的连接。例如，对于纳米颗粒，所需水平的亲水性要使得外部乳化剂对于制备保存稳定性分散体来说是不必要的。可选的报告基团所关注的生物分子通常通过利用提供可检测信号的报告基团(即信号基团)检测。这些报告基团通常直接连接至固体载体材料表面(优选通过共价键连接，并且更优选通过不可逆共价键连接)。生物分子可以通过这样定量首先测定样品中报告基团的量，然后用将样品与之比较的一组标准品计算所存在的生物分子量。这种报告基团的实例包括发光基团，包括光致发光基团，特别是荧光基团。荧光报告基团的实例包括香豆素、荧光素、荧光素衍生物、若丹明和若丹明衍生物。发光报告基团的实例包括金刚垸基环氧乙垸衍生物。显色报告基团的实例包括磺酞、磺酞衍生物和吲哚酚化合物以及它们的衍生物。可根据需要使用报告基团的组合。如果将颗粒用作固体载体材料，则可以使用具有不同报告基团的颗粒的组合。例如，混合物中的一种类型的颗粒可包括用荧光素标记的具有特异性"a"的抗体，而另一种类型的颗粒可包括用若丹明标记的具有特异性"b"的抗体。因此，人们可以使用单个测定法来检测多个抗原。虽然大多数报告基团被设计成直接共价结合至固体载体表面，但是也可以通过另一个分子(如抗生物素蛋白)将报告基团非共价地连接至固体载体表面。也可以通过离子或疏水相互作用来连接荧光基团(如羧基荧光素和氨基荧光素)。优选的是，荧光报告基团是荧光素，例如衍生自三乙氧基甲硅垸基取代的荧光素染料的荧光素。可以使用报告化合物(A—L—Rp)将报告基团连接至固体载体材料表面，其中Rp是报告基团，A是表面结合基团，而L是有机连接基或化学键。有机连接基L可以是直链或支链的亚烷基、亚芳基或亚垸基和亚芳基的组合，可任选包含杂原子。报告化合物(A—L—Rp)的合适的表面结合基团A在本文中标题为"固体载体材料"的部分中有描述。实例包括用于含二氧化硅的表面的硅垸醇基、烷氧基硅烷基或氯硅烷基；用于含氧化铁的表面的羧酸或磷酸基团；用于含金的表面的硫醇基；用于含银或铜的表面的羧酸基或磷酸基；用于含尼龙的表面的羧酸基；用于含聚酯的表面的氨基；用于含硝酸纤维素的表面的羧酸基；以及用于含聚苯乙烯的表面的氮烯基。报告化合物的实例是三乙氧基甲硅垸基取代的荧光素。本领域的一般技术人员将认识到，各式各样的其他报告化合物可用于本发明，用作可用于用报告基团使固体载体材料改性的化合物。用于使这种化合物与固体载体材料反应的示例性条件在"实例"部分中示出。优选的是，将足够量的报告化合物与固体载体材料反应以提供所需水平的标记。生物分子生物分子可以是天然存在于活体中的任何化合物，以及这类天然存在的化合物的衍生物或片段。生物分子主要由碳和氢组成，除此之外还有氮、氧、磷和硫。有时结合有其他元素，但不是很普遍。生物分子包括(但不限于)蛋白质、抗体、多肽、碳水化合物、多糖、类脂、脂肪酸、类固醇、前列腺素、前列环素、维生素、辅因子、细胞因子和核酸(包括DNA、RNA、核苷、核苷酸、嘌呤和嘧啶)、由活体产生的代谢产物，包括(例如)抗生素和毒素。生物分子还可以包括天然存在的生物分子的衍生物，例如已经用化学试剂修饰(例如用高碘酸钠氧化)的蛋白质或抗体。生物分子还可以包括交联的天然存在的生物分子或天然存在的生物分子与化学物质的交联产物。因此，如本文所用，术语"生物分子"包括(但不限于)未经修饰的分子和经修饰的分子两者(如，糖基化蛋白、经氧化的抗体)及其片段(如蛋白质片段)。例如，生物分子片段可以包括因化学处理、酶处理或照射处理而水解产生的那些片段。在某些实施例中，生物分子可以共价结合至一个或多个生物分子结合基团。在某些实施例中，生物分子可以在其连接至生物分子结合基团之前被修饰成包括醛基。在一些实施例中，直接连接至生物分子结合基团的生物分子(其是捕获剂或靶生物分析物)包括醛基或者在其连接至生物分子结合基团之前被修饰成包括醛基。用于使抗体氧化而包括醛基的示例性条件在"实例"部分中公开。生物分子可以包括整个生物体(如病毒、细菌)，或者细胞或组织或生物体中的分子。"所关注的生物分子"可以是可用于"捕获"其他生物分子的"捕获剂"(如用于捕获蛋白质的抗体)或者是靶生物分析物中的生物分子。作为另外一种选择，"所关注的生物分子"可以是"靶分析物"(即"靶生物分析物")或在用于检测和/或分析的耙分析物(如细菌或其他所关注的生物分子)内。捕获剂可以直接实现靶生物分析物的选择性连接或者可以通过捕获剂来实现，捕获剂优选为抗体，优选利用抗体的Fc区(例如，在靶生物分析物本身包括结合固定在检测表面上的抗体的抗原时)进行捕获。捕获剂包括对靶生物分析物具有高亲和力，并且优选对靶分析物具有特异性的物质(如分子、分子的基团)。捕获剂包括(例如)抗体及其片段(Fab、Fab'、Fc)、多肽、核酸配体、DNA、RNA、寡核苷酸、蛋白质、抗体、碳水化合物、多糖、类脂、脂肪酸、类固醇、维生素、细胞因子、凝集素、辅因子和受体(如噬菌体受体)。捕获剂还可以包括天然存在的生物分子的衍生物，例如已经用化学制品修饰的蛋白质或抗体。这些也包括交联的天然存在的生物分子或天然存在的生物分子与化学物质的交联产物。优选的适用于本发明的生物分子捕获剂包括多肽，多肽包括抗体、抗体缀合物和诸如抗生物素蛋白、链霉亲和素和凝聚因子之类的蛋白质。特别优选的生物分子捕获剂是抗体。术语"抗体"旨在包括来自脊椎动物(如哺乳动物物种)的任何同种型(IgG、IgA、IgM、IgE等)的整个抗体，以及它们的片段，其也与外源化合物(如蛋白质)发生特异性反应。抗体可以是单克隆的、多克隆的或它们的组合。可以用常规技术使抗体片段化并且以与整个抗体相同的方式筛选片段的实用性。因此，该术语包括溶蛋白性裂解或重组制备的抗体分子部分的片段，该片段能够选择性地与某些蛋白质反应。这种蛋白水解片段和/或重组片段的非限制性实例包括Fab、F(ab')2、Fv，以及含有由肽接头连接的VL和/或VH结构域的单链抗体(scFv)。可以共价或非共价地连接scFv以形成具有两个或更多个结合位点的抗体。可以用本领域技术人员已知的任何可检测部分来标记抗体。在某些方面，结合人们希望测量的被分析物的抗体(一抗)未被标记，而是通过结合特异性结合一抗的经标记的二抗或其他试剂来间接检测。多种金黄色葡萄球菌抗体是本领域已知的。例如，金黄色葡萄球64菌抗体可从Sigma-Aldrich(西格玛奥德里奇公司)和AccurateChemical商购获得。另外，其他金黄色葡萄球菌抗体(例如单克隆抗体Mab12-9)在美国专利No.6，979,446中有描述。在某些优选的实施例中，抗体选自本文所述的那些(如选自由以下抗体组成的组MAb-76、MAb-107、亲和纯化的RxClf40、亲和纯化的GxClf40、MAb12-9)、它们的片段wCjllJ口'jfetL口o仏sxii/n^Ui-piyh「7化'JT厶乂l:促-人J厶wu卞丄丄/g22日标题为"ANTIBODYWITHPROTEINASELECTIVITY(具有蛋白质选择性的抗体)"的美国专利申请序列No.11/562,759、提交于2006年11月22日标题为"ANTIBODYWITHPROTEINASELECTIVITY(具有蛋白质选择性的抗体)"的美国专利申请序列No.11/562,747，以及提交于2006年11月22日标题为"SPECIFICANTIBODYSELECTIONBYSELECTIVEELUTIONCONDITIONS(通过选择性洗脱条件对特异性抗体的选择)"的美国专利申请序列No.60/867,089。优选的抗体是单克隆抗体。特别优选的是结合金黄色葡萄球菌(本文中也称为"S.aureus"或"StaphA")的蛋白A的单克隆抗体。更具体地讲，在一个实施例中，合适的单克隆抗体及其抗原结合片段是表现出由杂交瘤细胞系358A76.1产生的单克隆抗体76的免疫结合特性的那些。鼠单克隆抗体76是鼠IgG2A，从用蛋白A免疫的小鼠分离的k抗体。根据布达佩斯条约，杂交瘤358A76.1(其产生单克隆抗体76)于2006年10月18日存放在美国典型培养物保藏中心(ATCC)存放处(AmericanTypeCultureCollection(ATCC)Depository,10801UniversityBoulevard,Manassas,VA20110-2209)，并给定专利存放名称(PatentDepositDesignation)PTA-7938(本文中也称为登记号PTA-7938)。杂交瘤358A76.1产生在本文中称为"Mab76"的抗体。Mab76在本文中也称为"Mab76"、"Mab-76"、"MAb-76"、"单克隆76"、"单克隆抗体76"、"76"、"M76"或"M76"，所有名称在本文中可互换使用，指由杂交瘤细胞系358A76.1产生的免疫球蛋白，该免疫球蛋白于2006年10月18日存放在美国典型培养物65保藏中心(ATCC)，并指定登记号为PTA-7938。在另一个实施例中，合适的单克隆抗体及其抗原结合片段是表现出由杂交瘤细胞系358A107.2产生的单克隆抗体107的免疫结合特性的那些。鼠单克隆抗体107是鼠IgG2A，从用蛋白A免疫的小鼠分离的k抗体。根据布达佩斯条约，杂交瘤358A76.2(其产生单克隆抗体107)于2006年10月18日存放在美国典型培养物保藏中心(ATCC)存放处(AmericanTypeCultureCollection(ATCC)Depository,10801UniversityBoulevard,Manassas,VA20110-2209)，并给定专利存放名称PTA-7937(本文中也称为登记号PTA-7937)。杂交瘤358A107.2产生在本文中称为"Mab107"的抗体。Mab107在本文中也称为"Mab107"、"Mab隱107"、"MAb-107"、"单克隆107"、"单克隆抗体107"、"107"、"M107"或"M107"，所有名称在本文中可互换使用，指由该杂交瘤细胞系产生的免疫球蛋白，该免疫球蛋白于2006年10月18日存放在美国典型培养物保藏中心(ATCC)，指定登记号为PTA-7937。合适的单克隆抗体也是抑制单克隆抗体MAb-76与金黄色葡萄球菌的蛋白A结合的那些。本发明包括结合至单克隆抗体MAb-76识别的金黄色葡萄球菌蛋白A的相同表位的单克隆抗体。用于测定单克隆抗体是否抑制单克隆抗体MAb-76结合至金黄色葡萄球菌蛋白A的方法以及用于测定单克隆抗体是否结合至单克隆抗体MAb-76识别的金黄色葡萄球菌蛋白A的相同表位的方法是免疫学领域的技术人员所熟知的。合适的单克隆抗体也是抑制单克隆抗体MAb-107与金黄色葡萄球菌蛋白A结合的那些。本发明包括结合至单克隆抗体MAb-107识别的金黄色葡萄球菌蛋白A的相同表位的单克隆抗体。用于测定单克隆抗体是否抑制单克隆抗体MAb-107结合至金黄色葡萄球菌蛋白A的方法以及用于测定单克隆抗体是否结合至单克隆抗体MAb-107识别的金黄66色葡萄球菌蛋白A的相同表位的方法是免疫学领域的技术人员所熟知的。合适的单克隆抗体是由这种杂交瘤的子代或衍生物产生的那些单克隆抗体以及由等同或类似的杂交瘤产生的单克隆抗体。也包括在本发明中的是多种抗体片段(也称为抗原结合片段)，其仅包括完整抗体的部分，通常包括完整抗体的抗原结合位点，因而保留了结合抗原的能力。抗体片段的实例包括(例如)由蛋白水解消化和/或还原二硫键产生的Fab、Fab'、Fd、Fd'、Fv、dAB和F(ab')2片段，以及从Fab表达文库产生的片段。这类抗体片段可以通过本领域熟知的技术产生。可用于本发明的单克隆抗体包括(但不限于)人源化抗体、嵌合抗体、单链抗体、单链Fvs(scFv)、二硫键连接的Fvs(sdFv)、Fab片段、F(ab')片段、F(ab')2片段、Fv片段、双体、由Fab表达文库产生的线性抗体片段、包括VL结构域或VH结构域的片段、细胞内产生的抗体(即细胞内抗体)，以及它们的结合抗原的抗体片段。可用于本发明的单克隆抗体可以为任何同种型。可用于本发明的单克隆抗体可以是(例如)鼠IgM、IgGl、IgG2a、IgG2b、IgG3、IgA、IgD或IgE。可用于本发明的单克隆抗体可以是(例如)人IgM、IgGl、IgG2、IgG3、IgG4、IgAl、IgA2、IgD或IgE。在一些实施例中，单克隆抗体可以是鼠IgG2a、IgGl或IgG3。根据本发明，给定的重链可以与k或A形式的轻链配对。可用于本发明的单克隆抗体可以由动物(包括但不限于人、小鼠、大鼠、兔、仓鼠、山羊、马、鸡或火鸡)产生，或通过化学合成或重组表达产生。可用于本发明的单克隆抗体可以通过本领域已知的任何用于纯化免疫球蛋白分子的方法纯化，例如，通过色谱法(如离子交换色谱法、亲和色谱法和分子筛柱色谱法(sizingcolumnchromatography))、离心法、差别溶解法(differentialsolubility)或通过用于纯化蛋白质的任何其他标准技术进行纯化。合适的抗体还包括高亲合力的抗-金黄色葡萄球菌凝聚因子蛋白的多克隆抗体制剂，该多克隆抗体制剂可以优选至少1皮克每毫升(pg/mL)，更优选最多100pg/mL的浓度检测金黄色葡萄球菌重组凝聚因子(rClf40)蛋白。合适的抗体也包括高亲合力的抗-金黄色葡萄球菌凝聚因子蛋白的多克隆抗体制剂，与金黄色葡萄球菌凝聚因子蛋白抗血清相比较，该多克隆抗体制剂表现出增强了至少4倍的检测灵敏度。在某些实施例中，高亲合力的抗-金黄色葡萄球菌凝聚因子蛋白的多克隆抗体制剂是可用的，其中该高亲合力的抗-金黄色葡萄球菌凝聚因子蛋白的多克隆抗体制剂通过包括如下步骤的方法制备从用金黄色葡萄球菌重组凝聚因子(rClf40)蛋白免疫的动物获得抗血清；将抗血清结合至金黄色葡萄球菌凝聚因子(Clf40)蛋白亲和柱；用具有0.5摩尔每升(M)的盐且pH为4的洗涤缓冲液洗涤该柱；以及用pH为2的洗脱缓冲液将高亲合力的抗-金黄色葡萄球菌凝聚因子蛋白的多克隆抗体制剂从该柱中洗脱出来。在本文中，将来自兔和山羊的高亲合力的抗-金黄色葡萄球菌凝聚因子的多克隆抗体制剂分别称为亲和纯化的RxClf40和亲和纯化的GxClf40。在一些实施例中，高亲合力的抗-金黄色葡萄球菌凝聚因子蛋白的多克隆抗体制剂可以通过还包括如下步骤的方法获得在将抗血清结合至金黄色葡萄球菌凝聚因子(Clf40)蛋白亲和柱之前，使抗血清中IgG类抗体富集。这种富集可以将非免疫球蛋白从制剂中除去和/或使样品内富集IgG类抗体。如本文所用，抗血清指来自免疫宿主动物的已移除凝固蛋白和红细胞(RBC)的血液。靶抗原的抗血清可以通过免疫多种宿主动物中的任何一种获得。可以使用多种免疫方法中的任何一种。抗体亲合力是对多克隆抗体制剂的功能性亲和力的量度。亲合力是多种抗体/抗原相互作用的复合亲和力。也就是说，亲合力是抗原/抗体结合的表观亲和力，而不是真实亲和力。尽管大多数抗血清中存在亲和力异质性，但人们可以通过限定平均亲和力(KQ)来表征这类群体。捕获剂在表面上的表面覆盖率和填充率可影响耙生物分析物检测的灵敏性。将捕获剂连接至表面的固定化学可在填充捕获剂、保持捕获剂活性方面起作用，并且还可以有助于表面的可再生性和寿命。可以使用在本文中其他地方描述的多种固定方法来与表面连接，以实现高收率、高活性、高寿命和高稳定性的目标。除了结合捕获剂并使其依然保持活性的化学之外，存在着其他的与本发明结合使用的任何捕获剂或者固定化学的表面特性，这需要考被虑并且可能会与临床或环境诊断应用相关。固定化学应该优选对结合至表面的靶标的检测造成有限的干扰或无干扰。例如，捕获剂或固定化学应该不会干扰(如破坏)与表面结合的荧光染料的荧光发射。固定化学还可以决定抗体或蛋白质如何结合至表面，从而决定捕获剂活性位点的取向。固定化学可优选提供可重复的特性以从本发明表面获得可重复的数据和灵敏度。可以将生物亲和力配对体(例如抗原/半抗原、抗体/抗体的抗原结合片段或互补核酸、生物受体/配体(白介素-4及其受体)用于连接捕获剂。将这种生物分子配对体中的一者共价连接至结合生物分子的试剂。这些生物分子形成用于耙生物分析物的"捕获剂"的部分。例如，当将抗体连接至表面时，生物素和抗生物素蛋白和/或链霉亲和素之间形成的强的键是特别有用的。优选的是，将链霉亲和素用作将抗体连接至表面的手段。链霉亲和素是分离自阿维丁链霉菌(Streptomycesavidinii)的四聚体蛋白，其可牢固地结合至维生素生物素。可以通过多种化学将诸如链霉亲和素之类的蛋白质连接至表面。可以将生物素的衍生物，例如生物素的N-羟基琥珀酰亚胺酯(称为NHS-生物素)、生物素的N-羟基硫代琥珀酰亚胺酯(称为磺基-NHS-生物素)、硫代琥珀酰亚胺基-6-[生物素酰氨基]己酸酯(称为磺基-NHS-LC-生物素)、硫代琥珀酰亚胺基-6-[生物素酰氨基]-6-己酰氨基己酸酯(称为磺基-NHS-LC-LC-生物素)，以及N-羟基琥珀酰亚胺PEGu-生物素和N-羟基琥珀酰亚胺PEG4-生物素(称为NHS-PEO『生物素或磺基-NHS-PE04-生物素)用于将生物素在第一位氨基酸基团处连接至生物分子，例如抗体。这些生物素化的生物分子随后可以连接至其上连接有链霉亲和素的表面。靶生物分析物"靶生物分析物"包括(例如)组织、细胞或其内的生物分子或由其衍生的生物分子(如生物体特异性抗原、酶或其他蛋白质、肽、碳水化合物、毒素或朊病毒、细胞壁成分或片段、鞭毛、菌毛、核酸、抗体)。如本文所用，术语"组织"指源自动物或植物的多细胞聚集体或器官，并且包括活细胞和坏死细胞两者、结缔组织和间质液。"细胞"指所有活生物体的基本结构和功能单元，活生物体包括动物、植物和单细胞微生物。如本文所用，术语"微生物"指通常归类为细菌、病毒、酵母、丝状真菌和原生动物的原核或真核生物体。如本文所用，术语"原核生物体"包括认为是细菌的所有形式的微生物，包括球菌、杆菌、螺旋菌、原生质球、原生质体、孢子等。特别关注的细菌(即微生物)包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌、原生动物、支原体、酵母、病毒，甚至包括脂包膜病毒。特别相关的生物体包括肠杆菌科(Enterobacteriaceae)或葡萄球菌属(Staphylococcus)物种、链球菌属(Streptococcus)物种、假单胞菌属(Pseudomonas)物种、肠球菌属(Enterococcus)物种、埃希菌属(Esherichia)物种、芽孢杆菌属(Bacillus)物种、李斯特菌属(Listeria)物种、弧菌属(Vibrio)物种，以及疱疹病毒、曲霉菌属(Aspergillus)物种、镰孢菌属(Fusarium)物种，以及念珠菌属(Candida)物种的成员。特别的毒性生物体包括金黄色葡萄球菌(包括抗性株，例如耐甲氧西林(Methicillin)金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐万古霉素(Vancomycin)金黄色葡萄球菌(VRSA)、万古霉素中度耐性-金黄色葡萄球菌(VISA))、表皮葡萄球菌(S.epidermidis)、肺炎链球菌(Streptococcuspneumoniae)、无乳链球菌(S.agalactiae)、酉良胺,连球菌(S.pyogenes)、粪肠球菌(Enterococcusfaecalis)、而才万古霉素肠球菌(Enterococcus)(VRE)、炭疽杆菌(Bacillusanthracis)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)、溶淀粉芽胞杆菌(Bacillusamylolyticus)、蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)、凝结芽胞杆菌(Bacilluscoagulans)、胶质芽胞杆菌(Bacillusmacerans)、巨大芽胞杆菌(Bacillusmegaterium)、多粘芽胞杆菌(Bacilluspolymyxa)、嗜热脂肪芽胞杆菌(Bacillusstearothermophillus)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)、大肠杆菌(Escherichiacoli)、黑曲霄(Aspergillusniger)、烟曲霉(A.fumigatus)、棒曲霉(A.clavatus)、茄病镰刀菌(Fusariumsolani)、尖孢镰刀菌(F.oxysporum)、厚孢镰刀菌(F.chlamydospomm)、单核细胞增多性李斯特菌(Listeriamonocytogenes)、霍乱弧菌(Vibriocholera)、副溶血性弧菌(V.parahemolyticus)、猪霍舌L沙门菌(Salmonellacholerasuis)、伤寒沙门菌(S.typhi)、鼠伤寒沙门菌(S.typhimurium)、白色念珠菌(Candidaalbicans)、光滑念珠菌(C.glabrata)、克鲁斯念珠菌(C.kmsei)、链球菌A、链球菌B、根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)、木糖氧化产碱菌亚种反硝化产碱菌(Alcaligenesxylosoxydanssubsp.denitrificans)、少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonaspaucimobilis)禾口多种药物耐受的革兰氏阴性杆菌(Gramnegativerod)(MDR)。革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌是所关注的。特别要关注的是革兰氏阳性菌，例如金黄色葡萄球菌。通常，这些可以通过检测细菌的细胞壁成分特性(例如细胞壁蛋白)的存在而得以检测。而且，特别要关注的是耐抗生素微生物，包括MRSA、VRSA、VISA、VRE和MDR。通常，这些微生物可以通过另外检测内部细胞成分(例如膜蛋白)而得以检测。可以分析得自任何来源的测试样品中的所关注的这类微生物或其他微生物类型，这些来源是例如生理流体，如血液、唾液、眼晶状体流体、滑膜液、脑脊髓液、脓液、汗液、渗出物、尿液、粘液、哺乳期乳液等。另外，测试样品可以得自身体部位，如伤口、皮肤、鼻孔、头皮、指/趾甲等。本领域描述了用于检测微生物(例如金黄色葡萄球菌)的多种患者取样技术。这些取样技术也适用于本发明的方法。通常通过擦拭患者的鼻孔来获取样品。特别优选的取样技术包括用无菌拭子或取样装置拭抹受试者(如患者)的前鼻孔。例如，用一个拭子为每个受试者取样，即两个鼻孔使用一个拭子。取样可以(例如)通过这样实现将干的或用合适溶液预润湿的拭子(例如可以商品名"Pure-Wraps"从Puritan(EastGrinstead，UK)商购获得的拭子)插入受试者鼻孔的前端，将拭子沿鼻孔粘膜表面旋转两个完整的转。然后，通常将拭子直接培养或用合适的溶液进行提取，该溶液通常包括任选与缓冲液混合的水以及至少一种表面活性剂。除了生理溶液以外，其他测试样品可包括其他液体以及溶解于液体介质中的固体。所关注的样品可包括加工料流、水、土壤、植物或其他植被、空气、表面(如被污染表面)等。可以让测试样品(如液体)接受预先处理，例如稀释粘稠流体。可以让测试样品(如液体)在注射进样品口之前接受其他处理方法，例如浓縮、过滤、离心、蒸馏、透析、稀释、过滤、使天然组分灭活、72添加试剂、化学处理等。本发明的方法可以不仅涉及检测生物分子(如微生物或其生物分子)的存在，而且还优选涉及鉴定所述生物分子。在某些实施例中，检测生物分子的存在包括定量该生物分子。制备方法及使用方法可以多种方式使本发明的固体载体材料的表面改性。通常，可以让含表面结合基团(如结合二氧化硅的基团)和所需的生物分子结合基团、屏蔽基团、亲水基团(如水分散性基团)和/或报告基团的化合物在有效使这些基团共价结合(优选不可逆共价结合)至固体载体材料表面的条件下与表面接触。示例性的这样的条件在"实例"部分中进行了详细说明。典型的添加顺序涉及首先连接屏蔽基团(如果使用屏蔽基团的话)。虽然据信添加顺序不是关键性的，但可能会存在某些情况先加入生物分子结合基团可能防止或影响结合屏蔽基团。然后将改性的固体载体材料用于连接生物分子(如多肽)。这在有效使一个或多个生物分子通过生物分子结合基团连接至表面的条件下进行。抗体或其他生物分子的连接通常在温和的条件下发生，并且可以在宽的pH范围内发生，优选pH为4-11，更优选pH为6-10，并且最优选pH为7-9。用于连接抗体或其他生物分子的优选温度是室温。另外，可以使用较低或较高的温度，但是不能使用使生物分子变性的温度。该化学适用于所有类型的生物介质、碱性缓冲液和甚至弱酸性缓冲液，以及包含诸如DMSO或乙腈之类的溶剂的混合溶剂。示例性的这种条件在"实例"部分中进行了详细说明。生物分子可以是所需的靶分析物、可以在靶分析物内、可以是靶分析物的部分，或者它可以是用于靶分析物的捕获剂(优选对特定靶分析物具有特异性)，靶分析物在随后的步骤中被捕获。生物分子与生物分子结合基团之间的相互作用可以是共价的(优选为不可逆共价73结合)，捕获剂与靶分析物之间的相互作用不需要是共价的。虽然在一些实施例中生物分子与生物分子结合基团之间的相互作用是疏水性的，但多肽捕获剂与靶分析物之间的相互作用不一定是疏水性的。应当理解，包括将生物分子(无论其为捕获剂还是靶分析物)连接至表面(其包括ci，e不饱和基团)的本发明方法通常不是涉及在捕获这类生物分子后将该生物分子从表面洗脱出来的色谱法。还应该理解，包括将抗体或其他多肽连接至包括一个或多个芳族基团的表面的本发明方法通常不是涉及在捕获这些生物分子后将抗体和/或其他多肽和/或其他耙分析物从表面洗脱出来的色谱法。实例通过以下实例进一步说明本发明的目标和优点,但不应当将这些实例中例举的具体材料及其量以及其它的条件和细节理解成对本发明的不当限制。除非另外指明，否则样品中的所有部分、百分比、比率等都是按重量计。除非另外指明，否则所使用的溶剂和其他试剂均从密苏里州圣路易斯市的西格玛奥德里奇公司(Sigma-AldrichChemicalCompany,St.Louis，MO)或AlfaAesar(WardHill，MA)获得。除非另外指明，否则将得自MILLI-Qwatersystem(Millipore，Billerica，MA)的纯化水用于制备所有水溶液。实例1-6通过用生物分子结合基团但未用屏蔽基团改性的固体载体材料检测金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌抗体(YVS6881)可得自美国典型培养物保藏中心(ATCC，Manassas,VA)。金黄色葡萄球菌菌株6538可得自ATCC。将载玻片浸入水(70体积％)中的硫酸(22.5体积百分比(体积%))和过氧化氢(7.5体积％)溶液中30分钟(min)。在该浸泡期后，将载玻片从清洁溶液中移出，随后用去离子水彻底洗涤。然后将这些清洁过的载玻片在使用之前于12(TC下干燥。在室温下，将清洁过的载玻片浸入含不同浓度(如表1中列出)的苯基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷或三苯基氯硅垸的甲苯溶液(可得自Gelest，Inc.，Morrisville，PA)中30分钟。用甲苯洗涤载玻片以移除过量的硅垸试剂，然后将其置于12(TC的烘箱中IO分钟。在4。C下，将每片改性的载玻片与100微升磷酸盐缓冲盐水(PBS;10毫摩尔每升(mM)磷酸钠中的0.9%(重量/体积(w/v))NaCl，pH=7.4)中的100微克/每毫升(lig/mL)的YVS6881抗体孵育14小时。随后，将这些载玻片用BSA(牛血清白蛋白)孵育1小时。将对照样品载玻片与100微升(uL)磷酸盐缓冲盐水(PBS)中的l毫克/毫升(mg/mL)的牛血清白蛋白(BSA)孵育，以便阻断所有的结合位点。孵育后，将载玻片用PBS/吐温溶液(具有0.05%(w/v)吐温20的PBS)彻底洗涤。将金黄色葡萄球菌菌株6538细菌接种进胰蛋白酶大豆肉汤(TSB)培养基中并在37。C下培育过夜(大约16个小时)。通过在25。C下以8000转每分钟(rpm)离心8分钟来收获细菌。将细菌颗粒用等体积的PBS/吐温洗涤、再离心，并将洗涤过的细菌再悬浮于PBS中至浓度为大约108个细胞/mL。随后，将细菌在25"C下用染料Syto9(MolecularProbes/Invitrogen，Carlsbad，CA)(每lmL细菌溶液用1.5uL)孵育15分钟(min)。将制备的细菌(IOO微升(wL)细菌溶液)施加至载玻片上的指定区域并孵育30分钟。将最终的载玻片用PBS/吐温20彻底洗涤，并用Leica荧光显微镜(得自LeicaMicrosystems公司(Bannockburn,IL)的512834/067793或DMI6000B型Leica显微镜)获取载玻片图像。通过在紫外线照射和亮视场照明两种条件下显微观察悬浮液来评估纳米颗粒与细菌之间的结合相互作用。当在紫外光照射下观察到的荧光球体与在亮视场照明下在载玻片的相同位置观察到的球形细菌的存在相符时，证实为阳性的结合相互作用。使用聚苯表面改性的玻璃，观察到样品中几乎每个单个细菌或细菌簇的高亮度的荧光(超过90%的区域覆盖有荧光标记的细菌)。用苯基硅垸涂覆的样品("中等荧光性")显示具有相当于用聚苯基硅烷处理过的表面涂覆的那些样品的一半的结合的荧光颗粒。对照样品(用BSA处理过的玻璃)显示出非常少量的荧光(小于5-10%的区域覆盖有荧光标记的细菌)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage76</column></row><table>实例7制备用聚(环氧乙烷)屏蔽基团但未用生物分子结合基团改性的二氧化硅纳米颗粒将365克水中固体含量为40.88%的NALCO2327二氧化硅(150g，20-纳米(20-nm)氨-稳定的二氧化硅颗粒，可得自NalcoCo.，Naperville，IL)样品加入反应容器中。将30克SILQUESTA-1230(分子量为500的三甲氧基硅垸官能化的聚(环氧乙烷)(PEG-硅烷)，得自GESilcones)样品加入反应容器中。将溶液在8(TC下加热16小时。反应产物是澄清的流体分散体，并且每克20-nm粒径的二氧化硅纳米颗粒包括0.4毫摩尔(mmol)硅烷取代的聚(环氧乙垸)低聚物。76实例8制备用荧光基团和聚(环氧乙烷)屏蔽基团但未用生物分子结合基团改性的二氧化硅纳米颗粒将19.5毫克(mg)异硫氰酸荧光素(得自AlfaAesar(WardHill，MA)的技术等级)样品加入小瓶中。将该染料完全溶解于0.23克(g)干二甲亚砜(DMSO)中。将0.12gDMSO中的3-氨基丙基三乙氧基硅垸的10%溶液样品加入至染料溶液中，并将其在6(TC下反应60分钟以形成硅烷官能化的荧光素染料。将新鲜制备的DMSO中的硅焼官能化的荧光素染料加入含有分散的上面实例2中描述的PEG-改性的二氧化硅纳米颗粒(5S.5g和25g二氧化硅)中。随后将该混合物在6(TC下加热16小时以形成荧光素官能化的和PEG官能化的二氧化硅纳米颗粒。实例9-18具有磺化硅烷或羧化硅烷的PEG-硅烷或单独的磺化硅烷对无生物分子结合基团的纳米颗粒的非特异性结合的影响对于这些实例，没有使用生物分子结合基团，是为了说明在不存在任何特异性生物分子结合的情况下PEG、磺酸根和羧酸根基团防止或完全消除生物分子的非特异性结合的能力。磷酸盐缓冲盐水(PBS)由10mM磷酸钠中的0.9%(w/v)NaCl(pH=7.4)组成。PBS/吐温由含0.05%(重量/体积)吐温20的PBS(西格玛奥德里奇公司)组成。异硫氰酸荧光素(FITC)可购自MolecularProbes/Invitrogen(加利福尼亚州卡尔斯巴德市)。PEG-硅垸改性的二氧化硅纳米颗粒通过如下的一般工序制备将水中固体含量为40.0。/。的NALCO2327二氧化硅纳米颗粒(l克，可得自NalcoCo.(Naperville，IL)的20-nm的二氧化硅颗粒)与多种量的PEG硅烷(聚(环氧乙烷)三甲氧基硅烷(PEG-硅烷)，分子量为500，77可以商品名SILQUESTA-1230购自GESilicones(Wilton，CT))、磺化硅烷((OH)3Si(CH2)3OCH2CH(OH)CH2S03H)和羧化硅烷(羧乙基硅垸三醇钠盐)混合，如表2中说明的。调节A-1230PEG-硅垸的量以便总硅烷载荷(A=1230PEG-硅烷+磺化硅垸)为0.62mmol硅垸/克纳米二氧化硅。有机硅烷磺酸完全按照美国专利No.4，338,377的实例1中所述的工序制备。将上述混合物在8(TC于密封的反应容器中反应4-6小时。反应后，将所得反应混合物置于SPECTRA/POR2透析膜(截留分子量为12-14,000的分子多孔膜管，得自SpectrumLaboratories,Inc.(RanchoDominguez，CA))中。将该膜置于具有连续流动的去离子水的容器中20小时。将浓度为1X10"个颗粒/mL的PEG-硅垸-改性的二氧化硅纳米颗粒以13,000rpm旋转30分钟。然后将收集的纳米颗粒再悬浮于200微升(nL)PBS/吐温中，随后将其与100微克每毫升(ug/mL)的每种异硫氰酸荧光素-标记的细胞色素C和异硫氰酸荧光素-标记的牛血清白蛋白(通过将FITC染料分子与蛋白质混合物在室温下反应2小时，之后进行标准的荧光素标记工序(根据MolecularProbes/Invitrogen(Carlsbad,CA))而获得)混合。然后将所得混合物在4"下孵育14小时。孵育阶段过后，将颗粒通过以13，000rpm离心30分钟分离，并将其再分散于lmLPBS/吐温中。将该步骤重复3次。将5微升(5yL)这种纳米颗粒分散液用于制备待用显微镜观察的样品。通过Ldca荧光显微镜获得荧光图像，并将其用于确定非特异性结合的程度。具有高荧光的图像表明高的非特异性结合(低是与背景相当，即其不比背景强度高很多；高指明显高于背景)。用未处理过的二氧化硅纳米颗粒以类似的方式进行对照试验。结果在下面的表2中列出。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage79</column></row><table>实例9使用连接至用芳基胺生物分子结合基团和聚(环氧乙烷)屏蔽基团改性的二氧化硅纳米颗粒的经氧化的抗体的细菌捕获改性的纳米颗粒的合成通过如下一般工艺制备4-氨基苯基硅烷-连接的二氧化硅纳米颗粒。将水中固体含量为40.88%的NALCO2327二氧化硅(73.4克(g)，可得自NalcoCo.(Naperville，IL))样品用46.6g变性乙醇稀释。将聚(环氧乙烷)三甲氧基硅烷(3.0g，得自GESilicones(Wilton，CT)的SILQUESTA-1230,分子量为500)加入反应容器中，得到每克纳米二氧化硅0.2毫摩尔(mmol)聚(环氧乙垸)三甲氧基硅烷的比率。将该混合物在80"C下于密封的反应容器中反应16小时(hr)以形成PEG-改性的二氧化硅。将该混合物样品U.5g)与0.3mmol4-氨基苯基三甲氧基硅垸(APS)反应。该APS用乙醇稀释至10%或1%并以所需量加入至PEG-改性的二氧化硅等分试样中。乙醇稀释是为了确保准确地将少量硅垸加入反应物中。将反应物置于密封的反应容器中并在80°C下反应16小时。反应后，将额外的A-1230聚(环氧乙垸)三甲氧基硅垸物料加入反应容器中。调节A-1230聚(环氧乙烷)三甲氧基硅烷的载荷，以便总硅烷载荷(A-1230+APS)为每克纳米二氧化硅为0.62mmol硅垸。将反应容器再次密封并置于8(TC的烘箱中16小时。接下来，将反应混合物置于SPECTRA/P0R2透析膜(截留分子量为12-14,000的分子多孑L月莫管，f导自SpectrumLaboratories,Inc.(RanchoDominguez，CA))中。将该膜置于具有连续流动的去离子水的容器中16小时。通过NalC^氧化抗体(抗金黄色葡萄球菌抗体)金黄色葡萄球菌菌株6538可得自美国典型培养物保藏中心(ATCC，Manassas，VA)。多克隆(兔)抗-金黄色葡萄球菌IgG抗体可得自AccurateChemical&ScientificCorporation(Westbury，NY)。磷酸盐缓冲盐水(PBS)由10毫摩尔每升(mM)的磷酸钠中的0.9%(重量/体积(w/v))NaCl(pH=7.4)组成。PBS/吐温由含0.05%(w/v)吐温20的PBS(Sigma-AldrichChemicalCo.(St丄ouis，MO))组成。荧光素-缀合的山羊抗-兔抗体F(ab')2IgG片段(H+L)可以商品名AffiniPure贝勾自JacksonImmunoResearch(WestGrove，PA)。将兔抗体IgG(抗-金黄色葡萄球菌，0.5毫升(mL)，4.8mg/mL)与2.5mLpH=5的缓冲液(0.02摩尔每升(M)的醋酸钠和0.15M的NaCl)混合，并且将该抗体溶液通过Econo-10DG脱盐柱(PierceChemical公司(Rockford，IL))进行缓冲液更换。弃去来自该柱的三毫升(3mL)最初的洗脱液。然后将接下来的7个0.5-mL的级分(各自检测为对抗体阳性)合并在一起。在暗处实施高碘酸试剂的制备和抗体的氧化，以便使光照射最小化。将Nal04溶液(0.01M)加入抗体溶液中。允许抗体氧化反应在室温下进行30分钟(min)。反应后，加入乙二醇(20体积％)使反应淬灭。通过以10,000转每分钟(rpm)离心并弃去上清液来除去未反应的乙二醇和不期望的氧化副产物，例如甲醛。首先用lmL纯化水通过以5000rpm旋转30分钟来洗涤CENRICON过滤装置(Millipore),然后将过滤器倒置并以1000rpm旋转来除去剩余的水。然后施加最多l.lmL氧化液并以5000rpm离心40分钟。加入一毫升(lmL)25mM的磷酸盐缓冲液(pH=7.0)以进一步洗涤掉未反应的乙二醇和不期望的氧化副产物，然后将样品以5000rpm旋转40分钟。将经氧化的抗体转移至埃彭道夫管中。抗体连接至芳基胺改性的纳米颗粒以及细菌结合评估将4-氨基苯基三甲氧基硅烷和上述PEG-连接的二氧化硅纳米颗粒(浓度为1013和10"个颗粒/mL)在4。C下与经氧化的抗体(50微克(ng))反应过夜。将所得颗粒以13,000rpm旋转30分钟，然后将颗粒用PBS+0.05。/。吐温20洗涤两次，以移除未反应的抗体。除了PEG之外，还利用牛血清白蛋白(BSA，5mg/mL))来阻断非特异性结合位点，这通过在4。C下暴露过夜实现。将处理过的颗粒用PBS/吐温溶液洗涤两次以除去过量的BSA。金黄色葡萄球菌ATCC6538(SA6358)通过如下制备在37t:下将培养物在TSB肉汤中培育过夜，将细胞在PBS/吐温中洗涤两次，将细胞再悬浮于等体积的PBS/吐温中。通过在室温下以8000rpm离心8分钟使细胞形成沉淀小丸来洗涤细胞，并将细胞再悬浮于PBS/吐温中。洗涤过的细菌浓度为约1()S个细胞/mL,这通过在670纳米(nm)处的吸收测量值测定。通过离心洗涤混合物两次。将荧光素-缀合的山羊抗-兔IgG(H+L)溶解于0.75mL纯化水(MILLI-Q，Millipore(Billerica，MA))和0.75mL甘油中。将荧光素-缀合的山羊抗-兔IgG(H+L)(50微克/毫升(ug/mL))引入上述含有细菌和连接有抗体的二氧化硅颗粒的培养悬浮液中以进行标记。将该混合溶液在室温下另外孵育30分钟。通过以6000rpm旋转6分钟离心两次来用纯化水洗涤样品。将所得颗粒再悬浮并通过Leica荧光显微镜观察。通过在紫外线照射和亮视场照明两种条件下显微观察悬浮液来评估纳米颗粒和细菌之间的结合相互作用。当在紫外光照射下观察到的荧光球体与在亮视场照明下在载玻片的相同位置观察到的球形细菌的存在相符时，证实为纳米颗粒与细菌之间的阳性的结合相互作用。对于具有改性的纳米颗粒的那些样品而言，检测到明亮的细菌的荧光标记(表示相对高水平的细菌)。相比之下，在对照样品(其中使用牛血清白蛋白代替抗体)中检测到非常低的荧光标记或无荧光标记(相对于背景而言)。实例10用荧光基团和聚(环氧乙烷)屏蔽基团但未用生物分子结合基团改性的二氧化硅纳米颗粒的制备将365克在水中固体含量为40.88%的NALCO2327二氧化硅(150g，20-纳米(20-nm)氨稳定的二氧化硅颗粒，可购自NalcoCo.(Naperville，IL))样品加入反应容器中。将30克SILQUESTA-1230(分子量为500的三甲氧基硅烷官能化的聚(环氧乙烷)(PEG-硅垸)，得自GESilicones)样品加入反应容器中。将该溶液在8(TC下加热16小时。反应产物是澄清的流体分散体，并且每克20-nm粒径的二氧化硅纳米颗粒包括0.4毫摩尔(mmol)硅烷取代的聚(环氧乙垸)低聚物。将19.5毫克(mg)异硫氰酸荧光素(来自AlfaAesar(WardHill，MA)的技术等级)样品加入小瓶中。将该染料完全溶解于0.23克(g)干二甲亚砜(DMSO)中。将0.12gDMSO中的3-氨基丙基三乙氧基硅垸的10%溶液样品加入至染料溶液中，并将其在60'C下反应60分钟以形成硅烷官能化的荧光素染料。82将新鲜制备的DMSO中的硅垸官能化的荧光素染料加入含上述分散的PEG-改性的二氧化硅纳米颗粒的水溶液(58.5g，25g二氧化硅)中。随后将该混合物在6(TC下加热16小时以形成荧光素官能化和PEG官能化的二氧化硅纳米颗粒。实例11-20具有磺化硅烷或羧化硅烷的PEG-硅烷或单独的磺化硅垸对无生物分子结合基团的纳米颗粒的非特异性结合的影响对于这些实例，没有使用生物分子结合基团，是为了在不存在任何特异性生物分子结合的情况下说明PEG、磺酸根和羧酸根基团防止或完全消除生物分子的非特异性结合的能力。磷酸盐缓冲盐水(PBS)由10mM磷酸钠中的0.9%(w/v)NaCl(pH=7.4)组成。PBS/吐温由含0.05%(重量/体积)吐温20的PBS(西格玛奥德里奇公司)组成。异硫氰酸荧光素(FITC)可购自MolecularProbes/Invitrogen(Carlsbad,CA)。PEG-硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒通过如下一般工序制备将水中的固体含量为40.0%的NALC02327二氧化硅纳米颗粒(1克，一种可得自NalcoCo.(Naperville，IL)的20-nm二氧化硅颗粒)与多种量的PEG硅烷(聚(环氧乙烷)三甲氧基硅垸(PEG-硅垸)，分子量为500，可以商品名SILQUESTA-1230购自GESilicones(Wilton，CT))、磺化硅烷((OH)3Si(CH2)3OCH2CH(OH)CH2S03H)和羧化硅烷(羧乙基硅烷三醇钠盐)混合，如表1中说明的。调节A-1230PEG-硅烷的量以便总硅烷载荷(A-1230PEG-硅垸+磺化硅垸)为0.62mmo1硅烷/克纳米二氧化硅。有机硅烷磺酸完全按照美国专利No.4,338,377的实例1中所述的工序制备。将上述混合物在8(TC于密封的反应容器中反应4-6小时。反应后，将所得反应混合物置于SPECTRA/POR2透析膜(截留分子量为12-14,000的分子多孔膜管，得自SpectrumLaboratories,Inc.(RanchoDominguez,CA))中。将该膜置于具有连续流动的去离子水的容器中20小时。将浓度为1X10"个颗粒/mL的PEG-硅烷-改性的纳米颗粒以13,000rpm旋转30分钟。然后将收集的纳米颗粒再悬浮于200微升(yL)PBS/吐温中，随后将其与100微克每毫升(yg/mL)的每种异硫氰酸荧光素-标记的细胞色素C和异硫氰酸荧光素-标记的牛血清白蛋白(通过将FITC染料分子与蛋白质混合物在室温下反应2小时，之后进行标准的荧光素标记工序(根据MolecularProbes/Invitrogen(Carlsbad,CA))而获得)混合。然后将所得混合物在4"下孵育14小时。孵育阶段过后，将颗粒通过以13,000rpm离心30分钟进行分离，并将其再分散于imLPBS/吐温中。将该步骤重复3次。将5微升(5yL)这种纳米颗粒分散液用于制备待用显微镜观察的样品。通过Leica荧光显微镜获得荧光图像，并将其用于确定非特异性结合的程度。具有高荧光的图像表明高的非特异性结合(低是与背景相当，即其不比背景强度高很多；高指明显高于背景)。用未处理过的二氧化硅纳米颗粒以类似的方式进行对照试验。结果在下面的表3中列出。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage85</column></row><table>制备实例21-24制备实例21.丙烯酸烷氧基硅烷将三羟甲基丙垸三丙烯酸酯(TMPTA，6.78克(g)，0.025摩尔(mol)，得自SartomerCompanyInc.(Exton，PA))溶解于25毫升(mL)四氢呋喃(THF)中。将该THF溶液在冰浴中搅拌并冷却至5°C。将3-氨基丙基三乙氧基硅烷(4.44g，0.020摩尔)缓慢加入至该溶液中。添加后，在相同条件下(即在5"C的冰浴中)搅拌该溶液l-2小时。将该溶液在室温下另外搅拌1-2小时。反应后，移除THF得到澄清的粘性液体。将反应混合物(即该澄清的粘性液体)取样并通过4NMR分析，分析表明，3-氨基丙基三乙氧基硅垸消失并且存在所需的基于仲胺的迈克尔加合物(作为主要产物)和基于叔胺的迈克尔加合物(作为次要产物)的混合物。制备实例22.丙烯酸烷氧基硅烷将TMPTA(5.42g，0.02摩尔)溶解于25mLTHF中，并将该THF溶液在冰浴中搅拌并冷却至5°C。将3-(N-甲基)氨基丙基三甲氧基硅垸(3.86g，0.02摩尔)缓慢加入至该溶液中。添加后，在相同条件下(即在5"的冰浴中)搅拌该溶液l-2小时。将该溶液在室温下另外搅拌1-2小时。反应后，移除THF得到澄清的粘性液体。将反应混合物(即该澄清的粘性液体)取样并通过^NMR分析，分析表明，3-(N-甲基)氨基丙基三甲氧基硅烷消失，形成了所需的作为主要组分的迈克尔加合物。制备实例23.丙烯酸烷氧基硅烷将多官能丙烯酸酯SR-295(8.18g，0.025摩尔，得自SartomerCompany,Inc.(Exton，PA))溶解于25mLTHF中。将该溶液在冰浴中搅拌并冷却至5°C。将3-氨基丙基三乙氧基硅烷(4.44g，0.020摩尔)缓慢加入至该溶液中。添加后，在相同条件下(即在5"的冰浴中)搅拌该溶液l-2小时。将该溶液在室温下另外搅拌l-2小时。反应后，移除THF得到澄清的粘性液体。将反应混合物(即该澄清的粘性液体)取样并通过^NMR分析，分析表明，3-氨基丙基三乙氧基硅垸消失并且存在所需的基于仲胺的迈克尔加合物(作为主要产物)和基于叔胺的迈克尔加合物(作为次要产物)的混合物。制备实例24.丙烯酸烷氧基硅烷将多官能丙烯酸酯SR-295(6.54g，0.02摩尔)溶解于25mLTHF中。将该溶液在冰浴中搅拌并冷却至5i:。将3-(N-甲基)氨基丙基三甲氧基硅烷(3.86g，0.02摩尔)缓慢加入至该溶液中。添加后，在相同条件下(即在5t:的冰浴中)搅拌该溶液l-2小时。将该溶液在室温下另外搅拌l-2小时。反应后，移除THF得到澄清的粘性液体。将反应混合物(即该澄清的粘性液体)取样并通过iHNMR分析，分析表明，3-(N-甲基)氨基丙基三甲氧基硅烷消失，形成了所需的作为主要组分的86迈克尔加合物。实例25-28用制备实例25-29制备具有PEG的丙烯酸酯化的二氧化硅纳米颗粒通过如下一般工序制备丙烯酸酯化的二氧化硅纳米颗粒将NALCO2327二氧化硅纳米颗粒(36.6g，水中固体含量为40.88%的20-nm二氧化硅颗粒分散体)与聚(环氧乙垸)三甲氧基硅垸(SILQUESTA-1230,来自GESilicones(Wilton，CT)，2.99g或3.74g，分子量=500)以每克20-nm粒度的纳米二氧化硅0.40mmol或0.50mmolA-1230硅烷的比率混合。将该混合物在8(TC下于密封的反应容器中反应16小时，形成改性的二氧化硅。将改性的二氧化硅(用每克纳米二氧化硅0.4mmol的A-1230硅烷制备)的等分试样与不同量(每克纳米二氧化硅0.05至0.2mmol硅垸)的来自制备实例21-24的丙烯酸化合物反应。将每种丙烯酸硅垸(在THF中稀释至10%)以表1中示出的所需量加入至该改性的二氧化硅的等份试样中。将反应物置于密封的反应容器中并在65'C下反应20小时。之后，将反应混合物置于SPECTRA/POR2透析膜(RanchoDominguez，CA)中。将该膜置于具有连续流动的去离子水的容器中20小时。抗体连接至丙烯酸酯化的二氧化硅纳米颗粒和细菌结合金黄色葡萄球菌菌株6538可得自美国典型培养物保藏中心(ATCC，Manassas，VA)。多克隆(兔)抗-金黄色葡萄球菌IgG抗体可购自Chemical&ScientificCorporation(Westbury，NY)。磷酸盐缓冲盐水(PBS)由10毫摩尔每升(mM)的磷酸钠中的0.9%(重量/体积(w/v))NaCl(pH=7.4)组成。PBS/吐温20由含0.05%(w/v)吐温20的PBS(Sigma-AldrichChemicalCo.(St.Louise,MO)组成。荧光素-缀合的山羊抗-兔抗体F(ab')2IgG片段(H+L)可以商品名AffiniPure购自JacksonImmunoResearch(WestGrove，PA)。将浓度为每毫升1013和10"个颗粒的如上制备的丙烯酸酯化二氧化硅纳米颗粒与抗体IgG(兔多克隆抗金黄色葡萄球菌抗体，Chemical&ScientificCorporation(Westbury，NY))在4。C下反应过夜。将所得颗粒以13，000转每分钟(rpm)旋转30分钟(min)，然后将颗粒用PBS+0.05。/o吐温20洗涤两次以移除未反应的抗体。之后，加入2mg/mL牛血清白蛋白(BSA)(用作载体蛋白)并在4。C下保持过夜。然后将BSA-处理过的连接有抗体的颗粒用PBS+吐温20(同上)洗涤两次以移除过量的BSA。金黄色葡萄球菌ATCC6538(SA6358)通过这样制备将培养物在TSB肉汤中培育过夜，将细胞在PBS/吐温中洗涤两次，并将细胞再悬浮于等体积的PBS/吐温中。通过在室温下以8000rpm离心8分钟以形成细胞沉淀小丸来洗涤细胞，并将细胞再悬浮于PBS/吐温中。洗涤过的细菌的浓度为大约1()S个细胞/mL，这通过在670nm处的吸收测量值测定。将金黄色葡萄球菌6538细菌(浓度为lX108CFU/mL)与连接有抗体的二氧化硅颗粒一起孵育30分钟。通过离心洗涤混合物两次。将荧光素-缀合的山羊抗-兔IgG(H+L)溶解于0.75mL纯化水(MILLI-Q，Millipore(Billerica，MA))和0.75mL甘油中。将荧光素-缀合的山羊抗-兔IgG(H+L)(50叫/mL)引入上述含细菌和连接有抗体的二氧化硅颗粒的培养悬浮液中以进行标记。将该混合溶液在室温下另外孵育30分钟。通过以6000rpm离心来洗漆样品两次，每次6分钟。将沉淀小丸再悬浮并通过Ldca荧光显微镜观察。结果在表4中示出。对于改性的纳米颗粒而言，检测到细菌的明亮荧光标记，这表示相对高水平的细菌捕获。相比之下，对于对照样品而言，检测到非常低的荧光或无荧光(相对于背景而言)，其中对照样品中用牛血清白蛋白代替兔多克隆抗-金黄色葡萄球菌抗体。从不存在BSA的情况下进行的实验中获得类似的结果。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage89</column></row><table>实例29-46官能化二氧化硅纳米颗粒的制备连接有其他官能团的二氧化硅纳米颗粒通过如下一般工序制备将1.0克水中固体含量为40.0%的NALCO2327二氧化硅纳米颗粒(20-nm二氧化硅颗粒，可得自NalcoCo.(Naperville，IL))与一定量的硅垸醇#1和硅烷醇#2混合，如表2中说明的。聚(环氧乙垸)三甲氧基硅烷(分子量为500，可以商品名SILQUESTA-1230获得)可购自GESilicones(Wilton，CT)。有机硅烷磺酸基本上按照美国专利No.4,338,377的实例1中所述的工序制备。列出的所有其他物质都可购自Gelest,Inc.(Morrisville，PA)。将上述混合物在8(TC于密封的反应容器中反应4-6小时。反应后，将所得反应混合物置于SPECTRA/POR2透析膜(截留分子量为12-14,000的分子多孔膜管，得自SpectrumLaboratories,Inc.(RanchoDominguez，CA))中。将该膜置于具有连续流动的去离子水的容器中20小曰寸。用于实例29-46的细菌结合评估方法金黄色葡萄球菌菌株6538可得自美国典型培养物保藏中心(ATCC，弗吉尼亚洲马纳萨斯市)。多克隆(兔)抗-金黄色葡萄球j^cyigvjj乂Li「j乂、"I~l乂"nhhaiiava^k311CliLliHV^VJipUldLlUll(Westbury，NY)。磷酸盐缓冲盐水(PBS)由lOmM磷酸钠中的0.9%(w/v)NaCl(pH=7.4)组成。PBS/吐温由含0.05%(w/v)吐温20的PBS(Sigma-Aldrich)组成。荧光素-缀合的山羊抗-兔抗体F(ab')2IgG片段(H+L)可以商品名AffiniPure购自JacksonImmunoResearch(WestGrove，PA)。将如上制备的二氧化硅纳米颗粒(浓度为每毫升1013和IO"个颗粒)与抗体IgG小鼠单克隆抗-金黄色葡萄球菌抗体(3X10"个抗体分子，75ug抗体，得自StrategicDiagnostics,Inc.(Newark,DE)))在4。C下于PBS缓冲液(由10mM磷酸钠中0.9%(w/v)的NaCl组成，pH=7.4)中反应过夜，结果类似。将抗体-缀合的颗粒沉淀成小丸，用PBS/吐温洗涤两次，用2mg/mLBSA阻断，将其离心洗涤，并再悬浮于PBS/吐温中，如上面的实例25-28中所述。金黄色葡萄球菌6538的浓度为1X108CFU/mL，将其与连接有抗体的二氧化硅颗粒一起孵育30分钟。将这些悬浮液通过离心洗涤两次。将荧光素-缀合的山羊抗-兔IgG(H+L)溶解于0.75mL纯化水(MILLI-Q，Millipore(Billerica，MA))和0.75mL甘油中。将50ug/mL的荧光素-缀合的山羊抗-兔IgG(H+L)引入上述含细菌和连接有抗体的二氧化硅颗粒的培养悬浮液中以进行标记。将该混合溶液另外孵育30分钟。洗涤该样品并将其通过Leica荧光显微镜(512834/067793或DMI6000B型Leica显微镜，得自LeicaMicrosystemsInc.(Bannockburn，IL))观察。用与上面所述相同的工序制备对照样品，不同的是用牛血清白蛋白代替抗体。结果示于表5中。在常规的(亮视场)照明和紫外线(UV)照射下，通过显微镜观察颗粒悬浮液来测定结合细菌的能力。当在紫外光照射下观察到的荧b龙直加私昭昍T龙教Tlfe&的知同你罟观寂刹的铋形细齒的右在相符时，证实为纳米颗粒与细菌之间的阳性的结合相互作用。对于具有改性的纳米颗粒的那些样品而言，检测到细菌的明亮荧光标记，这表示相对高水平的捕获的细菌。相比之下，在对照样品中检测到非常低的荧光或无荧光(相对于背景而言)，其中对照样品中用牛血清白蛋白代替抗体。91<table>tableseeoriginaldocumentpage92</column></row><table>实例47-56具有磺化硅烷或羧化硅烷的PEG-硅烷或单独的磺化硅烷对无生物分子结合基团的纳米颗粒的非特异性结合的影响对于这些实例，没有使用生物分子结合基团，是为了在不存在任何特异性生物分子结合的情况下说明PEG、磺酸根和羧酸根基团防止或完全消除生物分子的非特异性结合的能力。磷酸盐缓冲盐水(PBS)由lOmM磷酸钠中的0.9%(w/v)NaCl(pH=7.4)组成。PBS/吐温由含0.05%(重量/体积)吐温20的PBS(Sigma-Aldrich)组成。异硫氰酸荧光素(FITC)可购自MolecularProbes/Invitrogen(Carlsbad，CA)。PEG-硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒通过如下一般工序制备将水中固体含量为40.0%的NALCO2327二氧化硅纳米颗粒(可得自NalcoCo.(Naperville，IL)的1克20-nm的二氧化硅颗粒)与多种量的PEG硅烷(聚(环氧乙烷)三甲氧基硅烷(PEG-硅垸)，分子量为500,可以商品名SILQUESTA-1230购自GESilicones(Wilton，CT))、磺化硅烷((OH)3Si(CH2)3OCH2CH(OH)CH2S03H)和羧化硅烷(羧乙基硅垸三醇钠盐)混合，如表3中说明的。调节A-1230PEG-硅烷的量以便总硅垸载荷(A-1230PEG-硅垸+磺化硅垸)为0.62mmo1硅垸/克纳米二氧化硅。有机硅烷磺酸完全按照美国专利No.4,338,377的实例1中所述的工序制备。将上述混合物在8(TC于密封的反应容器中反应4-6小时。反应后，将所得反应混合物置于SPECTRA/POR2透析膜(截留分子量为12-14,000的分子多孔膜管，得自SpectrumLaboratories,Inc.(RanchoDominguez，CA))中。将该膜置于具有连续流动的去离子水的容器中20小时。93将浓度为1X1015个颗粒/mL的PEG-硅垸-改性的二氧化硅纳米颗粒以13，000rpm旋转30分钟。然后将收集的纳米颗粒再悬浮于200微升(yL)PBS/吐温中，随后将其与IOO微克每毫升(Pg/mL)的每种异硫氰酸荧光素-标记的细胞色素C和异硫氰酸荧光素-标记的牛血清白蛋白(通过将FITC染料分子与蛋白质混合物在室温下反应2小时，之后进行标准的荧光素标记工序(根据MolecularProbes/Invitrogen(Carlsbad,CA))而获得)混合。然后将所得混合物在4。C下孵育14小时。孵育阶段过后，将颗粒通过以13,000rpm离心30分钟分离，并将其再分散于lmLPBS/吐温中。将该步骤重复3次。将5微升(5pL)这种纳米颗粒分散液用于制备待用显微镜观察的样品。通过Leica荧光显微镜获得荧光图像，并将其用于确定非特异性结合的程度。具有高荧光的图像表明高的非特异性结合(低是与背景相当，即其不比背景强度高很多；高指明显高于背景)。用未处理过的二氧化硅纳米颗粒以类似的方式进行对照试验。结果在下面的表6中列出。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage95</column></row><table>实例57通过表面改性的玻璃检测金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌菌株6538可得自美国典型培养物保藏中心(ATCC，Manassas，VA)。多克隆(兔)抗-金黄色葡萄球菌抗体YVS6881可购自AccurateChemical&ScientificCorporation(Westbury，NY)。磷酸盐缓冲盐水(PBS)由lOmM磷酸钠中的0.9%(w/v)NaCl(pH=7.4)组成。PBS/吐温由含0.05%(w/v)吐温20的PBS(Sigma-Aldrich)组成。将载玻片浸入水(70体积％)中的硫酸(22.5体积百分比)和过氧化氢(7.5体积％)溶液中30分钟。在该浸泡期后，将载玻片从清洁溶液中移出，随后用去离子水彻底洗涤。然后将这些清洁过的载玻片在使用之前于12(TC下干燥。在25C下，将清洁过的载玻片单独地浸入甲醇溶液中30分钟，该甲醇溶液含有表4中的丙烯酸三垸氧基硅垸与A-1230PEG-硅烷的混合物(浓度为l-5wt%)。将所得的改性的载玻片与金黄色葡萄球菌抗体(YVS6881，得自AccurateChemical&ScientificCorporation,Westbury，NY，100yL的100yg抗体/lmLPBS)在4"C下一起孵育14小时。随后，将这些载玻片与BSA—起孵育1小时。将对照样品载玻片仅与100BSA溶液一起孵育以便阻断所有的结合位点。孵育后，将载玻片用PBS缓冲液/吐温20溶液(0.05%w/v)彻底洗涤。如上面的实例25-28所述，将金黄色葡萄球菌ATCC6538细菌培育、洗涤并再悬浮于PBS中至细胞浓度为1()S个细胞/mL。随后，在25。C下将细菌与荧光染料Syto9(MolecularProbes,每lmL细菌溶液用3uL)—起孵育15分钟。将荧光染色的细菌的等分试样(100微升)与上述硅垸处理过的载玻片一起孵育30分钟。将最终的载玻片用PBS/吐温20(0.05%重量/体积)彻底洗涤，并用Leica荧光显微镜(得自LeicaMicrosystemsInc.(Bannockburn，IL)的512834/067793或DMI6000B型Leica显微镜)获取载玻片图像。通过显微镜或在图像中观察荧光斑点，该荧光斑点表示结合至载玻片的细菌。通过亮视场照明来确认细菌的存在。使用表面改性的玻璃，观察到样品中几乎每个单个细菌或稍微成簇的细菌的高亮度荧光。检测到对照样品(牛血清白蛋白处理过的玻璃)具有非常少量的荧光。结果记录于下面的表7中("低"表示少于5-10%的区域覆盖有荧光标记的细菌；"高"表示90%以上的区域覆盖有荧光标记的细菌)。表7:覆盖有用于共价连接用于结合金黄色葡萄球菌细菌的IgG抗体的丙烯酸烷氧基硅烷的载玻片样品结合细菌的能力对照制备实例57A:PEG=1:99，N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷(0.2mmo1，70mg)禾QPEG高低制备实例57B:PEG=5:95，N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷(0.2mmo1,70mg)禾卩PEG高低制备实例57C:PEG=1:99，3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅垸(O.lOmmol，22,9mg)禾卩PEG高低制备实例57D:PEG=5:95,3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅垸(O.lOmmol,22.9mg)禾卩PEG高低实例58用荧光基团和聚(环氧乙烷)屏蔽基团但未用生物分子结合基团改性的二氧化硅纳米颗粒的制备将365克水中固体含量为40.88%的NALCO2327二氧化硅(150g，20-纳米(20-nm)氨稳定的二氧化硅颗粒，可得自NalcoCo.(Naperville，IL))样品加入反应容器中。将30克SILQUESTA-1230(—种分子量为500的三甲氧基硅垸官能化的聚(环氧乙垸)(PEG-硅烷)，得自GESilcones)样品加入反应容器中。将溶液在80'C下加热16小时。反应产物是澄清的流体分散体，并且每克20-nm粒径的二氧化硅纳米颗粒包括0.4毫摩尔(mmol)硅烷取代的聚(环氧乙院)低聚物。将19.5毫克(mg)异硫氰酸荧光素(得自AlfaAesar(WardHill，MA)的技术等级)样品加入小瓶中。将该染料完全溶解于0.23克(g)干二甲亚砜(DMSO)中。将0.12gDMSO中10%的3-氨基丙基三乙氧基硅烷溶液样品加入至染料溶液中，并将其在6(TC下反应60分钟以形成硅烷官能化的荧光素染料。将新鲜制备的DMSO中的硅烷官能化的荧光素染料加入含有上述分散的PEG-改性的二氧化硅纳米颗粒的水溶液(58.5g和25g的二氧化硅)中。随后将该混合物在6(TC下加热16小时以形成荧光素和PEG官能化的二氧化硅纳米颗粒。实例59-62荧光标记的蛋白质与PEG-官能化的二氧化硅纳米颗粒的非特异性结合对于这些实例，磷酸盐缓冲盐水(PBS)由lOmM磷酸钠中的0.9%(w/v)NaCl(pH=7.4)组成。PBS/吐温由含0.05%(重量/体积)吐温20的PBS(Sigma)组成。异硫氰酸荧光素(FITC)可购自MolecularProbes/Invitrogen(Carlsbad，CA)。Nalco2327二氧化硅纳米颗粒(20皿nm二氧化硅颗粒)可购自NalcoCo.(Naperville，IL)。PEG硅垸(聚(环氧乙垸)三甲氧基硅烷(PEG-硅烷)，分子量为500，商品名为SilquestA-1230)可购自GESilicones(Wilton，CT)。通过如下一般工艺制备PEG-硅垸、丙烯酸酯硅烷和磺化硅垸改性的纳米颗粒将水中固体含量为40.0%的NALCO2327二氧化硅纳米颗粒(1克)与表8中所说明的量的SilquestA-1230PEG硅垸、磺化硅烷((OH)3Si(CH2)3OCH2CH(OH)CH2S03H)或羧化硅烷(羧乙基硅烷三醇钠盐)，以及丙烯酸酯硅垸(3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，Gelest,Inc.,Philadelphia,PA)混合。调节A-1230PEG-硅烷的量以便总硅垸载荷(A-1230PEG-硅烷+磺化硅垸+丙烯酸酯硅烷)为0.65mmol硅烷/克二氧化硅纳米颗粒。将PEG-硅垸、磺化硅垸和丙烯酸酯硅垸以及二氧化硅纳米颗粒的混合物在8(TC下于密封的反应容器中反应4-6小时。反应后，将所得反应混合物置于SPECTRA/POR2透析膜(截留分子量为12-14,000的分子多孔膜管，得自SpectrumLaboratories,Inc.(RanchoDominguez，CA))中。将该膜置于具有连续流动的去离子水的容器中20小时。表8:用于合成改性的二氧化硅纳米颗粒的混合物实例丙烯酸酯硅垸基团屏蔽基团PEG-硅垸基团固体重量％590.05mmol0.6mmol无(磺化硅烷)8.51%600.05mmol0.3mmol0.3mmol(磺化硅烷)-9.17%610.05mmol0.6mmol无(羧化硅垸)8.97%620.05mmol0,3mmol0,3mmol(羧化硅烷)9.34%为了使通过反应性丙烯酸酯基团的蛋白质结合最小化，用乙醇胺将丙烯酸酯基团淬灭。为了制备经淬灭的颗粒，将硅烷-改性的二氧化硅纳米颗粒在室温下悬浮(以1X10"个颗粒/ml的浓度)于碳酸氢钠缓冲液中的10mM乙醇胺(pH9.0)中2小时。将颗粒以13，000rpm旋转30分钟。然后将收集的纳米颗粒再悬浮于200nLPBS/吐温20中，随后将其与100tig/mL的异硫氰酸荧光素-标记的细胞色素C和异硫氰酸荧光素-标记的牛血清白蛋白(通过将FITC染料分子与蛋白质混合物在室温下反应2小时，之后进行标准的荧光素标记工序(根据MolecularProbes/Invitrogen(Carlsbad,CA))而获得)中的每一者混合。然后将所得混合物在室温下孵育1小时。孵育阶段过后，通过使悬浮液以13,000rpm离心30分钟来洗涤颗粒，移除上清液，并将颗粒再悬浮于lmLPBS/吐温20中。重复该洗涤步骤3次。将100微升经三次洗涤的再悬浮纳米颗粒溶液置于微量滴定板中，用SpectraMaxM2Microplate荧光板读数仪(MolecularDevicesCorp.(S醒yvale，CA))测量结合至颗粒的荧光蛋白的量。以相对光单位(RLU)记录的结果在表9中列出。表9:荧光素标记的蛋白质与二氧化硅纳米颗粒的结合<table>tableseeoriginaldocumentpage100</column></row><table>实例63.抗体连接至丙烯酸酯化的二氧化硅纳米颗粒以及细菌结合金黄色葡萄球菌菌株6538可得自美国典型培养物保藏中心(ATCC，Manassas，VA)。小鼠单克隆抗-金黄色葡萄球菌IgG抗体(Mab107)在提交于2006年11月22日标题为"ANTIBODYWITHPROTEINASELECTIVITY(具有蛋白质选择性的抗体)"的美国专利申请No.11/562,747中有所描述。磷酸盐缓冲盐水(PBS)由lOmM磷酸钠中的0.9。/。(w/v)NaCl(pH二7.4)组成。PBS/吐温由由含0.05%(w/v)吐温20的PBS(Sigma)组成。荧光素-缀合的山羊抗-小鼠IgG(H+L)可贝勾自JacksonImmunoresearch(WestGrove，PA)。将如实例59-62中描述制备的丙烯酸酯二氧化硅纳米颗粒以每毫升10"个颗粒的浓度悬浮于PBS/吐温中。在该实验中，来自实例59-62的颗粒的固体百分比分别为8.35%、8.70%、8.55%和8.17%。在室温下，将该颗粒悬浮液与抗金黄色葡萄球菌Mabl07IgG抗体(75ug/300pL)反应2小时。将所得颗粒以13,000转每分钟(rpm)旋转30分钟(min)，并将颗粒用PBS+0.05。/o吐温20洗涤两次以除去任何未缀合的抗体。金黄色葡萄球菌ATCC6538(SA6358)通过如下方式制备将培养物在TSB肉汤中培育过夜，将细胞在PBS/吐温中洗涤两次，并将细胞再悬浮于等体积的PBS/吐温20中。通过在室温下以8000卬m离心8分钟以形成细胞沉淀小丸来洗涤细胞，并将细胞再悬浮于PBS/吐温20中。洗涤过的细菌的浓度为约1()S个细胞/mL，这通过在670nm处的吸收测量值估算。将金黄色葡萄球菌6538细菌(浓度为lX108CFU/ml)与连接有抗体的二氧化硅颗粒一起孵育30分钟。通过离心洗涤混合物两次。将荧光素-缀合的山羊抗-小鼠IgG(H+L)(50ng/ml)引入上述含细菌和连接有抗体的二氧化硅颗粒的培养悬浮液中以进行标记。将该混合溶液在室温下另外孵育30分钟。通过以6000rpm离心来洗涤样品两次，每次6分钟(注意这些洗涤步骤的相对离心力足以使细菌细胞形成沉淀小丸，但游离的丙烯酸酯纳米颗粒不会)。将沉淀小丸再悬浮并通过Ldca荧光显微镜观察。将溶液的100ul等分试样置于96孔平板中的各个孔中，用SpectraMaxM2Microplate荧光板读数仪(MolecularDevicesCorp.(Sunnyvale,CA))测量相对荧光。激发波长为485nm而发射波长为525nm。未使用截止滤波器。阴性对照为洗涤过的金黄色葡萄球菌细胞悬液的等分试样。阳性对照为洗涤过的金黄色葡萄球菌细胞悬液的等分试样，该细胞悬液已经如上所述与Mab107IgG抗体一起孵育，之后与荧光素-缀合的抗-小鼠IgG抗体一起孵育。结果在表IO中示出。对于改性的纳米颗粒而言，检测到细菌的明亮的荧光标记，这表示抗体-缀合的纳米颗粒与细菌的相对高水平的结合。相比之下，检测到阴性对照样品为非常低的荧光或无荧光(相对于背景而言)，在阴性对照样品中用缓冲液代替抗-金黄色葡萄球菌抗体。表IO:抗体-缀合的纳米颗粒(含水分散性基团和(可任选的)PEG)与金黄色葡萄球菌细胞的结合结果以相对荧光单位(RFU)的形式提供。在该实验中，空的微孔板的孔获得大约75RFU的平均背景读数。含PBS/吐温的微孔板的孔获得约554RFU的平均背景读数。<table>tableseeoriginaldocumentpage102</column></row><table>本文所引用的专利、专利文献和出版物中的全部公开内容全文以引用方式并入，就如同各自被单独地并入一样。在不背离本发明的范围和实质的前提下，对本发明所进行的多种修改和更改对本领域的技术人员来说将是显而易见的。应该理解，并非意图将本发明不当地限制为本文中给出的示例性实施例及实例，这种实例及实施例只是作为例子给出，而本发明的范围只由本文中以下给出的权利要求所限定。权利要求1.一种捕获靶生物分析物的方法，所述方法包括提供固体载体材料，所述固体载1体材料具有包含以下基团的表面共价结合至所述表面的屏蔽基团；设置在所述表面上的生物分子结合基团，其中所述生物分子结合基团包含一个或多个芳族基团；在有效使所述多肽连接至一个或多个所述芳族基团的条件下，将所述固体载体材料与多肽接触；其中所述多肽是靶生物分析物的捕获剂；以及将其上连接有所述多肽捕获剂的所述表面与怀疑含有靶生物分析物的样品接触。2.—种捕获靶生物分析物的方法，所述方法包括提供固体载体材料，所述固体载体材料具有包含以下基团的表面-共价结合至所述表面的可选的屏蔽基团；设置在所述表面至少25%区域上的生物分子结合基团，其中所述生物分子结合基团包含一个或多个芳族基团；在有效使所述多肽连接至一个或多个所述芳族基团的条件下，将所述固体载体材料与多肽接触；其中所述多肽是靶生物分析物的捕获剂；以及将其上连接有所述多肽捕获剂的所述表面与怀疑含有靶生物分析物的样品接触。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述生物分子结合基团通过共价键结合至所述表面。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述生物分子结合基团通过不可逆共价键结合至所述表面。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中所述靶生物分析物包括微生物。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述微生物包括细菌。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述细菌包括金黄色葡萄球斷Staphylococcusaureus)。8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其中所述屏蔽基团包括含聚(环氧垸)的基团、含乙二醇醚的基团、含聚(环氧乙烷)醚的基团、含乙二醇乳酸酯的基团、含糖的基团、含多元醇的基团、含冠醚的基团、含低聚縮水甘油基的基团、含羟基丙烯酰胺的基团、含有机磺酸根的基团、含有机羧酸根的基团，或它们的组合。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述屏蔽基团包括含聚(环氧烷)的基团。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述含聚(环氧垸)的屏蔽基团包括含聚(环氧乙垸)的基团。11.根据权利要求9所述的方法，其中所述含聚(环氧烷)的屏蔽基团也是亲水基团。12.根据权利要求1至IO任一项所述的方法，其中所述固体载体材料还包括共价结合至所述表面的亲水基团，其中所述亲水基团与所述屏蔽基团不同。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述亲水基团包括羧酸基团、磺酸基团、膦酸基团、它们的盐或它们的组合。14.根据权利要求1至13任一项所述的方法，其中所述固体载体材料包括纳米颗粒。15.根据权利要求1至13任一项所述的方法，其中所述固体载体材料包括薄膜、片材、膜、过滤材料、纤维、泡沫、小珠、颗粒、瓶、板、管、棒、导管、薄片或它们的组合。16.根据权利要求1至13任一项所述的方法，其中所述固体载体材料包括微量滴定板或其他检测容器。17.根据权利要求1至16任一项所述的方法，其中每个生物分子结合基团包含多个芳族基团。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述生物分子结合基团包括二苯基、三苯基或它们的组合。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述生物分子结合基团包括二苯基。20.根据权利要求1至19任一项所述的方法，其中所述固体载体材料还包含连接至所述表面的报告基团。21.根据权利要求1至20任一项所述的方法，其中所述多肽捕获剂包括抗体。22.根据权利要求21所述的方法，其中所述固体载体材料包含多个不同特异性的抗体。23.根据权利要求1至22任一项所述的方法，其中所述多肽捕获剂和/或靶生物分析物不从所述固体载体材料被洗脱。24.—种制备其上连接有多肽的固体载体材料的方法，所述方法包括提供包括表面的固体载体材料；提供屏蔽化合物，所述屏蔽化合物包含屏蔽基团和表面结合基团；提供生物分子结合化合物，所述生物分子结合化合物包含一个或多个芳族基团；使所述屏蔽基团通过所述表面结合基团共价结合至所述固体载体材料表面，并将所述生物分子结合化合物设置在所述固体载体材料的表面上；以及在有效使所述多肽连接至一个或多个所述芳族基团的条件下，将所述固体载体材料与多肽接触。25.—种制备其上连接有多肽的固体载体材料的方法，所述方法包括提供包括表面的固体载体材料；任选地提供屏蔽化合物，所述屏蔽化合物包含屏蔽基团和表面结合基团；提供生物分子结合化合物，所述生物分子结合化合物包含一个或多个芳族基团；任选地使所述屏蔽基团通过所述表面结合基团共价结合至所述固体载体材料的表面，并将所述生物分子结合化合物以一定量设置在所述固体载体材料的表面上，所述量足以形成对所述表面积至少25%的覆盖；以及在有效使所述多肽连接至一个或多个所述芳族基团的条件下，将所述固体载体材料与多肽接触。26.根据权利要求24或权利要求25所述的方法，其中所述生物分子结合化合物包含生物分子结合基团和表面结合基团，并且将所述生物分子结合化合物设置在所述固体载体材料的表面上包括使所述生物分子结合基团通过所述表面结合基团共价结合至所述固体载体材料的表面。27.根据权利要求26所述的方法，其中所述生物分子结合基团的共价结合是不可逆的。28.根据权利要求26或权利要求27所述的方法，其中所述生物分子结合基团包含多个芳族基团。29.根据权利要求24至28任一项所述的方法，其中所述多肽是靶生物分析物的捕获剂。30.根据权利要求29所述的方法，其中所述多肽捕获剂是抗体。31.根据权利要求24至30任一项所述的方法，其中所述多肽是耙生物分析物。32.根据权利要求24至31任一项所述的方法，还包括提供报告分子，所述报告分子包含报告基团和表面结合基团；以及使所述报告基团通过所述表面结合基团共价结合至所述固体载体材料表面。33.根据权利要求32所述的方法，其中所述报告基团包括荧光基团。34.根据权利要求33所述的方法，其中在所述报告基团结合至所述固体载体材料表面之前，将所述屏蔽基团共价结合至所述固体载体材料的表面。35.根据权利要求24至34任一项所述的方法，其中所述固体载体材料包括颗粒状材料。36.根据权利要求35所述的方法，其中所述颗粒状材料包括纳米颗粒。37.根据权利要求36所述的方法，其中所述纳米颗粒还包含共价结合至它们的表面的水分散性基团，其中所述水分散性基团与所述屏蔽基团不同。38.根据权利要求24至37任一项所述的方法，其中所述多肽随后不从所述固体载体材料被洗脱。39.—种固体载体材料，所述固体载体材料通过权利要求24至37任一项所述的方法形成。40.—种具有表面的固体载体材料，包含生物分子结合基团，所述生物分子结合基团被设置在所述表面至少25%的区域上；其中所述生物分子结合基团包含一个或多个芳族基团；可选的屏蔽基团，所述屏蔽基团共价结合至所述表面；以及多肽，所述多肽通过非共价疏水相互作用连接至一个或多个所述芳族基团。41.一种具有表面的固体载体材料，包含包含一个或多个芳族基团的生物分子结合基团，所述生物分子结合基团被设置在所述表面上；屏蔽基团，所述屏蔽基团共价结合至所述表面；以及多肽，所述多肽通过非共价疏水相互作用连接至一个或多个所述芳族基团。42.根据权利要求40或权利要求41所述的固体载体材料，其中所述生物分子结合基团共价结合至所述表面。43.根据权利要求40至42任一项所述的固体载体材料，其中所述生物分子结合基团包括二苯基、三苯基或它们的组合。44.根据权利要求40至43任一项所述的固体载体材料，其中所述屏蔽基团包括含聚(环氧垸)的基团。45.根据权利要求44所述的固体载体材料，其中所述含聚(环氧垸)的屏蔽基团包括含聚(环氧乙垸)的基团。46.根据权利要求40至45任一项所述的固体载体材料，所述固体载体材料包括纳米颗粒。47.根据权利要求40至46任一项所述的固体载体材料，所述固体载体材料还包含共价结合至所述表面的亲水基团，其中所述亲水基团与所述屏蔽基团不同。48.根据权利要求40至47任一项所述的固体载体材料，其中所述多肽是抗体，所述抗体通过其Fc区连接至一个或多个所述芳族基团。49.一种捕获靶生物分析物的方法，所述方法包括提供固体载体材料，所述固体载体材料具有包含以下基团的表面共价结合至所述表面的生物分子结合基团，其中所述生物分子结合基团包含非叔胺基和/或肼基；以及共价结合至所述表面的可选的屏蔽基团；在有效使所述生物分子共价结合至一个或多个生物分子结合基团的条件下，将所述固体载体材料与醛官能化的生物分子接触，形成-Ar-NKXH)-和Z或-Ar-NHN二C(H)-键合，其中Ar是芳基；其中所述生物分子是耙生物分析物的捕获剂；以及将其上共价结合有所述生物分子捕获剂的所述表面与怀疑含有靶生物分析物的样品接触。50.根据权利要求49所述的方法，其中所述靶生物分析物包括微生物。51.根据权利要求50所述的方法，其中所述微生物包括细菌。52.根据权利要求51所述的方法，其中所述细菌包括金黄色葡萄球菌。53.根据权利要求49至52任一项所述的方法，其中所述固体载体材料包含共价结合至所述表面的屏蔽基团。54.根据权利要求53所述的方法，其中所述屏蔽基团包括含聚(环氧烷)的基团、含乙二醇醚的基团、含聚(环氧乙垸)醚的基团、含乙二醇乳酸酯的基团、含糖的基团、含多元醇的基团、含冠醚的基团、含低聚縮水甘油醚的基团、含羟基丙烯酰胺的基团、含有机磺酸根的基团、含有机羧酸根的基团，或它们的组合。55.根据权利要求54所述的方法，其中所述屏蔽基团包括含聚(环氧烷)的基团。56.根据权利要求55所述的方法，其中所述含聚(环氧烷)的屏蔽基团包括含聚(环氧乙垸)的基团。57.根据权利要求53所述的方法，其中所述固体载体材料还包含共价结合至所述表面的亲水基团，其中所述亲水基团与所述屏蔽基团不同。58.根据权利要求57所述的方法，其中所述亲水基团包括羧酸基团、磺酸基团、膦酸基团、它们的盐或它们的组合。59.根据权利要求49至58任一项所述的方法，其中所述固体载体材料包括纳米颗粒。60.根据权利要求59所述的方法，其中所述纳米颗粒包含通过不可逆共价键结合至它们的表面的屏蔽基团。61.根据权利要求60所述的方法，其中所述屏蔽基团是水分散性基团。62.根据权利要求59所述的方法，其中所述纳米颗粒还包含通过不可逆共价键结合至它们的表面的水分散性基团，其中所述水分散性基团与所述屏蔽基团不同。63.根据权利要求62所述的方法，其中所述水分散性基团包括羧酸基团、磺酸基团、膦酸基团、它们的盐或它们的组合。64.根据权利要求49至58任一项所述的方法，其中所述固体载体材料包括薄膜、片材、膜、过滤材料、纤维、泡沫、小珠、颗粒、瓶、板、管、棒、导管、薄片或它们的组合。65.根据权利要求49至58任一项所述的方法，其中所述固体载体材料包括微量滴定板或其他检测容器。66.根据权利要求49至65任一项所述的方法，其中所述生物分子结合基团包含非叔胺基团。67.根据权利要求66所述的方法，其中所述非叔胺基团是伯胺基。68.根据权利要求49至67任一项所述的方法，其中所述固体载体材料还包含连接至所述固体载体材料表面的报告基团。69.根据权利要求68所述的方法，其中所述报告基团共价结合至所述固体载体材料的表面。70.根据权利要求68所述的方法，其中所述报告基团包括荧光基团。71.根据权利要求49至70任一项所述的方法，其中所述生物分子捕获剂包括抗体。72.—种制备其上连接有生物分子的固体载体材料的方法，所述方法包括提供包括表面的固体载体材料；提供生物分子结合化合物，所述生物分子结合化合物包含非叔胺基和/或肼基以及表面结合基团；任选地提供屏蔽化合物，所述屏蔽化合物包含屏蔽基团和表面结合基团；将所述生物分子结合基团和所述任选的屏蔽基团通过所述表面结合基团共价结合至所述固体载体材料的所述表面；以及在有效使所述生物分子共价结合至一个或多个生物分子结合基团的条件下，将所述固体载体材料与醛-官能化的生物分子接触，形成-Ar-NK:(H)-禾口/或-Ar-NHN二C(H)-键合，其中Ar是芳基。73.根据权利要求72所述的方法，其中所述生物分子是靶生物分析物的捕获剂。74.根据权利要求73所述的方法，其中所述生物分子捕获剂是抗体。75.根据权利要求72所述的方法，其中所述生物分子是耙生物分析物。76.根据权利要求72至75任一项所述的方法，所述方法包括将所述屏蔽基团共价结合至所述固体载体材料。77.根据权利要求72至76任一项所述的方法，还包括提供报告分子，所述报告分子包含报告基团和表面结合基团；以及将所述报告基团通过所述表面结合基团共价结合至所述固体载体材料的表面。78.根据权利要求77所述的方法，其中所述报告基团包括荧光基团。79.根据权利要求77所述的方法，其中在所述报告分子结合至所述固体载体材料表面之前，将所述屏蔽化合物共价结合至所述固体载体材料的表面。80.根据权利要求72至79任一项所述的方法，其中所述固体载体材料包括颗粒状材料。81.根据权利要求80所述的方法，其中所述颗粒状材料包括纳米颗粒。82.根据权利要求81所述的方法，其中所述纳米颗粒包含共价结合至它们的表面的屏蔽基团。83.根据权利要求82所述的方法，其中所述纳米颗粒还包含共价结合至它们的表面的水分散性基团，其中所述水分散性基团与所述屏蔽基团不同。84.—种固体载体材料，所述固体载体材料通过权利要求72至83任一项所述的方法形成。85.—种具有表面的固体载体材料，其包含生物分子结合基团，所述生物分子结合基团通过不可逆共价键结合至所述表面；含醛的生物分子，所述生物分子通过-Ar-N=C(H)-和/或-Ar-NHN二C(H)-键合共价结合至一个或多个生物分子结合基团，其中Ar是芳基；以及屏蔽基团，所述屏蔽基团共价结合至所述表面。86.根据权利要求85所述的固体载体材料，其中所述屏蔽基团包括含聚(环氧烷)的基团。87.根据权利要求86所述的固体载体材料，其中所述含聚(环氧垸)的屏蔽基团包括含聚(环氧乙烷)的基团。88.根据权利要求85至87任一项所述的固体载体材料，所述固体载体材料包括纳米颗粒。89.根据权利要求88所述的固体载体材料，所述固体载体材料还包含共价结合至所述表面的水分散性基团，其中所述水分散性基团与所述屏蔽基团不同。90.根据权利要求89所述的固体载体材料，其中所述水分散性基团包括羧酸基团、磺酸基团、膦酸基团、它们的盐或它们的组合。91.根据权利要求85至90任一项所述的固体载体材料，所述固体载体材料还包含共价结合至所述表面的报告基团。92.根据权利要求91所述的固体载体材料，其中所述报告基团包括荧光基团。93.—种捕获靶生物分析物的方法，所述方法包括提供具有表面的固体载体材料，所述表面包含屏蔽基团，所述屏蔽基团共价结合至所述表面；以及生物分子结合基团，所述生物分子结合基团共价结合至所述表面，其中所述生物分子结合基团包含a,g-烯属或炔属不饱和基团和吸电子基团。在有效使所述生物分子通过碳-氮键共价结合至一个或多个生物分子结合基团的条件下，将所述固体载体材料与胺官能生物分子接触，所述碳-氮键是在所述生物分子的氨基与所述a,0-烯属或炔属不饱和基团的e位置之间；其中所述生物分子是靶生物分析物的捕获剂；以及将其上共价结合有所述生物分子捕获剂的所述表面与怀疑含有靶生物分析物的样品接触。94.根据权利要求93所述的方法，其中所述靶生物分析物包括微生物。95.根据权利要求94所述的方法，其中所述微生物包括细菌。96.根据权利要求95所述的方法，其中所述细菌包括金黄色葡萄球菌。97.根据权利要求93至96任一项所述的方法，其中所述屏蔽基团包括含聚(环氧垸)的基团。98.根据权利要求97所述的方法，其中所述含聚(环氧垸)的屏蔽基团包括含聚(环氧乙垸)的基团。99.根据权利要求93至98任一项所述的方法，其中所述生物分子结合基团包括具有吸电子基团的a,P-烯属不饱和基团。100.根据权利要求93至99任一项所述的方法，其中所述固体载体材料还包含共价结合至所述表面的亲水基团，其中所述亲水基团与所述屏蔽基团不同。101.根据权利要求93至100任一项所述的方法，其中所述固体载体材料包括纳米颗粒。102.根据权利要求101所述的方法，其中所述纳米颗粒还包含共价结合至它们的表面的水分散性基团，其中所述水分散性基团与所述屏蔽基团不同。103.根据权利要求102所述的方法，其中所述水分散性基团包括羧酸基团、磺酸基团、膦酸基团、它们的盐或它们的组合。104.根据权利要求101所述的方法，其中所述屏蔽基团是水分散性基团。105.根据权利要求93至100任一项所述的方法，其中所述固体载体材料包括薄膜、片材、膜、过滤材料、纤维、泡沫、小珠、颗粒、瓶、板、管、棒、导管、薄片或它们的组合。106.根据权利要求93至100任一项所述的方法，其中所述固体载体材料包括微量滴定板或其他检测容器。107.根据权利要求93至106任一项所述的方法，其中所述屏蔽基团包括含聚(环氧垸)的基团、含乙二醇醚的基团、含聚(环氧乙垸)醚的基团、含乙二醇乳酸酯的基团、含糖的基团、含多元醇的基团、含冠醚的基团、含低聚縮水甘油基的基团、含羟基丙烯酰胺的基团、含有机磺酸根的基团、含有机羧酸根的基团或它们的组合。108.根据权利要求93至107任一项所述的方法，其中所述吸电子基团包括羰基、酮、酯、酰胺、-S02-、-SO-、-CO-CO-、-CO-COOR、磺酰胺、卤离子、三氟甲基、磺酰胺、卤离子、马来酰亚胺、马来酸基或它们的组合。109.根据权利要求108所述的方法，其中所述生物分子结合基团是丙烯酸酯基团或a,e-不饱和酮基团。110.根据权利要求109所述的方法，其中所述生物分子结合基团是多官能丙烯酸酯基团。111.根据权利要求93至IIO任一项所述的方法，其中所述固体载体材料还包含连接至所述表面的报告基团。112.根据权利要求111所述的方法，其中所述报告基团包括荧光基团。113.根据权利要求93至112任一项所述的方法，其中所述生物分子捕获剂包括抗体。114.根据权利要求71或权利要求113所述的方法，其中所述固体载体材料包含多个不同特异性的抗体。115.—种捕获耙生物分析物的方法，所述方法包括提供具有表面的纳米颗粒，所述表面包含含有机羧酸根和/或含有机磺酸根的屏蔽基团，所述屏蔽基团共价结合至所述表面；以及生物分子结合基团，所述生物分子结合基团共价结合至所述表面，其中所述生物分子结合基团包括丙烯酸酯基团；在有效使所述生物分子通过碳-氮键共价结合至一个或多个生物分子结合基团的条件下，将所述固体载体材料与胺官能生物分子接触，所述碳-氮键是在所述生物分子的氨基与所述丙烯酸酯基团的p位置之间；其中所述生物分子是靶生物分析物的捕获剂；以及将其上共价结合有所述生物分子捕获剂的所述表面与怀疑含有靶生物分析物的样品接触。116.—种制备其上连接有生物分子的固体载体材料的方法，所述方法包括提供包括表面的固体载体材料；提供屏蔽化合物，所述屏蔽化合物包含屏蔽基团和表面结合基团；提供生物分子结合化合物，所述生物分子结合化合物包含a,P-烯属或炔属不饱和基团、吸电子基团和表面结合基团；将所述屏蔽基团和所述生物分子结合基团通过所述表面结合基团共价结合至所述固体载体材料的表面；以及在有效使所述生物分子通过碳-氮键共价结合至一个或多个生物分子结合基团的条件下，将所述固体载体材料与胺官能生物分子接触，所述碳-氮键是在所述生物分子的氨基与所述a,e-烯属不饱和基团的e位置之间。117.根据权利要求116所述的方法，其中所述生物分子是靶生物分析物的捕获剂。118.根据权利要求117所述的方法，其中所述生物分子捕获剂是抗体。119.根据权利要求116所述的方法，其中所述生物分子是靶生物分析物。120.根据权利要求116至119任一项所述的方法，还包括提供包含报告基团和表面结合基团的报告分子；以及将所述报告基团通过所述表面结合基团共价结合至所述固体载体材料的表面。121.根据权利要求120所述的方法，其中所述报告基团包括荧光基团。122.根据权利要求121所述的方法，其中在所述报告分子结合至所述固体材料表面之前，将所述屏蔽化合物共价结合至所述固体材料的表面。123.根据权利要求116至122任一项所述的方法，其中所述固体载体材料包括颗粒状材料。124.根据权利要求123所述的方法，其中所述颗粒状材料包括纳米颗粒。125.根据权利要求124所述的方法，其中所述纳米颗粒还包含共价结合至它们的表面的水分散性基团，其中所述水分散性基团与所述屏蔽基团不同。126.—种制备其上连接有生物分子的固体载体材料的方法，所述方法包括提供纳米颗粒，每个所述纳米颗粒包括表面；提供屏蔽化合物，所述屏蔽化合物包含含有机羧酸根和/或有机磺酸根的基团和表面结合基团；提供生物分子结合化合物，所述生物分子结合化合物包含丙烯酸酯基团和表面结合基团；将所述有机羧酸根和/或有机磺酸根基团和所述丙烯酸酯基团通过所述表面结合基团共价结合至所述纳米颗粒的表面；以及在有效使所述生物分子通过碳-氮键共价结合至一个或多个丙烯酸酯基团的条件下，将所述纳米颗粒与胺官能生物分子接触，所述碳-氮键是在所述生物分子的氨基与所述丙烯酸酯基团的P位置之间。127.—种固体载体材料，所述固体载体材料通过权利要求116至126任一项所述的方法形成。全文摘要本发明描述了具有生物分子结合基团的官能化固体载体材料及其用途，其中所述生物分子结合基团包括多个芳族基团、通过醛基结合至生物分子的胺基、通过醛基结合至生物分子的肼基或具有吸电子基团的α，β-烯属或炔属不饱和基团。文档编号G01N33/543GK101663582SQ200880012532公开日2010年3月3日申请日期2008年4月17日优先权日2007年4月19日发明者威廉·J·舒尔茨,景乃勇,米歇尔·L·莱格特,郭春梅申请人:3M创新有限公司