公开(公告)号：US07776547B2

公开(公告)日：2010-08-17

申请号：US11027470

申请日：2004-12-30

申请人： Mark Roth ,  Andrew Berlin ,  Selena Chan ,  Tae-Woong Koo ,  Xing Su ,  Lei Sun

发明人： Mark Roth ,  Andrew Berlin ,  Selena Chan ,  Tae-Woong Koo ,  Xing Su ,  Lei Sun

IPC分类号： G01N33/53

CPC分类号： G01N33/54366 ,  G01N33/54373 ,  G01N33/58 ,  Y10T436/10

摘要： Methods and apparatus are provided for assaying cell samples, which may be living cells, using probes labeled with composite organic-inorganic nanoparticles (COINs) and microspheres with COINs embedded within a polymer matrix to which the probe moiety is attached. COINs intrinsically produce SERS signals upon laser irradiation, making COIN-labeled probes particularly suitable in a variety of methods for assaying cells, including biological molecules that may be contained on or within cells, most of which are not inherently Raman-active. The invention provides variations of the sandwich immunoassay employing both specific and degenerate binding, methods for reverse phase assay of tissue samples and cell microstructures, in solution displacement and competition assays, and the like. Systems and chips useful for practicing the invention assays are also provided.

摘要翻译： 提供了用于使用用复合有机 - 无机纳米颗粒（COIN）标记的探针和嵌入探针部分所连接的聚合物基质内的COIN的微球来测定可能为活细胞的细胞样品的方法和装置。 COIN在激光照射下固有地产生SERS信号，使得COIN标记的探针特别适用于多种测定细胞的方法，包括可能包含在细胞内或细胞内的生物分子，其中大部分不是固有的拉曼活性的。 本发明提供使用特异性和简并结合的夹心免疫测定的变体，组织样品和细胞微结构的反相测定方法，溶液置换和竞争测定等。 还提供了用于实施本发明测定的系统和芯片。

公开(公告)号：US20070054288A1

公开(公告)日：2007-03-08

申请号：US11430612

申请日：2006-05-08

申请人： Xing Su ,  Tae-Woong Koo ,  Andrew Berlin ,  Lei Sun ,  Narayanan Sundararajan ,  Mineo Yamakawa

发明人： Xing Su ,  Tae-Woong Koo ,  Andrew Berlin ,  Lei Sun ,  Narayanan Sundararajan ,  Mineo Yamakawa

IPC分类号： C12Q1/68 ,  C12M1/34 ,  G06K7/10

CPC分类号： B82Y10/00 ,  B82Y5/00 ,  C12Q1/6816 ,  G06K19/06028 ,  C12Q2525/161 ,  C12Q2537/143 ,  C12Q2565/1025

摘要： The present disclosure concerns methods for producing and/or using molecular barcodes. In certain embodiments of the invention, the barcodes comprise polymer backbones that may contain one or more branch structures. Tags may be attached to the backbone and/or branch structures. The barcode may also comprise a probe that can bind to a target, such as proteins, nucleic acids and other biomolecules or aggregates. Different barcodes may be distinguished by the type and location of the tags. In other embodiments, barcodes may be produced by hybridization of one or more tagged oligonucleotides to a template, comprising a container section and a probe section. The tagged oligonucleotides may be designed as modular code sections, to form different barcodes specific for different targets. In alternative embodiments, barcodes may be prepared by polymerization of monomeric units. Bound barcodes may be detected by various imaging modalities, such as, surface plasmon resonance, fluorescent or Raman spectroscopy.

摘要翻译： 本公开涉及用于生产和/或使用分子条形码的方法。 在本发明的某些实施方案中，条形码包含可包含一个或多个分支结构的聚合物主链。 标签可以附加到骨干和/或分支结构。 条形码还可以包含可以与靶标结合的探针，例如蛋白质，核酸和其他生物分子或聚集体。 可以通过标签的类型和位置区分不同的条形码。 在其它实施方案中，条形码可以通过将一个或多个标记的寡核苷酸与包含容器部分和探针部分的模板杂交来产生。 标记的寡核苷酸可以被设计为模块代码部分，以形成针对不同靶标的不同条形码。 在替代实施例中，条形码可以通过单体单元的聚合来制备。 可以通过各种成像方式，例如表面等离子体共振，荧光或拉曼光谱来检测结合条形码。

公开(公告)号：US20060009914A1

公开(公告)日：2006-01-12

申请号：US10919699

申请日：2004-08-16

申请人： Narayan Sundararajan ,  Lei Sun ,  Xing Su ,  Mineo Yamakawa ,  Zhang Jingwu ,  Selena Chan ,  Andrew Berlin ,  Tae-Woong Koo ,  Mark Roth ,  Phil Gafken

发明人： Narayan Sundararajan ,  Lei Sun ,  Xing Su ,  Mineo Yamakawa ,  Zhang Jingwu ,  Selena Chan ,  Andrew Berlin ,  Tae-Woong Koo ,  Mark Roth ,  Phil Gafken

IPC分类号： G06F19/00 ,  G01N33/48

CPC分类号： G01N33/6842 ,  G01N33/6803 ,  G01N33/6818 ,  Y02A90/26

摘要： Embodiments of the present invention provide devices and methods for detecting, identifying, distinguishing, and quantifying modifications to nucleic acids, proteins, and peptides using SERS and Raman spectroscopy. Applications of embodiments of the present invention include proteome wide modification profiling and analyses with applications in disease diagnosis, prognosis and drug efficacy studies, enzymatic activity profiling and assays.

摘要翻译： 本发明的实施方案提供用于使用SERS和拉曼光谱检测，鉴定，区分和定量对核酸，蛋白质和肽的修饰的装置和方法。 本发明实施方案的应用包括在疾病诊断，预后和药物功效研究，酶活性分析和测定中的应用的蛋白质组广泛修饰分析和分析。

公开(公告)号：US20050244820A1

公开(公告)日：2005-11-03

申请号：US11111308

申请日：2005-04-20

申请人： Xing Su ,  Selena Chan ,  Tae-Woong Koo ,  Mineo Yamakawa ,  Andrew Berlin

发明人： Xing Su ,  Selena Chan ,  Tae-Woong Koo ,  Mineo Yamakawa ,  Andrew Berlin

IPC分类号： C12Q1/68 ,  G01N33/543 ,  C12Q1/70 ,  C12Q1/04

CPC分类号： C12Q1/6825 ,  B82Y5/00 ,  G01N33/54373 ,  G01N2800/52 ,  Y10S977/924 ,  C12Q2565/501

摘要： The present methods and apparatus concern the detection and/or identification of target analytes using probe molecules. In various embodiments of the invention, the probes or analytes are attached to one or more cantilevers. Binding of a probe to an analyte results in deflection of the cantilever, detected by a detection unit. A counterbalancing force may be applied to restore the cantilever to its original position. The counterbalancing force may be magnetic, electrical or radiative. The detection unit and the mechanism generating the counterbalancing force may be operably coupled to an information processing and control unit, such as a computer. The computer may regulate a feedback loop that maintains the cantilever in a fixed position by balancing the deflecting force and the counterbalancing force. The concentration of analytes in a sample may be determined from the magnitude of the counterbalancing force required to maintain the cantilever in a fixed position.

摘要翻译： 本方法和装置涉及使用探针分子检测和/或鉴定目标分析物。 在本发明的各种实施方案中，探针或分析物附着到一个或多个悬臂。 将探针与分析物结合导致由检测单元检测到的悬臂的偏转。 可以应用平衡力将悬臂恢复到其原始位置。 平衡力可以是磁性的，电的或辐射的。 生成平衡力的检测单元和机构可以可操作地耦合到诸如计算机的信息处理和控制单元。 计算机可以通过平衡偏转力和平衡力来调节将悬臂维持在固定位置的反馈回路。 样品中分析物的浓度可以从将悬臂维持在固定位置所需的平衡力的大小来确定。

公开(公告)号：US20050151126A1

公开(公告)日：2005-07-14

申请号：US10750141

申请日：2003-12-31

申请人： Mineo Yamakawa ,  Yeugang Zhang ,  Xing Su ,  Lei Sun ,  Andrew Berlin ,  Narayanan Sundararajan

发明人： Mineo Yamakawa ,  Yeugang Zhang ,  Xing Su ,  Lei Sun ,  Andrew Berlin ,  Narayanan Sundararajan

IPC分类号： C01B31/02 ,  D01F9/127 ,  H01L51/00 ,  H01L51/30 ,  D01F9/12 ,  H01L29/06

CPC分类号： B82Y40/00 ,  B82Y10/00 ,  B82Y30/00 ,  C01B32/162 ,  C01B2202/08 ,  C01B2202/36 ,  D01F9/127 ,  H01L51/0048 ,  H01L51/0052

摘要： The methods, apparatus and systems disclosed herein concern ordered arrays of carbon nanotubes. In particular embodiments of the invention, the nanotube arrays are formed by a method comprising attaching catalyst nanoparticles 140, 230 to polymer 120, 210 molecules, attaching the polymer 120, 210 molecules to a substrate, removing the polymer 120, 210 molecules and producing carbon nanotubes on the catalyst nanoparticles 140, 230. The polymer 120, 210 molecules can be attached to the substrate in ordered patterns, using self-assembly or molecular alignment techniques. The nanotube arrays can be attached to selected areas 110, 310 of the substrate. Within the selected areas 110, 310, the nanotubes are distributed non-randomly. Other embodiments disclosed herein concern apparatus that include ordered arrays of nanotubes attached to a substrate and systems that include ordered arrays of carbon nanotubes attached to a substrate, produced by the claimed methods. In certain embodiments, provided herein are methods for aligning a molecular wire, by ligating the molecular wire to a double stranded DNA molecule.

摘要翻译： 本文公开的方法，装置和系统涉及碳纳米管的有序阵列。 在本发明的具体实施方案中，纳米管阵列通过包括将催化剂纳米颗粒140,230连接到聚合物120,210分子，将聚合物120,210分子连接到基底上的方法形成，除去聚合物120,210分子并产生碳 催化剂纳米颗粒140,230上的纳米管。聚合物120,210分子可以使用自组装或分子对准技术以有序图案附着到基底上。 纳米管阵列可以附着到基板的选定区域110,310。 在所选择的区域110,310内，纳米管是非随机分布的。 本文公开的其它实施方案涉及包括连接到衬底的纳米管的有序阵列和包括通过所要求保护的方法产生的连接到衬底的碳纳米管的有序阵列的系统的装置。 在某些实施方案中，本文提供了通过将分子线连接到双链DNA分子来对齐分子线的方法。

公开(公告)号：US20050026163A1

公开(公告)日：2005-02-03

申请号：US10705389

申请日：2003-11-10

申请人： Narayanan Sundararajan ,  Andrew Berlin ,  Mineo Yamakawa ,  Xing Su ,  Selena Chan ,  Tae-Woong Koo

发明人： Narayanan Sundararajan ,  Andrew Berlin ,  Mineo Yamakawa ,  Xing Su ,  Selena Chan ,  Tae-Woong Koo

IPC分类号： G01N33/483 ,  C12M1/00 ,  C12M1/34 ,  C12N15/09 ,  C12Q1/68 ,  G01N27/06 ,  G01N33/53 ,  C12P19/34

CPC分类号： C12Q1/6825 ,  B82Y5/00 ,  B82Y15/00 ,  B82Y30/00 ,  C12Q1/6869 ,  C12Q2563/155 ,  C12Q2565/607

摘要： The present methods and apparatus concern nucleic acid sequencing by incorporation of nucleotides into nucleic acid strands. The incorporation of nucleotides is detected by changes in the mass and/or surface stress of the structure. In some embodiments of the invention, the structure comprises one or more nanoscale or microscale cantilevers. In certain embodiments of the invention, each different type of nucleotide is distinguishably labeled with a bulky group and each incorporated nucleotide is identified by the changes in mass and/or surface stress of the structure upon incorporation of the nucleotide. In alternative embodiments of the invention only one type of nucleotide is exposed at a time to the nucleic acids. Changes in the properties of the structure may be detected by a variety of methods, such as piezoelectric detection, shifts in resonant frequency of the structure, and/or position sensitive photodetection.

摘要翻译： 本发明的方法和装置涉及通过将核苷酸掺入核酸链而进行的核酸测序。 通过结构的质量和/或表面应力的变化来检测核苷酸的掺入。 在本发明的一些实施例中，该结构包括一个或多个纳米级或微尺寸悬臂。 在本发明的某些实施方案中，每种不同类型的核苷酸可以用大体积区分地标记，并且每个掺入的核苷酸通过结合核苷酸时结构的质量和/或表面应力的变化来鉴定。 在本发明的替代实施方案中，一次仅将一种类型的核苷酸暴露于核酸。 可以通过各种方法来检测结构的性质的变化，例如压电检测，结构的谐振频率偏移和/或位置敏感的光电检测。

公开(公告)号：US20060100787A1

公开(公告)日：2006-05-11

申请号：US10985547

申请日：2004-11-09

申请人： Andrew Berlin ,  Joseph Kosmoski ,  Narayanan Sundararajan ,  Xing Su ,  Mineo Yamakawa

发明人： Andrew Berlin ,  Joseph Kosmoski ,  Narayanan Sundararajan ,  Xing Su ,  Mineo Yamakawa

IPC分类号： G06F19/00

CPC分类号： G01Q70/18 ,  G01Q60/16 ,  G01Q60/42

摘要： Methods for making nanocodes that can be detected using scanning probe microscopy are provided, as are nanocodes constructed of two or more polymers, including homogeneous polymers such as nucleic acid molecules and heterogeneous polymers such as peptide nucleic acid polymers, and subunits useful for constructing such nanocodes. Also provided are modified nanocodes such as a nanocode containing one or more linked metals such as gold or iron and/or a linked probe that can specifically bind a target molecule. In addition, systems are provided that include such nanocodes, for example, a system that includes the nanocode and a surface and/or a scanning probe microscope probe. Methods of using such nanocodes, for example, to detect and/or identify a target molecule in a sample (e.g., a biological or environmental sample) using scanning probe microscopy, also are provided.

摘要翻译： 提供了可以使用扫描探针显微镜检测的纳代码的方法，以及由两种或更多种聚合物构成的纳代码，包括均质聚合物，例如核酸分子和非均相聚合物如肽核酸聚合物，以及可用于构建这样的纳代码的亚基 。 还提供了修饰的纳代码，例如包含一种或多种连接的金属如金或铁的纳代码和/或可以特异性结合靶分子的连接的探针。 此外，提供了包括这样的纳代码的系统，例如，包括纳代码和表面和/或扫描探针显微镜探针的系统。 还提供了使用这样的纳代码例如使用扫描探针显微镜检测和/或鉴定样品（例如，生物或环境样品）中的靶分子的方法。

公开(公告)号：US20060046313A1

公开(公告)日：2006-03-02

申请号：US11027470

申请日：2004-12-30

申请人： Mark Roth ,  Tae-Woong Koo ,  Andrew Berlin ,  Selena Chan ,  Xing Su ,  Lei Sun

发明人： Mark Roth ,  Tae-Woong Koo ,  Andrew Berlin ,  Selena Chan ,  Xing Su ,  Lei Sun

IPC分类号： G01N33/543

CPC分类号： G01N33/54366 ,  G01N33/54373 ,  G01N33/58 ,  Y10T436/10

摘要： Methods and apparatus are provided for assaying cell samples, which may be living cells, using probes labeled with composite organic-inorganic nanoparticles (COINs) and microspheres with COINs embedded within a polymer matrix to which the probe moiety is attached. COINs intrinsically produce SERS signals upon laser irradiation, making COIN-labeled probes particularly suitable in a variety of methods for assaying cells, including biological molecules that may be contained on or within cells, most of which are not inherently Raman-active. The invention provides variations of the sandwich immunoassay employing both specific and degenerate binding, methods for reverse phase assay of tissue samples and cell microstructures, in solution displacement and competition assays, and the like. Systems and chips useful for practicing the invention assays are also provided.

摘要翻译： 提供了用于使用用复合有机 - 无机纳米颗粒（COIN）标记的探针和嵌入探针部分所连接的聚合物基质内的COIN的微球来测定可能为活细胞的细胞样品的方法和装置。 COIN在激光照射下固有地产生SERS信号，使得COIN标记的探针特别适用于多种测定细胞的方法，包括可能包含在细胞内或细胞内的生物分子，其中大部分不是固有的拉曼活性的。 本发明提供使用特异性和简并结合的夹心免疫测定的变体，组织样品和细胞微结构的反相测定方法，溶液置换和竞争测定等。 还提供了用于实施本发明测定的系统和芯片。

公开(公告)号：US20060029969A1

公开(公告)日：2006-02-09

申请号：US11235796

申请日：2005-09-26

申请人： Xing Su ,  Selena Chan ,  Andrew Berlin ,  Tae-Woong Koo ,  Narayan Sundararajan ,  Mineo Yamakawa

发明人： Xing Su ,  Selena Chan ,  Andrew Berlin ,  Tae-Woong Koo ,  Narayan Sundararajan ,  Mineo Yamakawa

IPC分类号： C12Q1/68

CPC分类号： C12Q1/6869 ,  C12Q1/6816 ,  C12Q1/6825 ,  C12Q1/6872 ,  C12Q2565/632 ,  C12Q2563/155 ,  C12Q2521/319

摘要： The methods and apparatus disclosed herein concern nucleic acid sequencing by enhanced Raman spectroscopy. In certain embodiments of the invention, nucleotides are covalently attached to Raman labels before incorporation into a nucleic acid 13. Exonuclease 15 treatment of the labeled nucleic acid 13 results in the release of labeled nucleotides 16, 130, which are detected by Raman spectroscopy. In alternative embodiments of the invention, nucleotides 16, 130 released from a nucleic acid 13 by exonuclease 15 treatment are covalently cross-linked to silver or gold nanoparticles 140 and detected by surface enhanced Raman spectroscopy (SERS), surface enhanced resonance Raman spectroscopy (SERFS) and/or coherent anti-Stokes Raman spectroscopy (CARS). Other embodiments of the invention concern apparatus 10, 100, 210 for nucleic acid sequencing.

摘要翻译： 本文公开的方法和装置涉及通过增强拉曼光谱进行的核酸测序。 在本发明的某些实施方案中，核苷酸在掺入核酸13之前共价连接到拉曼标记上。 标记核酸13的核酸外切酶15处理导致通过拉曼光谱法检测的标记核苷酸16,130的释放。 在本发明的替代实施方案中，通过核酸外切酶15处理从核酸13释放的核苷酸16,130与银或金纳米颗粒140共价交联并通过表面增强拉曼光谱（SERS），表面增强共振拉曼光谱（SERFS ）和/或相干的反斯托克斯拉曼光谱（CARS）。 本发明的其它实施方案涉及用于核酸测序的装置10,100,210。

公开(公告)号：US20050282229A1

公开(公告)日：2005-12-22

申请号：US10697682

申请日：2003-10-29

申请人： Xing Su ,  Andrew Berlin

发明人： Xing Su ,  Andrew Berlin

IPC分类号： G01N33/48 ,  G01N33/50 ,  G01N33/53 ,  G01N33/58 ,  G01N33/68 ,  G06F19/00

CPC分类号： G01N33/48721 ,  G01N33/582 ,  G01N33/6803 ,  G01N33/6818

摘要： The methods and apparatus, disclosed herein are of use for sequencing and/or identifying proteins, polypeptides and/or peptides. Proteins containing labeled amino acid residues may be synthesized and passed through nanopores. A detector operably coupled to a nanopore may detect labeled amino acid residues as they pass through the nanopore. Distance maps for each type of labeled amino acid residue may be compiled. The distance maps may be used to sequence and/or identify the protein. Apparatus of use for protein sequencing and/or identification is also disclosed herein. In alternative methods, other types of analytes may be analyzed by the same techniques.

摘要翻译： 本文公开的方法和装置可用于测序和/或鉴定蛋白质，多肽和/或肽。 含有标记氨基酸残基的蛋白质可以合成并通过纳米孔。 可操作地耦合到纳米孔的检测器可以在通过纳米孔时检测标记的氨基酸残基。 可以编制每种类型的标记氨基酸残基的距离图。 距离图可以用于序列和/或鉴定蛋白质。 本文还公开了用于蛋白质测序和/或鉴定的装置。 在替代方法中，可以通过相同的技术分析其它类型的分析物。