CN101175553A - 制造具有至少一个孔的聚合物膜的方法 - Google Patents

制造具有至少一个孔的聚合物膜的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101175553A
CN101175553A CNA2006800165597A CN200680016559A CN101175553A CN 101175553 A CN101175553 A CN 101175553A CN A2006800165597 A CNA2006800165597 A CN A2006800165597A CN 200680016559 A CN200680016559 A CN 200680016559A CN 101175553 A CN101175553 A CN 101175553A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hole
film
polymer film
thickness
adhering layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006800165597A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101175553B (zh
Inventor
O·哈纳克
A·亚素达
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Deutschland GmbH
Original Assignee
Sony International Europe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony International Europe GmbH filed Critical Sony International Europe GmbH
Publication of CN101175553A publication Critical patent/CN101175553A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101175553B publication Critical patent/CN101175553B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B01D69/108—Inorganic support material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002—Organic membrane manufacture
    • B01D67/0023—Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes
    • B01D67/003—Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes by selective elimination of components, e.g. by leaching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002—Organic membrane manufacture
    • B01D67/0023—Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes
    • B01D67/0032—Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes by elimination of segments of the precursor, e.g. nucleation-track membranes, lithography or laser methods
    • B01D67/0034—Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes by elimination of segments of the precursor, e.g. nucleation-track membranes, lithography or laser methods by micromachining techniques, e.g. using masking and etching steps, photolithography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B01D69/105—Support pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
    • B01D2325/021—Pore shapes
    • B01D2325/0214—Tapered pores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
    • B01D2325/028—Microfluidic pore structures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249978—Voids specified as micro
    • Y10T428/249979—Specified thickness of void-containing component [absolute or relative] or numerical cell dimension

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及制造具有至少一个孔的聚合物膜的方法，通过该方法制造的聚合物膜，以及这些聚合物膜的用途。由此形成的孔为纳米范围，并因此使得这些多孔膜可用于单分子检测的装置。

Description

制造具有至少一个孔的聚合物膜的方法
本发明涉及制造具有至少一个孔的聚合物膜的方法，通过该方法制造的聚合物膜，以及这些聚合物膜的用途。由此形成的孔为纳米范围，并因此使得这些多孔膜可用于单分子检测的装置。
对结合了具有1.5-100nm范围直径的纳米孔的人造膜的兴趣与日俱增的原因在于其在单分子检测领域的潜在用途。近来，对直接DNA测序方法的研究聚焦于使用单孔(主要为膜蛋白形式的生物孔)，以检测DNA分子通过该局部收缩(constriction)的易位事件。待分析的靶DNA分子通过DC场驱动，在孔内的DNA的存在可以通过流过该孔的离子电流的部分阻断检测到。在若干年前就已经提出如下想法：不仅检测孔中的靶DNA的存在，而且以超过1碱基对读数/ms的相对高速检测碱基序列(＝直接测序)i。然而，显然这要求非常高分辨率的测量技术。迄今，仍未实现单碱基分辨率水平的直接测序。
早在1996年的最早的著作，J.J.Kasianowicz等人表明，在DNA分子通过由α-溶血素孔蛋白形成的分子通道易位期间，DNA分子可以被检测到i。他们报导了使用2.6nm的膜通道表征单独的多核苷酸分子。他们指出，离子电流的阻断寿命可以用于推导分子长度。
Akeson等人指出，通过使用α-溶血素通道识别在单个RNA分子内的poly C和poly A片段。
后来，Meller等人报导成功地识别了长度相同仅序列不同的多核苷酸。在他们的工作中同样使用了α-溶血素通道和未标记的DNA分子iv。然而，不能直接读出序列。
Howorka等人报导，通过α-溶血素纳米孔以单碱基分辨率检测靶DNA，其通过用单股DNA分子(探针DNA＝检测靶DNA分子的DNA分子)共价改性纳米孔进行v。输送所述靶DNA通过以不同方式与所系股线相互作用的纳米孔，具体取决于是否存在完全失配、部分匹配或者完全匹配。通过测量离子阻断电流在时间尺度解析该相互作用。
Vercoutere等人公开了使用发夹结构的DNA分子的不同方法vi。利用发夹结构DNA的特殊形状和所得的离子电流信号以单核苷酸分辨率快速识别。发夹结构DNA不能立即通过纳米孔，而是在碱基间的氢键离解后才能通过的事实降低了DNA分子通过该孔的易位速率，使得电读数变得容易。
借助先进的纳米技术，最近还出现了基于人造纳米孔的纳米孔测序理念。绝大多数包埋纳米孔的人造无机膜基于SiO2或Si3N4薄层，其由微型工程机械系统(MEMS)领域的各种应用已知。
Li等人公开了有关使用离子束蚀刻制造到氮化硅膜中的纳米孔的数据vii。通过施加聚焦的Ar离子束揭开预先限定的坑(通过湿化学蚀刻法或者聚焦离子束(FIB)蚀刻制备)，该聚焦Ar离子束逐层去除材料(离子造形(ion sculpting))。最后，该坑穿透，得到在薄膜内的纳米孔。通过使用离子检测器形式的反馈回路实现尺寸调节，所述离子检测器设置在蚀刻膜之后：一旦该纳米孔打开，就在后面检测到离子，并停止造形过程。它们表明，孔直径可以通过调节造形过程的离子剂量和背景温度进一步调节：即使在孔打开后，也可以通过向孔输送离子诱导物质降低孔直径viii。他们论述了3-5nm孔的制造。使用这些单纳米孔，可以在溶液中检测500-10000个碱基的DNA分子ix。
再近一些，通过如下方法在SiO2膜中制造了直径低至3nm的人造孔：该方法利用电子束石印(lithography)、湿化学蚀刻和用于降低孔直径的高能聚焦电子束进行x。Storm等人报导，可以利用透射电子显微镜的高能电子束来缩小通过流态化SiO2表面所制造的纳米孔的尺寸。所得的表面张力增加导致孔尺寸的减小。所述直径控制方法基本上依赖于通过TEM的视觉反馈。
另外的最近报导的受控直径降低方法是使用原子层沉积技术沉积Al2O3薄层xi。通过沉积Al2O3原子层，在Si3N4膜中FIB制造的具有大约20nm的初始直径的纳米孔已经收缩到近乎2nm。同时，因为物质各向同性沉积，该材料厚度增加。该方法的另一重要方面是通过FIB方法引入的表面缺陷可以由Al2O3层覆盖。可以观察到1/f噪声的显著降低。同样，在KCl缓冲液中，Al2O3的表面电荷不同于载有负电荷的SiO2和Si3N4表面的电荷：Al2O3的等电点为pH约9，因此，pH约8的DNA不会从该表面排斥开xi。
与这些基于氧化物的膜相比，也研究了基于聚合物材料的膜。例如通过发射高能离子通过聚(对苯二甲酸乙二酯)薄膜引入纳米孔xii。必需的加速器技术使得该方法受吸引程度降低。
Saleh等人报导：通过使用基于PDMS的人工纳米孔成功地检测DNAxiii。因为这些孔具有宽度为大约200nm和长度为大于1μm的相对大的尺寸，未能取得高分辨率的检测。
到目前为止，不存在针对具有纳米范围孔的聚合物膜的简单制造方法。现有技术已知的基于氧化物材料例如SiO2和Si3N4的人造膜要求多个石印步骤和加工步骤。另外，调节这些人造膜的孔尺寸显得更为困难。此外，具有使用聚焦离子束制造的孔的基于氧化物材料的人造膜可能遭受提高的1/f噪声程度，这是因为存在引入的缺陷和捕获中心。另外，基于氧化物材料(像SiO2)的膜在缓冲溶液中载有负电荷，这导致这些膜不适用于检测带负电的生物高分子例如核苷酸。
因此，本发明的一个目的在于提供制备具有直径在纳米范围的孔的膜的方法，该方法易于实施。此外，本发明的一个目的在于提供这样的方法，该方法使得能够制造带孔的膜，其中孔的形成可以容易地进行监测。此外，本发明的一个目的在于提供制造具有纳米范围孔的膜的方法，其中孔的尺寸可以容易地调节。此外，本发明的一个目的在于提供制造具有纳米范围孔的膜的方法，该方法简单且当置于缓冲溶液中时不产生带负电的膜。本发明的一个目的还在于提供用于制备具有纳米范围孔的膜的方法，其中不要求苛刻的蚀刻步骤和随后的抵抗所述蚀刻步骤的施加掩膜。
所有这些目的通过下面的生产具有至少一个直径在低于500nm范围内的孔的聚合物膜的方法实现，该方法包括如下步骤：
a)提供基材，
b)在所述基材上沉积聚合物膜，
c)让所述聚合物膜进行石印步骤，这样在所述聚合物膜中引入至少一个直径为低于500nm范围的孔，任选这些孔的阵列，
d)从所述基材提拉起所述膜。
在一个实施方案中，步骤a)包括下面子步骤：
aa)提供具有表面、优选平坦表面的基材，该基材由选自氧化物、金属和塑料的材料制备，
ab)在所述基材的所述表面上沉积抗粘连层，该抗粘连层对所述基材的所述表面具有很小的粘附力，
ac)在所述抗粘连层上沉积载体膜，所述抗粘连层对所述载体膜的粘附力大于对所述基材的粘附力，
ad)通过石印步骤向所述载体膜引入至少一个凹陷来图案化该载体膜，引入其中的所述凹陷具有1μm-500μm范围的直径。
本文中所用的术语“平坦表面”意在表示其中没有显著的不规则度的表面，例如会干扰纳米孔的形成的凸起或凹坑。
优选地，步骤b)包括下列子步骤：
ba)在所述具有所述具有至少一个凹陷的载体膜上沉积聚合物膜，所述沉积通过选自旋涂和蒸发的工序进行，使得所述聚合物膜覆盖所述载体膜，和在所述至少一个凹陷的位置形成在所述至少一个凹陷内的衬里，
其中，步骤c)包括子步骤：
ca)在所述至少一个凹陷内的所述衬里处实施所述石印步骤。
在一个实施方案中，所述载体膜由选自聚合物和氧化物的电绝缘材料制备，其中，优选地，该载体膜由光刻胶材料制备。有用于制备所述载体膜的材料的典型实例是化学增强抗蚀剂(chemically amplified resist)和非化学增强抗蚀剂(non-chemically amplified resist)，它们对光(IR、可见光、UV)曝光、电子曝光、离子曝光或X射线曝光的任一种敏感；更特殊的光刻胶，例如AZ抗蚀剂、ZEP抗蚀剂和其它的深UV抗蚀剂例如UV 6/UV 5和其它的电子束抗蚀剂例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及其他；和用于纳米压印石印的抗蚀剂。
优选地，所述聚合物膜由选自聚合物和氧化物的电绝缘材料制备，其中，优选地，其由选自光刻胶材料和电子束抗蚀剂材料的抗蚀剂材料制备。典型的有用于制备所述聚合物膜的材料的实例包括聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯、并五苯和其它塑料材料。在某些实施方案中，所述聚合物膜是包含上述材料之一的聚合物层和无机材料(例如SiO2、SixNy、氧化物、绝缘体和金属)层的双层，或者是其中有聚合物层和无机层的多层。例如，根据本发明的聚合物膜可以包括第一聚合物层、在其上的无机层和在所述无机层上的第二聚合物层，也即夹层结构。可能地，该结构可以重复若干次，导致层序列P1I1P2I2P3I3P4I4P5等的多夹层结构，其中Px和Ix分别表示第x个聚合物层和无机层。
在一个实施方案中，步骤d)通过下述方式进行：施加力(例如吸力)或者通过在所述聚合物膜上施加具有一个或多个洞以不覆盖所述一个或多个孔的胶带，和然后从所述基材提拉起所述聚合物膜。
在一个实施方案中，所述抗粘连层具有大约1nm到大约100nm的厚度，优选大约5nm到大约75nm的厚度，更优选大约10nm到大约60nm的厚度，最优选大约20nm到大约50nm的厚度。
在一个实施方案中，所述抗粘连层由选自聚合物、氧化物、硅烷、碳(石墨)、溅射SiO2、SixNy的材料制备，优选这些材料作为纳米颗粒提供。在一个实施方案中，该抗粘连层由导电材料制备，在另一实施方案中，该抗粘连层由一种或多种电绝缘材料制备，在又一种实施方案中，其由这些材料的混合物制备。
在一种优选实施方案中，所述方法包括额外的步骤：
e)将所述抗粘连层溶解在合适溶剂中，其中，优选地，所述抗粘连层由选自金属、氧化物和塑料的材料制备，和优选地，所述合适溶剂是碱性水溶液(例如针对金属)，KI/I2水溶液(例如针对金属)，水(例如针对水溶性氧化物)和有机溶剂(例如针对塑料)，例如丙酮，醇、有机酸，其中，优选步骤d)和e)相伴进行。
在一个实施方案中，在步骤c)中的所述石印步骤选自光石印、电子束石印和原子力显微镜(AFM)石印，并包括显影步骤。
在一个实施方案中，步骤ad)中的所述石印步骤选自光石印和电子束石印，并包括显影步骤。
优选地，步骤ab)和ac)通过选自热蒸发电子枪沉积、旋涂、浸涂、溅射和气相沉积的工序进行。
在一个实施方案中，在ad)和ca)中的所述显影步骤分别通过向所述载体膜和所述聚合物膜施加显影溶液进行，优选分别在将要引入所述凹陷和所述孔的位置施加显影溶液，其中，优选地，所述抗粘连层由导电材料制备，优选由金属例如金或铝制备，更优选地，向步骤c)中的所述聚合物膜所述引入直径低于500nm范围的所述至少一个孔通过连接电极和显影溶液以及连接反电极和抗粘连层进行监测，测量在所述电极之间的电压和/或电流变化。
在一个实施方案中，通过所述电极施加恒定的DC电压或电流，并监测随时间变化的电流或电压，其中电流的增加和/或电压的降低是所述孔引入完成的标志。
在另一个实施方案中，使用阻抗分析仪或同步放大器经所述电极实施AC电流和/或电压测量，其中所述测量提供了阻抗对时间曲线的实部和虚部，其中同相信号对应于阻抗的实部，电流的增加和/或电压的降低是所述孔引入完成的标志，此外，异相信号对应于阻抗对时间曲线的虚部，在所述孔引入完成之后，同相信号和异相信号揭示了关于孔尺寸的信息，所述阻抗的同相信号反映了溶液中所述孔的欧姆电阻，由此反映了所述孔的深度和面积尺寸，所述阻抗的异相信号反映了所述孔的电容。
本发明的目的还通过包括在载体膜上的聚合物膜的膜结构实现，所述聚合物膜具有至少一个直径为低于500nm范围的孔，由根据本发明的方法制备。
优选地，所述孔具有0.1nm-100nm，优选1nm-75nm，更优选1nm-50nm，最优选1nm-10nm的直径。
在一个实施方案中，所述聚合物膜具有约0.1nm-约500nm、优选约1nm-约250nm的厚度。
优选地，所述载体膜具有约1μm-约100μm，优选约1μm-约50μm，更优选约1μm-约20μm，最优选约10μm的厚度。
在一个实施方案中，使用根据本发明的方法在聚合物膜中引入了n×m孔阵列，n和m是正整数，n和m可以是相同或者不同的正整数。在一个实施方案中，可以在聚合物膜中整合薄膜加热器。该薄膜加热器将在孔形成阶段允许更精确的控制和在它/它们形成后更进一步加工该一个或多个孔。
本发明的目的还通过本发明的膜结构在电子器件中的用途得以解决，优选用于测定生物高分子(优选蛋白质或核苷酸)的尺寸和/或序列，和/或作为纳米颗粒、蛋白质、核苷酸或生物大分子的计数器。
本发明人使用基于聚合物材料的膜，所述聚合物材料可以被旋涂或者蒸发或者其它可比较的沉积方法。这些旋涂方法或者蒸发方法是本领域技术人员公知的。将聚合物材料沉积到平坦表面上，例如在其上具有抗粘连薄层的硅晶片的氧化硅表面。此外，在该抗粘连层上，可以具有其它稳定化聚合物层，也即所谓的“载体层”，该载体层用于稳定化聚合物膜。在所述聚合物载体层上沉积所需的聚合物层，并随后向该聚合物层引入纳米范围的孔。这样的孔的引入可以凭借石印、优选电子束石印、AFM石印或者光学石印方式。引入一个或者多个孔之后，可以例如使用中心有洞(用于避免覆盖孔)的胶带将其剥离从基材简单地提拉开所述膜结构，所述膜结构包括抗粘连层、载体层和聚合物膜。根据本发明的在人造聚合物膜内的孔不需要任何硬蚀刻技术，例如KOH蚀刻，这在其它情况下对于在SiO2或者Si3N4膜中的孔是必需的。因此，不需要具有阻碍KOH蚀刻的电容的硬掩膜。因为这些掩膜必须被施加到基材的两侧，在本发明方法中不需要高品质的沉积方法。根据本发明的孔基于聚合物材料，因此使得可以以简单的工程方法来控制最终孔尺寸。例如，可以通过用氧等离子体处理、加热或者交联来操作该孔。聚合物的表面电荷可以在一定范围内变化，并可以容易地中性化，这对于氧化物膜(例如SiO2和Si3N4膜)的载有负电荷的表面而言是明显的优势。表面电荷是噪声的来源之一和堵塞孔的原因。此外，聚合物膜是柔性的，因此可以容易地整合到机械微流体环境中。本发明人的使用抗粘连层和优选由光刻胶制备的聚合物载体层的方法使得能够整合大量的不同膜材料，这些膜材料可以通过蒸发、溅射、旋涂等进行沉积。此外，使用两个电极监测孔的形成/孔的引入的反馈机理是直接和简单易行的。因此，本发明人不需要依赖在现有技术中用于这些监测的透射电子显微镜或者离子检测方法。本发明人的方法使得能够形成非常薄的聚合物膜，所述聚合物膜基于大范围的聚合物材料，所述聚合物材料适于旋涂、蒸发或者从蒸气相沉积。此外，根据本发明的膜可以用标准石印方法图案化。同样，在基材上制造膜，在基材上使用一层，也即在用作“整合”的背电极的基材上的抗粘连层的事实使得可以例如通过基材加热来操纵纳米孔尺寸并同时监测纳米孔的形成。
本文中使用的“具有直径小于500nm范围的孔”有时也指“纳米孔”。优选地，该术语“纳米孔”更具体地也指直径在0.1nm-100nm范围的、更优选1nm-75nm、甚至更优选1nm-50nm和最优选1nm-10nm范围的孔。本文中使用的术语“抗粘连层”意在表述这样的层，由于其对基材的低粘附力，允许将所述抗粘连层与在其上的任何附加层一起，从所述基材剥离。从上述内容很明白的是，所述抗粘连层应当仅弱粘合到所述基材的平坦表面，但是该抗粘连层应该对在另一侧连接到所述抗粘连层的层具有更好的粘附性质。因此，该抗粘连层的材料的精确选择取决于基材的材料，并且本领域技术人员使用他的知识无需过多实验就能确定。例如，本领域技术人员已知金层对于氧化硅表面具有非常小的粘附力。通常，所述抗粘连层由选自金属、氧化物、塑料或其它对可以制成基材的材料显示出弱粘附力的有机组分的材料制备。有用于抗粘连层的材料的实例是金、云母、碳和氟硅烷。在一些实施方案中，通过提供作为纳米颗粒的抗粘连层材料实现了抗粘连效果。根据本发明的基材由选自氧化物、金属、塑料或其它有机组分的材料制备。
在根据本发明方法的一个优选实施方案中，将基于合适聚合物的载体膜，优选可通过光石印或者电子束石印图案化的抗蚀剂，沉积在抗粘连层上(其本身在基材上)。所述通过光或者电子束石印图案化获得在载体膜中的洞或凹陷，该洞或凹陷具有微米范围(1μm-500μm)的直径。在这些载体膜上，优选通过旋涂或者蒸发沉积所需的聚合物膜。这种沉积导致在载体层上的聚合物薄层和在所述载体层内的上述洞或凹陷的衬里，这样有效地在洞或者凹陷内，也即在洞或者凹陷的底部和壁上也产生聚合物薄层。然后，优选在聚合物膜形成上述洞或者凹陷的衬里处进行进一步图案化，也即向聚合物膜中实际引入纳米孔。这种图案化优选通过光石印、电子束石印、AFM石印或者本领域已知的其它方法，例如离子束石印、x射线石印和扫描通道石印，还有如果聚合物膜包括无机层时用蚀刻技术进行。载体膜和聚合物膜都优选是电绝缘的。载体膜材料选自聚合物和氧化物，更优选选自光刻胶。在一个优选实施方案中，聚合物膜材料选自聚合物和氧化物，在一个更优选的实施方案中，聚合物膜材料选自电子束抗蚀剂和光刻胶。如果该聚合物膜包括聚合物层和无机材料层两者，那么对于本领域技术而言，很明显的是，为了向无机层引入纳米孔，可能必须使用与针对聚合物层不同的技术。尽管上述石印步骤适用于聚合物层，该无机层可能需要蚀刻技术，例如离子蚀刻、反应性离子蚀刻、湿法蚀刻和O2等离子蚀刻。
包括抗粘连层、载体膜和聚合物膜的整体结构可以例如通过使用胶带容易地从基材提拉起来。在提拉/剥离之后，可以通过溶解在合适的溶剂中去除抗粘连层。对于本领域技术人员而言，很明显的是，使用何种溶剂取决于用于抗粘连层的材料的选择。例如，本领域技术人员已知金属，例如金和铝，可以溶于KI/I2水溶液(金)或者碱性溶液(铝)。用于抗粘连层的水溶性氧化物需要水。可以通过使用合适的有机溶剂例如丙酮、乙醇、DMF等去除有机抗粘连层。
包括抗粘连层、载体膜和聚合物膜的整体结构可以具有大约1 nm-大约100nm、优选大约5nm-大约75nm、更优选大约10nm-大约60nm和甚至更优选大约20nm-大约50nm范围的抗粘连层厚度。载体膜的厚度优选为大约1μm-大约100μm、优选大约1μm-大约50μm、更优选大约1μm-大约20μm，最优选大约10μm范围。聚合物膜的厚度为大约0.1nm-大约500nm、优选大约1nm-大约250nm范围。在一些实施方案中，聚合物膜可以仅具有1nm-5nm范围，优选大约2nm的厚度。此外，载体膜和聚合物膜两者的厚度都可以改变，具体取决于沉积时间。在旋涂的情况下，可以使用参数像转速和旋转时间以达到该程度。此外，在沉积步骤后，可以使用后处理步骤，例如使用氧等离子体以去除聚合物膜和/或载体膜的层。在膜由光刻胶材料制备的情况下，可以改变显影时间，结果对该膜显影到不同程度。例如，“暗室去除速率(darkremove rate)”涉及未经曝光的抗蚀剂区域的寄生显影(parasiticdevelopment)。
为了影响孔直径，可以用各种参数施加影响，例如在石印步骤、随后的加工步骤例如曝光后的烘烤步骤的暴露剂量，和随后的显影时间。此外，热退火可以用于通过将聚合物膜加热到和高于聚合物的玻璃化转变温度来改变孔直径。另外，可以通过实施化学和/或UV-引发交联步骤和/或通过实施等离子体处理步骤改变孔直径。此外，可以通过实施进一步处理，例如热处理、化学处理、光处理来改变聚合物膜的表面性质，所述处理改变聚合物表面的表面电荷和可润湿性。
除此之外，本发明提供了用于监测、控制和调节纳米孔的直径的反馈机理。本发明的想法是：测量显影浴(即在孔的一侧的显影溶液)和抗粘连层之间的电阻。绝大多数显影剂溶液含有可以用于电传输测量的离子。甚至基于有机溶剂的显影剂也显示出残余电阻或者可以通过添加少量离子变成导电的。显影剂的实例是：用于光石印的UV光刻胶的四甲基氢氧化铵(TMAH)，用于聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)的甲基异丁基酮(MIBK)。
用于监测的反馈机理的一个实施方案的示意性装置示于图2a。将电极，优选化学惰性电极插入显影剂溶液中，并将反电极与抗粘连层相连。在这种情况下，抗粘连层是导电的。实例是由金、铝制备的层和其它能够被湿化学蚀刻的层。在显影剂溶液和抗粘连导电层之间的电阻取决于显影过程。聚合物膜厚度的降低和最终穿透(分别为图2b和2c)导致可检测的电信号。下面两类测量是可行的：
1)  漏电流和穿透电流的DC测量
一旦产生了纳米孔结构(穿透电流和穿透电压分别下降)，恒定的偏置(电压或电流)导致电流或电压变化。当纳米孔打开时，产生的电阻将显著降低。在穿透前，如果可以流过显著的漏电流，那么可以检测到聚合物层厚度的降低。在穿透后，电流流动或者电压下降的程度揭示出关于纳米孔尺寸的信息。
2)用于测定层厚降低和穿透的AC测量
可以使用阻抗分析仪或者同步放大器进行AC电流和电压测量。这些方法提供了阻抗对时间曲线的实部和虚部。同相信号对应于阻抗的实部，信息内容类似于在1)中所提及的那些。聚合物膜厚度降低同样导致在显影浴和抗粘连层之间的电容的变化。该信号可作为异相信号成分测量到。在穿透后，同相和异相成分揭示出关于纳米孔尺寸的信息。显影时间可以延长以达到所需的较大纳米孔直径。
这种反馈方法导致在显影过程期间对纳米孔直径的直接控制。这种反馈方法还可以用于在显影步骤完成后作为后显影调节来调节纳米孔直径。一些方法已经如上列出。通过热退火或者其它方法收缩直径或者通过氧等离子体处理或者其它方法增加直径可以通过如下方法监测：使用抗粘连层作为反电极，测量通过纳米孔的电流或者经纳米孔的电压降。在这种情况下，流体介质不必是显影剂。
下面，来看附图，其中：
图1示出了使用抗粘连层和承载载体膜制造纳米孔的工艺流程的实施方案，
图2示出了显影过程的设置和时间相关监测的实施例，用于以受控方式在抗蚀剂膜中打开纳米孔，
图3a示出了用于生产纳米孔的工艺流程的实施方案，其中使用金抗粘连层、10μm厚的SU-8承载膜和UV6.02电子束抗蚀剂膜，
图3b示出了用于生产纳米孔的工艺流程的实施方案，其中使用了聚合物膜，该聚合物膜是聚合物材料和无机材料(例如SiO2、SixNy)的双层或多层，
图4示出了SU8/UV6.02膜体系的SEM照片。该插图示出了45nm纳米孔，该纳米孔通过电子束曝光引入到UV6.02抗蚀剂中，
图5示出了针对孔的显影过程的同相电流对时间曲线，分别针对UV6膜的不同曝光时间和不同显影剂浓度(TMAH＝四甲基氢氧化铵)。该曲线示出了在孔“穿透”时同相电流的显著上升，其中同相电流用任意单位表示，“μ”表示×10-6。
图6示出了带10nm直径纳米孔的聚(甲基丙烯酸甲酯)(分子量为600 000)体系的SEM照片。本发明人设想，可以制造直径为1nm范围或者甚至更低(低到0.1nm)的纳米孔。
此外，接着来看下面的实施例1，该实施例用于解释但非限制本发明。
本实施例描述了在膜中制备单个纳米孔，该膜基于200nm厚UV6.02(可由Shipley Inc.，USA购得)的电子束抗蚀剂。该承载膜基于10μm厚的SU-8光刻胶(可由Microresist GmbH，Berlin购得)。
1.抗粘连层由50nm厚的金制备，其溅射沉积到抛光的SiO2表面(图3a)。
2.将SU-8光刻胶以3000rpm旋涂到金层上。所得厚度为大约10μm。该抗蚀剂在65℃温和烘烤2分钟，并在95℃温和烘烤5分钟(图3b)。
3.于360nm曝光20秒，在SU-8抗蚀剂层中产生60μm宽的洞或凹陷。该样品于65℃后烘烤1分钟，并在95℃后烘烤2分钟，然后在SU-8显影剂中显影2分钟，并在丙醇中清洗(图3c)。
4.将UV6.02(Shipley Inc.)以4000rpm旋涂到经显影的SU-8样品上。所得的抗蚀剂厚度为大约200nm。该层在130℃软烘烤60秒(图3d)。
5.用单摄电子束照射于10kV、18pA和125μC/cm2的剂量对UV6.02抗蚀剂层进行曝光(图3e)。经曝光的样品在130℃后烘烤90秒，并在MIF 726的不含金属离子显影剂中显影45秒。实施在DI(去离子)水中的最终清洗(图3f)。
6.使用在其中心有洞(用于避免覆盖纳米孔)的胶带将其剥离以从承载基材去除所述膜层。因为金在氧化硅上的弱粘附性，撕去经溅射的金处理得非常好(图3g)。
7.在2分钟内在KI/I2水溶液中去除50nm厚的抗粘连金层(图3h)。
图4示出了在SU-8抗蚀剂层中图案化的60μm洞或凹陷的SEM照片。洞的中心容纳着UV6.02膜和纳米孔。图4中的插图显示了通过电子束曝光引入到UV6.02膜中的45nm纳米孔。已想到，可以由此容易地制备在几个纳米范围或者甚至在亚纳米(低至0.1nm)范围的纳米孔。
图5示出了在根据本发明的孔形成期间同相电流对时间曲线。
图6示出了在根据本发明的PMMA体系中的10nm直径孔。
在一个实施方案中，所述聚合物膜也可以由聚合物材料和无机材料(例如SiO2、SixNy、任何氧化物、其它绝缘体和金属)的双层或者多层构成。这种结构的优点在于膜的机械稳定性较大和可以实现具有整合的纳米孔的超薄无机膜。图3b)示出了可行的夹层结构。
图3b的左侧的工艺流程描述了可以如何利用聚合物掩膜来图案化无机膜薄层。所述无机膜材料可以通过标准沉积方法像真空蒸发、溅射或者喷涂/旋涂(如果可行的话)进行沉积(图3b，a))。无机膜层的厚度应当类似于上面公开的聚合物膜层的厚度。所施加的聚合物层(图3b，b))可以通过石印步骤(图3b，c))例如电子束(ebeam)石印进行图案化，并取决于无机材料，该图案(纳米孔)可以通过例如反应性离子蚀刻、离子蚀刻或者湿蚀刻延伸到无机材料中(图3b，d))。为了减小到达纳米孔的接触阻力，可以实施O2等离子体蚀刻以拓宽到达纳米孔的进入孔洞，如图3b，e’)所示。不然，就如上所述仅通过去除抗粘连层完成膜结构(图3b，e)和f’))。
在图3b)右侧的工艺流程描述了上述工艺的稍许变动。在这种情况下，无机材料层完全镶嵌在两个聚合物层之间。这种方法的优点可能在于为无机材料薄层提供对抗化学降解的更好的保护，例如在去除抗粘连层期间。(图3b，1))示出了将第一聚合物层沉积在抗粘连层上。然后，添加无机材料层(图3b，2))，最后，沉积第二聚合物层(图3b，3))。对第二聚合物层进行石印图案化(图3b，4))。然后通过反应性离子蚀刻、离子蚀刻、湿蚀刻的方式将图案(例如纳米孔)引入到无机材料层中(图3b，5))。该图案转化进入第一聚合物层可以通过额外显影，或通过O2等离子体蚀刻进行(图3b，5))。最后，移走抗粘连层以完成该膜。
在说明书、权利要求和/或附图中公开的本发明的特征可以分开地和以它们的任意组合为用于在各种本发明的形式中实现本发明的材料。
参考文献
i J.J.Kasianowicz等人，Proc.Natl.Acad Sci.第93卷，第13770-13773页(1996).
ii M.Akeson等人，Bio.Phys.J.，77(1999)3227-3233.
iii M.Akeson等人，专利WO0242496，2000.
iv A.Meller等人，Proc.Natl.Acad.Sci.97(2000)1079-1084.
v S.Howorka等人，Nature Biotechnology 19(2001)636-639.
vi W.Vercoutere等人，Nature Biotechnology 19(2001)248-252.
vii J.U等人，Nature 412(2001)166-169.
viii D.Stein等人，Phys.Rev.Lett.89(2002)276106-1
ix J.Li等人，Nature Mater.2(2003)611-615.
x A.J.Storm等人，Nature Mater.2(2003)537-540.
xi P.Chen，Nano Lett.4(2004)1333-1337.
xii Z.Siwy等人，Europhys.Lett.60(2002)349.
xiii O.A.Saleh等人，Nano Lett.3(2003)37-38.

Claims (26)

1.生产具有至少一个直径在低于500nm范围的孔的聚合物膜的方法，该方法包括如下步骤：
a)提供基材，
b)在所述基材上沉积聚合物膜，
c)让所述聚合物膜进行石印步骤，这样在所述聚合物膜中引入至少一个直径在低于500nm范围的孔，任选这些孔的阵列，
d)从所述基材提拉起所述膜。
2.权利要求1的方法，其中步骤a)包括下面子步骤：
aa)提供具有表面、优选平坦表面的基材，该基材由选自氧化物、金属和塑料的材料制备，
ab)在所述基材的所述表面上沉积抗粘连层，该抗粘连层对于所述基材的所述表面具有很小的粘附力，
ac)在所述抗粘连层上沉积载体膜，所述抗粘连层对所述载体膜的粘附力大于对所述基材的粘附力，
ad)通过用石印步骤向所述载体膜引入至少一个凹陷来图案化该载体膜，其中引入的所述凹陷具有1μm-500μm范围的直径。
3.权利要求2的方法，其中步骤b)包括下列子步骤：
ba)在具有所述至少一个凹陷的所述载体膜上沉积聚合物膜，所述沉积通过选自旋涂和蒸发的工序进行，使得所述聚合物膜覆盖所述载体膜，和在所述至少一个凹陷的位置形成在所述至少一个凹陷内的衬里，
和其中步骤c)包括子步骤：
ca)在所述至少一个凹陷内的所述衬里处实施所述石印步骤。
4.权利要求2-3任一项的方法，其中所述载体膜由选自聚合物和氧化物的电绝缘材料制备，其中，该载体膜优选由光刻胶材料制备。
5.前述权利要求任一项的方法，其中所述聚合物膜由选自聚合物和氧化物的电绝缘材料制备，其中，该聚合物膜优选由选自光刻胶材料和电子束抗蚀剂材料的抗蚀剂材料制备。
6.前述权利要求任一项的方法，其中步骤d)通过下述方式进行：施加力，例如吸力，或者通过在所述聚合物膜上施加具有一个或多个洞从而不覆盖一个或多个所述孔的胶带，和然后从所述基材提拉起所述聚合物膜。
7.权利要求2-6中任一项的方法，其中所述抗粘连层具有大约1nm到大约100nm的厚度，优选大约5nm到大约75nm的厚度，更优选大约10nm到大约60nm的厚度，最优选大约20nm到大约50nm的厚度。
8.前述权利要求任一项的方法，其中所述聚合物膜具有大约0.1nm到大约500nm的厚度，优选大约1nm到大约250nm的厚度。
9.权利要求2-8任一项的方法，其中所述载体膜具有大约1μm到大约100μm的厚度，优选大约1μm到大约50μm的厚度，更优选大约1μm到大约20μm的厚度，最优选大约10μm的厚度。
10.前述权利要求任一项的方法，其中所述方法包括附加步骤：
e)将所述抗粘连层溶解在合适溶剂中，其中，优选地，所述抗粘连层由选自金属、氧化物和塑料的材料制备，和优选地，所述合适溶剂是碱性水溶液，例如针对金属的；KI/I2水溶液，例如针对金属的；水，例如针对水溶性氧化物的；和有机溶剂，例如针对塑料的，例如丙酮，醇、有机酸。
11.权利要求10的方法，其中步骤d)和e)相伴进行。
12.前述权利要求任一项的方法，其中在步骤c)中的所述石印步骤选自光石印、电子束石印和原子力显微镜(AFM)石印，并包括显影步骤。
13.权利要求2-12任一项的方法，其中在步骤ad)中的所述石印步骤选自光石印和电子束石印，并包括显影步骤。
14.权利要求2-13任一项的方法，其中步骤ab)和ac)通过选自热蒸发、电子枪沉积、旋涂、浸涂、溅射和气相沉积的工序实施。
15.权利要求12-14任一项的方法，其中在ad)和ca)中的所述显影步骤通过分别向所述载体膜和所述聚合物膜施加显影溶液进行，优选分别在将要引入所述凹陷和所述孔的位置施加显影溶液进行。
16.权利要求15的方法，其中所述抗粘连层由导电材料制备，优选由金属例如金或铝制备。
17.权利要求16的方法，其中
向步骤c)中的所述聚合物膜的所述引入所述至少一个直径低于500nm范围的孔通过连接电极和显影溶液以及连接反电极和抗粘连层进行监测，并测量在所述电极之间的电压和/或电流变化。
18.权利要求17的方法，其中经所述电极施加恒定的DC电压或电流，并监测随时间变化的电流或电压，其中电流的增加和/或电压的降低是所述孔引入完成的标志。
19.权利要求17的方法，其中，使用阻抗分析仪或同步放大器经所述电极实施AC电流和/或电压测量，其中所述测量提供了阻抗对时间曲线的实部和虚部，其中同相信号对应于阻抗的实部，电流的增加和/或电压的降低是所述孔引入完成的标志，此外，异相信号对应于阻抗对时间曲线的虚部，在所述孔引入完成之后，同相信号和异相信号揭示了关于孔尺寸的信息，所述阻抗的同相信号反映了溶液中所述孔的欧姆电阻，由此反映了所述孔的深度和面积尺寸，所述阻抗的异相信号反映了所述孔的电容。
20.一种膜结构，包括在载体膜上的聚合物膜，所述聚合物膜具有至少一个直径低于500nm的孔，由根据前述权利要求任一项的方法制备。
21.权利要求20的膜结构，其中所述孔具有0.1nm-100nm、优选1nm-75nm、更优选1nm-50nm、最优选1nm-10nm范围的直径。
22.权利要求20-21任一项的膜结构，其中所述聚合物膜具有大约0.1nm到大约500nm的厚度，优选大约1nm到大约250nm范围的厚度。
23.权利要求20-22任一项的膜结构，其中所述载体膜具有大约1μm到大约100μm的厚度，优选大约1μm到大约50μm的厚度，更优选大约1μm到大约20μm的厚度，最优选大约10μm的厚度。
24.权利要求20-23任一项的膜结构，其中通过权利要求1-19任一项的方法引入了n×m孔阵列，其中n和m是正整数。
25.权利要求20-24任一项的膜结构，向其中另外整合了薄膜加热器。
26.权利要求20-25任一项的膜结构在电子器件中的用途，优选用于测定生物高分子，优选蛋白质或核苷酸，的尺寸和/或序列，和/或作为纳米颗粒、蛋白质、核苷酸或生物大分子的计数器。
CN2006800165597A 2005-05-13 2006-05-04 制造具有至少一个孔的聚合物膜的方法 Expired - Fee Related CN101175553B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05010486.8 2005-05-13
EP20050010486 EP1721657A1 (en) 2005-05-13 2005-05-13 A method of fabricating a polymeric membrane having at least one pore
PCT/EP2006/004182 WO2006119915A1 (en) 2005-05-13 2006-05-04 A method of fabricating a polymeric membrane having at least one pore

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101175553A true CN101175553A (zh) 2008-05-07
CN101175553B CN101175553B (zh) 2012-09-05

Family

ID=35058269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800165597A Expired - Fee Related CN101175553B (zh) 2005-05-13 2006-05-04 制造具有至少一个孔的聚合物膜的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20080311375A1 (zh)
EP (1) EP1721657A1 (zh)
JP (1) JP5178510B2 (zh)
CN (1) CN101175553B (zh)
WO (1) WO2006119915A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101324756B (zh) * 2008-07-10 2011-04-06 电子科技大学 一种在旋涂法中提高所制备薄膜厚度的方法
TWI461230B (zh) * 2010-10-07 2014-11-21 Univ Nat Cheng Kung 用於過濾血清之過濾薄膜及其製造方法與過濾裝置
CN108905640A (zh) * 2018-07-24 2018-11-30 广州安方生物科技有限公司 一种三维自对准微孔阵列高通滤膜及其制作方法
WO2020093802A1 (zh) * 2018-11-06 2020-05-14 京东方科技集团股份有限公司 微流体通道结构及其制作方法、微流体检测装置及其检测方法

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8492098B2 (en) 2006-02-21 2013-07-23 The Trustees Of Tufts College Methods and arrays for target analyte detection and determination of reaction components that affect a reaction
US11237171B2 (en) 2006-02-21 2022-02-01 Trustees Of Tufts College Methods and arrays for target analyte detection and determination of target analyte concentration in solution
CA2684801C (en) * 2007-04-04 2017-10-10 The Regents Of The University Of California Compositions, devices, systems, and methods for using a nanopore
EP3543357A1 (en) 2007-05-08 2019-09-25 Trustees of Boston University Chemical functionalization of solid-state nanopores and nanopore arrays and applications thereof
EP2201374B1 (en) 2007-08-30 2015-10-07 Trustees Of Tufts College Methods for determining the concentration of an analyte in solution.
ATE530497T1 (de) * 2008-03-31 2011-11-15 Sony Deutschland Gmbh Verfahren zur herstellung einer membran mit konischer pore
JP5042110B2 (ja) * 2008-04-22 2012-10-03 サルナス、ペトロニス ナノ細孔の製造
IT1393996B1 (it) * 2008-09-18 2012-05-17 Univ Degli Studi Genova Dispositivo di fuga di riferimento per la calibrazione delle perdite
US8222047B2 (en) 2008-09-23 2012-07-17 Quanterix Corporation Ultra-sensitive detection of molecules on single molecule arrays
EP2243746B1 (en) * 2009-04-22 2015-04-01 Lg Electronics Inc. Water purifying filter and method for fabricating the same
DE102009044115A1 (de) * 2009-09-27 2011-04-07 Technische Universität Ilmenau Mikrostrukturierter Formkörper mit perforierten Teilen und Verfahren zu dessen Herstellung
CA2808576A1 (en) 2009-09-30 2011-04-07 Quantapore, Inc. Ultrafast sequencing of biological polymers using a labeled nanopore
KR20180020322A (ko) * 2009-11-11 2018-02-27 나노-누벨레 피티와이 엘티디 다공성 물질
US8415171B2 (en) 2010-03-01 2013-04-09 Quanterix Corporation Methods and systems for extending dynamic range in assays for the detection of molecules or particles
JP5363663B2 (ja) 2010-03-01 2013-12-11 クワンテリクス コーポレーション 分子または粒子を検出するアッセイにおけるダイナミックレンジを拡張するための方法またはシステム
US8236574B2 (en) 2010-03-01 2012-08-07 Quanterix Corporation Ultra-sensitive detection of molecules or particles using beads or other capture objects
US9678068B2 (en) 2010-03-01 2017-06-13 Quanterix Corporation Ultra-sensitive detection of molecules using dual detection methods
JP5682627B2 (ja) * 2010-09-30 2015-03-11 Jsr株式会社 マイクロアレイ用等の細孔板の製造方法、前記方法に用いられる感光性組成物、マイクロアレイ用等の細孔板およびマイクロアレイ用基板
US9952237B2 (en) 2011-01-28 2018-04-24 Quanterix Corporation Systems, devices, and methods for ultra-sensitive detection of molecules or particles
US20140302532A1 (en) 2011-04-12 2014-10-09 Quanterix Corporation Methods of determining a treatment protocol for and/or a prognosis of a patient's recovery from a brain injury
EP2517779A1 (en) 2011-04-26 2012-10-31 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Nanosieve composite membrane
EP2642341A2 (en) * 2012-03-22 2013-09-25 Koninklijke Philips N.V. Manufacturing method of an apparatus for the processing of single molecules
EP2847367B1 (en) * 2012-05-07 2017-03-29 The University of Ottawa Fabrication of nanopores using high electric fields
CN102689870B (zh) * 2012-05-15 2015-04-15 清华大学 一种可直接光刻图形化的纳米多孔材料及其制备方法
EP2724773A1 (en) 2012-10-25 2014-04-30 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Nanosieve composite membrane
US9651539B2 (en) 2012-10-28 2017-05-16 Quantapore, Inc. Reducing background fluorescence in MEMS materials by low energy ion beam treatment
US9932626B2 (en) 2013-01-15 2018-04-03 Quanterix Corporation Detection of DNA or RNA using single molecule arrays and other techniques
JP5951527B2 (ja) 2013-03-07 2016-07-13 株式会社東芝 検体検出装置及び検出方法
JP5904958B2 (ja) 2013-03-07 2016-04-20 株式会社東芝 半導体マイクロ分析チップ及びその製造方法
US10381035B2 (en) * 2013-04-12 2019-08-13 University Of South Carolina All-nanoparticle concave diffraction grating fabricated by self-assembly onto magnetically-recorded templates
EP3004385B1 (en) 2013-05-24 2018-11-28 Quantapore Inc. Nanopore-based nucleic acid analysis with mixed fret detection
JP6151128B2 (ja) 2013-08-12 2017-06-21 株式会社東芝 半導体マイクロ分析チップ及びその製造方法
US9789239B2 (en) * 2013-08-16 2017-10-17 Simpore, Inc. Nanoporous silicon nitride membranes, and methods for making and using such membranes
US9085120B2 (en) * 2013-08-26 2015-07-21 International Business Machines Corporation Solid state nanopore devices for nanopore applications to improve the nanopore sensitivity and methods of manufacture
KR101459977B1 (ko) * 2013-12-18 2014-11-07 현대자동차주식회사 멤스 센서의 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법
JP6258144B2 (ja) 2014-07-18 2018-01-10 株式会社東芝 半導体マイクロ分析チップ
WO2016057829A1 (en) 2014-10-10 2016-04-14 Quantapore, Inc. Nanopore-based polymer analysis with mutually-quenching fluorescent labels
CA2964790C (en) 2014-10-24 2023-02-21 Quantapore, Inc. Efficient optical analysis of polymers using arrays of nanostructures
JP6433804B2 (ja) 2015-02-09 2018-12-05 株式会社東芝 マイクロ分析パッケージ及びパッケージ基板
JP6290116B2 (ja) 2015-02-09 2018-03-07 株式会社東芝 マイクロ分析パッケージ
JP2016145764A (ja) 2015-02-09 2016-08-12 株式会社東芝 マイクロ分析パッケージ
US10753009B2 (en) * 2015-02-24 2020-08-25 The University Of Ottawa Localizing nanopore fabrication on a membrane by laser illumination during controlled breakdown
JP2017187443A (ja) * 2016-04-08 2017-10-12 Ｔｏｗａ株式会社 分析装置用ポリマー膜、分析装置、分析装置用基板、分析装置用ポリマー膜の製造方法、および分析装置用基板の製造方法
US10823721B2 (en) 2016-07-05 2020-11-03 Quantapore, Inc. Optically based nanopore sequencing
KR101944326B1 (ko) * 2016-09-30 2019-04-17 가천대학교 산학협력단 미세기공 칩 및 이를 이용한 임피던스 측정방법
JP7067699B2 (ja) * 2018-01-19 2022-05-16 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所 脂質二重膜形成用隔壁及びその製造方法
CN109811046A (zh) * 2019-01-18 2019-05-28 广东工业大学 一种尺寸可控的三层纳米孔结构及其制备方法与应用
JP2022134179A (ja) * 2021-03-03 2022-09-15 株式会社日立製作所 ポア形成方法、およびポア形成装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3962004A (en) * 1974-11-29 1976-06-08 Rca Corporation Pattern definition in an organic layer
JPS6121702A (ja) * 1984-07-10 1986-01-30 Terumo Corp 異方性多孔質膜およびその製造方法
AU576681B2 (en) * 1985-05-31 1988-09-01 Dow Chemical Company, The Novel fluoropolymer solutions
JPS6214905A (ja) * 1985-07-15 1987-01-23 Fuji Photo Film Co Ltd 微孔性膜の製造方法
NL9401260A (nl) * 1993-11-12 1995-06-01 Cornelis Johannes Maria Van Ri Membraan voor microfiltratie, ultrafiltratie, gasscheiding en katalyse, werkwijze ter vervaardiging van een dergelijk membraan, mal ter vervaardiging van een dergelijk membraan, alsmede diverse scheidingssystemen omvattende een dergelijk membraan.
US20030205552A1 (en) * 1999-11-17 2003-11-06 The Regents Of The University Of California Method of forming a membrane with nanometer scale pores and application to biofiltration
JP2003514677A (ja) * 1999-11-17 2003-04-22 ザ・リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティー・オブ・カリフォルニア ナノメートルスケールの細孔のある膜を形成するための装置及び方法
ATE523239T1 (de) * 1999-12-08 2011-09-15 Baxter Int Verfahren zur herstellung mikroporöser filtermembranen
JP2002292259A (ja) * 2001-04-02 2002-10-08 Sumitomo Electric Ind Ltd 水素透過構造体およびその製造方法
US6908552B2 (en) * 2002-02-26 2005-06-21 Gesellschaft Fuer Schwerionenforschung Mbh Method of producing nanostructures in membrances, and asymmetrical membrane
US20050004814A1 (en) * 2003-04-29 2005-01-06 Seltzer Jonathan H. Method and system for distributing medical safety information

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101324756B (zh) * 2008-07-10 2011-04-06 电子科技大学 一种在旋涂法中提高所制备薄膜厚度的方法
TWI461230B (zh) * 2010-10-07 2014-11-21 Univ Nat Cheng Kung 用於過濾血清之過濾薄膜及其製造方法與過濾裝置
CN108905640A (zh) * 2018-07-24 2018-11-30 广州安方生物科技有限公司 一种三维自对准微孔阵列高通滤膜及其制作方法
WO2020019406A1 (zh) * 2018-07-24 2020-01-30 广州安方生物科技有限公司 一种三维自对准微孔阵列高通滤膜及其制作方法
WO2020093802A1 (zh) * 2018-11-06 2020-05-14 京东方科技集团股份有限公司 微流体通道结构及其制作方法、微流体检测装置及其检测方法
US11219894B2 (en) 2018-11-06 2022-01-11 Boe Technology Group Co., Ltd. Microfluidic channel structure and fabrication method thereof, microfluidic detecting device and detecting method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN101175553B (zh) 2012-09-05
JP2008545518A (ja) 2008-12-18
WO2006119915A1 (en) 2006-11-16
EP1721657A1 (en) 2006-11-15
US20080311375A1 (en) 2008-12-18
JP5178510B2 (ja) 2013-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101175553B (zh) 制造具有至少一个孔的聚合物膜的方法
Bai et al. Fabrication of sub-20 nm nanopore arrays in membranes with embedded metal electrodes at wafer scales
Hassan et al. High temperature SU-8 pyrolysis for fabrication of carbon electrodes
Kudr et al. Fabrication of solid‐state nanopores and its perspectives
CN107207246A (zh) 具有对齐的纳米级电子元件的含纳米孔的基板及其制备和使用方法
KR20140021245A (ko) 티올기를 갖는 물질이 부착된 금층을 포함한 나노포어를 갖는 장치를 제조하는 방법 및 그를 이용한 핵산 분석 방법
CN103011140B (zh) 利用光刻胶制备石墨烯/石墨图案的方法
WO2010129869A1 (en) Manufacture of nanoparticles using nanopores and voltage-driven electrolyte flow
Ito Block Copolymer‐Derived Monolithic Polymer Films and Membranes Comprising Self‐Organized Cylindrical Nanopores for Chemical Sensing and Separations
Lin et al. Fabrication of solid-state nanopores
Shu et al. Near-zero-adhesion-enabled intact wafer-scale resist-transfer printing for high-fidelity nanofabrication on arbitrary substrates
Brodský et al. Downsizing the channel length of vertical organic electrochemical transistors
Kim et al. Ion sensitive field effect transistor based on graphene and ionophore hybrid membrane for phosphate detection
Quang et al. Electrochemical pyrolytic carbon resonators for mass sensing on electrodeposited polymers
Göbel et al. Thin films of conductive ZnO patterned by micromolding resulting in nearly isolated features
WO2019072034A1 (zh) 一种纳米级普鲁士蓝薄膜的选择性电化学沉积方法
CN115901888A (zh) 一种利用二维平面纳米导电材料侧面的电化学一维纳米电极及其制备方法与应用
Gibb et al. Solid-state nanopore fabrication
KR101720665B1 (ko) 다양한 기판 위에 마이크로 패턴의 폴리머 층을 적층하는 방법
CN102323278B (zh) 一种反渗透膜交联度的检测方法
KR20160146003A (ko) 적층체
Calborean et al. Design complexity of DPN patterning with Cr3+ and Co2+ metallic ions on Au (111) thin film
Twomey et al. Fabrication and characterization of a test platform integrating nanoporous structures with biochemical functionality
Zhang et al. Self-aligned nanolithography by selective polymer dissolution
US20220008870A1 (en) Method for the fabrication of a pore comprising metallic membrane and a pore comprising membrane

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120905

Termination date: 20130504