JP2005049334A - Method of manufacturing carbon nanotube array, using self-aggregation of organic supermolecule and staining of metal compound, and biochip - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CNT array manufacturing method for immobilizing a CNT onto a metal catalyst nano-pattern formed using self-aggregation of an organic supermolecule and staining of a metal compound. <P>SOLUTION: This CNT nano-array manufacturing method includes (a) a step for forming a thin film of a metal catalyst selected from Fe, Ni, Co and alloy of the metals, on a substrate, (b) a step for forming the organic supermolecule inducing the self-aggregation on the metal catalyst thin film, (c) a step for self-aggregating the organic supermolecule by annealing to form regular structure, (d) a step for staining the regular structure with the metal compound, (e) a step for removing a portion not stained with the metal compound, using the thin film as a mask, to form a nano-pattern of the organic supermolecule, (f) a step for forming the nano-pattern of the organic supermolecule through ion milling using the nano-pattern as a mask, and (g) a step for arraying the CNT vertical-directionally on the nano-pattern. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基質上に有機超分子薄膜を形成した後、アニーリングによって有機超分子の自己集合を誘導し、これにより形成された一定のパターンに選択的に金属化合物をステイニングさせた後、エッチングしてナノメートル又はその以下のサイズのパターンを形成し、ここにカーボンナノチューブ(CNT)を垂直方向に成長させることを特徴とするCNTアレイの製作方法及び前記製作されたCNTアレイにバイオレセプターを結合させることを特徴とするバイオチップの製作方法に関する。 In the present invention, after forming an organic supramolecular thin film on a substrate, self-assembly of the organic supramolecule is induced by annealing, and a metal compound is selectively stained in a certain pattern formed thereby, and then etched. A nanometer or smaller pattern, and carbon nanotubes (CNTs) are grown in the vertical direction, and a bioreceptor is bonded to the fabricated CNT array. It is related with the manufacturing method of the biochip characterized by making it do.

従来、表面のパターン形成は、主に高分子薄膜をフォトレジストを用いたフォトリソグラフィーによって成されてきているが、かかる方法によってナノメートルサイズの高精密パターンを具現するためには、使用可能な光の波長とそれに応じた装置及び技術の確保、高分子そのものの解像度の限界などが問題となって、多くの困難を抱いていた。 Conventionally, surface pattern formation has mainly been performed by photolithography using a polymer thin film as a photoresist. In order to realize a nanometer-sized high-precision pattern by such a method, usable light can be used. As a problem, there are many difficulties, such as securing the wavelength and the device and technology corresponding to it, and the resolution limit of the polymer itself.

1990年以降は、既存の光転写法から、新たな感光抵抗剤を利用しようとする試みに伴って、より短波長の光を用いてパターンの解像度を増加させようとする試みがあった。また全く新しい概念のパターニング技術、つまりソフトリソグラフィーを用いた表面のナノパターニング技術などが登場し始めた。この方法は迅速で且つ安価にパターンを形成することができ、連続作業が可能であるという長所を有しているが、事実上解像度限界は100nmレベルであって、更なる高集積のための解像度の増加は期待しかねないのが実情である。 Since 1990, there has been an attempt to increase the resolution of a pattern using light having a shorter wavelength in accordance with an attempt to use a new photosensitive resistor from the existing optical transfer method. A completely new concept of patterning technology, that is, surface nano-patterning technology using soft lithography, has begun to appear. This method has an advantage that a pattern can be formed quickly and inexpensively, and continuous operation is possible. However, the resolution limit is practically 100 nm, and the resolution for further high integration. The increase is likely to be expected.

一方、パターンを形成するための物質として有機超分子を用いた半導体装置のナノ級微細パターン形成方法(KR10−0263671B1)は、過度なエッチングの許容マージンを確保するためにバッファー層を更に用いて溝内に残留する微細パターンの厚さを確保し、溝を大きさを減らすためにバッファー層にもスペーサを採用する技術であるが、作業工数が多くパターンの大きさが数十ナノメートル水準である。 On the other hand, in the method for forming a nano-scale fine pattern (KR10-0263671B1) of a semiconductor device using organic supramolecules as a material for forming a pattern, a buffer layer is further used to secure an excessive margin for etching. This technique uses spacers in the buffer layer to ensure the thickness of the fine pattern remaining in the buffer and reduce the size of the groove, but it requires many man-hours and the pattern size is on the order of tens of nanometers. .

最近公開された自己集合構造体(KR2002−0089528A)は、マイクロ電子産業で広く用いられる素子を形成する小さな大きさの構造体に関するものであって、この発明に開示されている自己集合方法は表面と共同に配列を形成する能力を提供するが、自己集合そのものは表面に沿う境界内で素子形成物の位置を決定することはできない。従って、表面に沿う境界内で素子を形成するには個別的な位置決定技法が必要となるが、適宜な位置決定技法が自己集合方法と共に使用されて、一般的に集積電子回路内で個別部品として働くことができる構造体を形成する。位置決定方法はリソグラフィー、直接形成方法またはその他位置決定技法を用いて構造体の境界を定めることができるため、パターンのある基材が形成され、該基材上に自己集合によって素子が組み立てられる。 A recently disclosed self-assembled structure (KR2002-0089528A) relates to a small-sized structure forming a device widely used in the microelectronic industry, and the self-assembled method disclosed in the present invention is a surface Provides the ability to form an array with the self-assembly itself, but the position of the device formation cannot be determined within the boundary along the surface. Thus, although individual positioning techniques are required to form elements within the boundary along the surface, appropriate positioning techniques are used in conjunction with self-assembling methods to generally provide discrete components within an integrated electronic circuit. Forming a structure that can serve as The positioning method can use lithography, direct formation methods, or other positioning techniques to delimit the structure, so that a patterned substrate is formed and devices are assembled on the substrate by self-assembly.

自己集合構造体は通常の化学蒸着及び物理蒸着技術によって形成された構造体と一緒に合体でき、集積電子回路は集積光学部品を含めることができる。前記の自己集合構造体は物質表面の状態、条件と温度及び濃度条件によって所望の構造体形成物を得るように調節することでナノ粒子の分散液を用いて形成することができる。一端が基材の表面に、他端がナノ粒子に化学的に結合されるリンカーが使用され、自己集合工程に進むためにリンカーを用いた選択的な結合が使用されることができる。 Self-assembled structures can be combined with structures formed by conventional chemical vapor deposition and physical vapor deposition techniques, and integrated electronic circuits can include integrated optical components. The self-assembled structure can be formed using a dispersion of nanoparticles by adjusting the surface of the material, conditions, temperature, and concentration conditions so as to obtain a desired structure formation product. A linker can be used in which one end is chemically bonded to the surface of the substrate and the other end is chemically bonded to the nanoparticles, and selective bonding using the linker can be used to proceed to the self-assembly process.

他の選択的な方法は、自己集合工程を進むために静電及び化学相互反応のような自然的な相互反応を利用するものであるが、ここでナノ粒子は多孔質領域によって定められる境界内でナノ粒子の位置を決定するように小孔内に積層されている。小孔は無機酸化物又は2次元の有機質結晶のような特定の物質内で発見されることもあり、適切な穴が、例えばイオンミリング又は化学エッチングによって形成されることもできる。しかし、工程が複雑で、且つパターンの間隔が数十乃至数百ナノメートル級の水準にとどまっている実情である。 Another alternative is to use natural interactions such as electrostatic and chemical interactions to proceed through the self-assembly process, where the nanoparticles are within the boundaries defined by the porous region. Are stacked in small holes so as to determine the position of the nanoparticles. Small holes may be found in certain materials such as inorganic oxides or two-dimensional organic crystals, and appropriate holes may be formed, for example, by ion milling or chemical etching. However, the process is complicated, and the pattern spacing remains at the level of several tens to several hundreds of nanometers.

また、自己集合した単分子層を用いたナノメートル水準の高精密パターン形成方法(KR2003−0023191A)が知られており、前記発明は置き換えられた末端環を有する芳香族イミン分子層を基質上に形成し、前記芳香族イミン分子層の置換基を選択的に結合切断させ、置換基が選択的に結合切断された前記芳香族イミン分子層を加水分解する段階を含むため、短時間内にパターンを形成する方法を提供するが、これもやはり数十ナノメートル級の水準にとどまっている。 In addition, a nanometer-level high-precision pattern forming method (KR2003-0023191A) using a self-assembled monolayer is known, and the invention discloses an aromatic imine molecule layer having a substituted terminal ring on a substrate. Forming a pattern within a short time, including the step of selectively bonding and cleaving the substituent of the aromatic imine molecule layer and hydrolyzing the aromatic imine molecule layer in which the substituent is selectively cleaved. Provides a method of forming the same, but this also remains at the level of several tens of nanometers.

一方、原子間力顕微鏡のチップ先端に固体基質と化学的親和性のある界面活性分子を付けて、まるで紙にインキで字を書くようにチップ先端をもって基質にナノ水準の図案を形成するディップペンナノリソグラフィー法(Piner、R.D.et al.、Science、283:661、1999)は非常に精巧に作られたチップを用いることにより、5nm水準に至る高分解能のナノパターンが得られるという長所を有しているが、パターンを連続的に一つずつ描かなければならないので、所望する図案を得るためには長時間がかかるという問題点があって、大量生産を通じて直接実用化するには限界がある。 On the other hand, a dip pen that attaches a surface active molecule having a chemical affinity with a solid substrate to the tip of an atomic force microscope tip, and forms a nano-level pattern on the substrate with the tip of the tip like writing ink on paper. The nanolithography method (Piner, RD et al., Science, 283: 661, 1999) has the advantage that high-resolution nanopatterns down to the 5 nm level can be obtained by using a very elaborate chip. However, since it is necessary to draw patterns one by one continuously, there is a problem that it takes a long time to obtain a desired design. There is.

前記のようにフォトリソグラフィー、紫外線及びX−rayによるエッチング法など種々の方法が導入されているが、100nm以下のパターン形成は限界に至ることになり、これを解決するための方法として既存のトップダウン法に代えてボトムアップ法に関する研究が広く成されている。 As described above, various methods such as etching using photolithography, ultraviolet rays, and X-ray have been introduced. However, pattern formation of 100 nm or less will reach its limit, and the existing top method is to solve this. Research on the bottom-up method instead of the down method has been widely conducted.

ボトムアップ法は、分子が自己集合によって微細構造を形成することを基本とするが、かかる基礎技術で有機超分子の微細構造を走査電子顕微鏡により分析する方法(Hudson、S.D.et al.、Science、278:449、1997)及び基質表面の性質によって有機超分子の配向が異なることを確認した論文(Jung、H.T.et al.、Macromolecules、35:3717、2002)が知られているが、これらはそれぞれ有機超分子の微細構造分析及び有機超分子の配向に関してのみ開示してある。 The bottom-up method is based on the fact that molecules form a fine structure by self-assembly. However, a method of analyzing the fine structure of organic supramolecules with a scanning electron microscope using such basic technology (Hudson, SD et al. Science, 278: 449, 1997) and a paper (Jung, HT et al., Macromolecules, 35: 3717, 2002) that confirms that the orientation of organic supramolecules varies depending on the nature of the substrate surface. However, they are disclosed only for the fine structure analysis of organic supramolecules and the orientation of organic supramolecules, respectively.

更に、ブロック共重合体を用いて規則的なパターンを形成する方法及び金属化合物のステイニングによる点形態のパターン形成方法(Park、M.et al.、Science、276:1401、1997)のような、ブロック共重合体を用いて100nm以下のパターンを作る研究が進行されているが、高分子の分子鎖に起因するため、数十ナノメートル以上水準のパターン形成にとどまっている実情である。またブロック共重合体を用いる場合は、形成されるパターンの縦横比が大きくなく、薄膜の構造が複雑で、薄膜の構造の方向性を付与し難いという問題点がある。 Further, a method of forming a regular pattern using a block copolymer and a method of forming a pattern of dots by staining a metal compound (Park, M. et al., Science, 276: 1401, 1997) Although research on making a pattern of 100 nm or less using a block copolymer has been progressing, it is due to the molecular chain of the polymer, and it is the actual situation that the pattern formation of several tens of nanometers or more remains. Further, when the block copolymer is used, there are problems that the aspect ratio of the formed pattern is not large, the structure of the thin film is complicated, and the directionality of the structure of the thin film is difficult to provide.

他方、マイクロアレイのタンパク質チップは現在、診断用プロテオミクスに関する研究のうち多くの比重を占めている。基質の表面にポリペプチドをアレイするとき、フォトリソグラフィー技術を用いていた初期のアレイ技術(US 5、143、854)は最近多様な方法で試みられている。特に、一対の抗原・抗体、酵素結合免疫反応吸着測定法などをはじめとした多様な免疫測定法においてマイクロアレイ型フォーマットの開発の重要性が次第に増加しつつある。 On the other hand, microarray protein chips currently dominate much of the research on diagnostic proteomics. When arraying polypeptides on the surface of a substrate, the initial array technology (US Pat. No. 5,143,854) that used photolithography technology has recently been tried in various ways. In particular, the importance of developing a microarray type format is gradually increasing in various immunoassays including a pair of antigen / antibody and enzyme-linked immunoreaction adsorption assay.

しかし、タンパク質アレイはDNAアレイより小型化したり、より感度を良くする実質的なフォーマットで集積化したりアレイしたりするのは難しい。即ち、DNAオリゴヌクレオチドの格子パターンはフォトリソグラフィー技術により基質の表面に生成することができるが、数百個のアミノ酸から構成されたタンパク質の場合は、抗体が一般的に約1400個のアミノ酸を有していなければならないなど、表面上に病気の正確な診断のために更なる高集積化した高密度の格子パターンが求められるが、これを成功させるのは容易でない。 However, protein arrays are difficult to integrate or array in a substantial format that makes them smaller or more sensitive than DNA arrays. That is, the lattice pattern of a DNA oligonucleotide can be generated on the surface of a substrate by photolithography, but in the case of a protein composed of several hundred amino acids, an antibody generally has about 1400 amino acids. There is a need for more highly integrated and dense lattice patterns on the surface for accurate diagnosis of the disease, but this is not easy to succeed.

もう一つの問題点は、タンパク質が変性状態のもとに取り扱われるとき、タンパク質の3次構造を容易に失うことがあり得るので(Bernard、A.et al.、Anal.Chem.、73:8、2001)、タンパク質の操作時に多くの制限をもっている。 Another problem is that when a protein is handled under a denatured state it can easily lose its tertiary structure (Bernard, A. et al., Anal. Chem., 73: 8). 2001), with many limitations when manipulating proteins.

このような諸問題に対する解決策はタンパク質の3次構造を失うことなくどのくらい高解像度でタンパク質を配列するかによるが、これまではインクジェットプリンティング、ドロップ・オン・デマンドの技術、マイクロコンタクトプリンティング、及びIBM社で選択したソフトリソグラフィーなど多様な接近方法が試みられている。しかし、これらの方法も同様に、数十μm〜数mmのスペーシングサイズを有しており、未だタンパク質の3次構造を失うことなく実試料を高密度で有する高集積化された診断用タンパク質ナノアレイの開発は試みられていない。 The solution to these problems depends on how high the protein is arranged without losing the tertiary structure of the protein, but so far, inkjet printing, drop-on-demand technology, microcontact printing, and IBM Various approaches such as soft lithography selected by the company have been tried. However, these methods similarly have a spacing size of several tens of μm to several mm, and are highly integrated diagnostic proteins having high density of actual samples without losing the tertiary structure of the protein. Development of nanoarrays has not been attempted.

CNTは、力学的強固性と化学的安全性に優れ、半導体及び導体の性質が持ちいられ、直径が短く、長さが相対的に非常に長い特性を持ち、平板表示素子、トランジスター、エネルギー貯蔵体などの素材とナノサイズの各種センサーへの応用性が非常に高い。 CNT is excellent in mechanical strength and chemical safety, has properties of semiconductor and conductor, has a short diameter and a relatively long length, flat display element, transistor, energy storage The applicability to body materials and nano-sized sensors is extremely high.

広く知られているCVD合成法を用いたCNTの合成法としては基板上に先ず金属触媒としてFe、Ni、Co又は前記金属触媒の合金を蒸着した後、この金属触媒を蒸着された基板を水で希釈させたHFでエッチングさせた後、この試料を石英ボートにつけ、この石英ボートをCVD装置の反応炉にいれ、750〜1050℃の温度でNHガスを用いてこの金属触媒膜を追加エッチングしてナノサイズの微細な金属触媒の粒子を形成させる。CVD合成法でCNTはこの微細な金属触媒粒子上で合成されるため、この微細な金属触媒粒子を形成することは何よりも重要な工程である。しかし、このような工程では金属触媒を一定な間隔にパターン化した形態で配列することは不可能である。CNTを一定な間隔に垂直配列するためには金属触媒をアレイすることが非常に重要である。 As a method for synthesizing CNTs using a well-known CVD synthesis method, Fe, Ni, Co or an alloy of the metal catalyst is first deposited on a substrate as a metal catalyst, and then the substrate on which the metal catalyst is deposited is washed with water. After etching with HF diluted with, this sample is put on a quartz boat, this quartz boat is put in a reactor of a CVD apparatus, and this metal catalyst film is additionally etched using NH 3 gas at a temperature of 750 to 1050 ° C. Thus, nano-sized fine metal catalyst particles are formed. Since CNT is synthesized on the fine metal catalyst particles by the CVD synthesis method, the formation of the fine metal catalyst particles is the most important process. However, in such a process, it is impossible to arrange the metal catalyst in a pattern that is patterned at regular intervals. In order to align CNTs vertically at regular intervals, it is very important to array metal catalysts.

前記のような問題点を解決するため、電子ビームリソグラフィーを用いてニッケル触媒アレイを作ってCNTを成長させた報告(Li、J.et al.、Nano Lett.、3:597、2003)がある。しかし、このような方法は広い面積を持つ基板に適用するには多くの制約を持っていて大量生産にも多数問題点がある。   In order to solve the above problems, there has been a report (Li, J. et al., Nano Lett., 3: 597, 2003) in which a nickel catalyst array is made using electron beam lithography to grow CNTs. . However, such a method has many limitations when applied to a substrate having a large area, and there are many problems in mass production.

最近、CNTにバイオ物質を固定した上で、CNTの電気化学的な変化を利用して蛋白質−蛋白質及び蛋白質−リガンドの間の反応を検出する研究が進められている(Dai、 H.et al.、ACC.Chem.Res.、35:1035−44、2002;Sotiropoulou、S.et al.、Anal.Bioanal.Chem.、375:103−5、2003;Erlanger、B.F.et al.、Nano Lett.、1:465−7、2001;Azamian、B.R.et al.、JACS、124:12664−5、2002)。 Recently, research has been conducted to detect a reaction between a protein-protein and a protein-ligand using an electrochemical change of the CNT after immobilizing a biomaterial on the CNT (Dai, H. et al. , ACC.Chem.Res., 35: 1035-44, 2002; Sotilopoulou, S. et al., Anal.Bioanal.Chem., 375: 103-5, 2003; Eranger, BF et al., Nano Lett., 1: 465-7, 2001; Azamian, BR et al., JACS, 124: 12664-5, 2002).

バイオチップとしてCNTが注目される理由は、第一に、ラベリングが不要であり、第二に、電気的又は電気化学的な信号の変化に非常に敏感であり、第三に、化学的な作用基を持っていて、蛋白質の変形なしに水溶液上で反応を行うことができるからである。よく配列された新しいナノ材料であるCNTに生物学的システムの適用は疾病診断(遺伝病)、プロテオミクス、ナノバイオ技術分野で重要な応用技術を創出するであろう。 The reason why CNTs are attracting attention as biochips is that, firstly, labeling is not necessary, secondly, they are very sensitive to changes in electrical or electrochemical signals, and third, they are chemically active. This is because it has a group and can be reacted on an aqueous solution without deformation of the protein. The application of biological systems to CNT, a new well-arranged nanomaterial, will create important application technologies in the field of disease diagnosis (genetic diseases), proteomics and nanobiotechnology.

一方、 CNTを生命工学分野で応用する事例が最近多く登場している。グルコースセンサー、蛋白質の検出、特定DNA配列の検出(Sotiropoulou、S.et al.、Anal.Bioanal.Chem.、375:103−5、2003;Chen、R.J.et al.、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、100:4984−9、2003;Cai、H.et al.、Anal.Bioanal.Chem.、375:287−93、2003)などのバイオチップに対するCNTの応用可能性が提示されている。CNTを基盤としたマルチレイヤからの生物分子検出は、表面積が広くて電気伝導度に優れていて、DNAのような生物分子が固定される量が増え、生物分子に対する検出敏感度が増大できる。 On the other hand, there have been many recent cases where CNT is applied in the field of biotechnology. Glucose sensor, protein detection, specific DNA sequence detection (Sotilopoulou, S. et al., Anal. Bioana. Chem., 375: 103-5, 2003; Chen, RJ et al., Proc. Natl. Acad.Sci.USA, 100: 4984-9, 2003; Cai, H. et al., Anal.Bioanal.Chem., 375: 287-93, 2003), etc. ing. Biomolecule detection from multi-layers based on CNTs has a large surface area and excellent electrical conductivity, the amount of biomolecules such as DNA immobilized increases, and detection sensitivity to biomolecules can be increased.

現在、バイオチップから反応結果を検出する最も普遍的な方法としては、既存の蛍光物質と同位元素を利用する方法であるが(Toriba、A.et al.、Biomed.Chromatogr.、17:126−32、2003;Syrzycka、M.et al.、Anal.Chim.Acta、484:1−14、2003;Rouse、J.H.et al.、Nano Lett.、3:59、2003)、より容易で正確に電気的または電気化学的信号を測定し得る新しい方法が試され、これによりCNTという新素材の必要性がさらに高まっている。 Currently, the most universal method for detecting reaction results from a biochip is a method using an existing fluorescent substance and an isotope (Toriba, A. et al., Biomed. Chromatogr., 17: 126-). 32, 2003; Syrzycka, M. et al., Anal.Chim.Acta, 484: 1-14, 2003; Rose, JH et al., Nano Lett., 3:59, 2003), easier. New methods that can accurately measure electrical or electrochemical signals have been tried, thereby further increasing the need for a new material called CNTs.

高密度のCNTマルチレイヤを作ってその上にDNAを固定した後、相補的に結合するDNAを検出する方法は、ゲノム分析、突然変異検出、病原体同定などに有用である。 PNA(ペプチド核酸:DNA類似体)を単一壁CNTに位置特異的に固定し、プローブDNAと相補的に結合することを検出した報告がある(Williams、K.A.et al.、Nature、420:761、2001)。また、化学的な方法を用いてオリゴヌクレオチドをCNTアレーに固定し、グアニン酸化方法を用いてDNAを検出した例もある(Li、J.et al.、Nano Lett.、3:597−602、2003)。しかし、これらはCNTをバイオチップの作製及び開発に適用したのではない。 A method of detecting a DNA that binds complementarily after making a high-density CNT multilayer and immobilizing the DNA thereon is useful for genome analysis, mutation detection, pathogen identification, and the like. There are reports that PNA (peptide nucleic acid: DNA analogue) is fixed to single-walled CNTs in a position-specific manner and detected to bind complementarily to the probe DNA (Williams, KA et al., Nature, 420: 761, 2001). There are also examples in which oligonucleotides are immobilized on a CNT array using a chemical method, and DNA is detected using a guanine oxidation method (Li, J. et al., Nano Lett., 3: 597-602, 2003). However, these do not apply CNT to the production and development of biochips.

最近、CNTを用いた高用量のバイオ分子検出センサー(WO 03/016901 A1)が知られている。気質上に化学的連結体を使用して複数のCNTを配列し、様々な種類のリセプターを結合させて得られるマルチチャンネル型バイオチップに関するものであるが、比較的周辺環境の変化に弱いという欠点がある。 Recently, a high-dose biomolecule detection sensor (WO 03/016901 A1) using CNT is known. It relates to a multichannel biochip obtained by arranging multiple CNTs using chemical conjugates on the temperament and combining various types of receptors, but it is relatively weak to changes in the surrounding environment There is.

よって、本発明者らは工程がより簡単で、且つパターンのサイズが数ナノメートル水準である超高密度のパターン形成方法を開発しようと鋭意努力した結果、有機超分子の自己集合及び金属化合物の選択的ステイニングを用いてサイズが数ナノメートル以下である金属触媒パターンを形成し、ここにCNTを垂直方向に成長させCNTアレイを製作し、本発明を完成することに至った。
KR10−0263671B1 KR10−2002−0089528A KR10−2003−0023191A US5、143、854 A 1 WO 03/016901 A1 KR2002−0001260A KR2003−0014997A Piner、R.D.et al.、Science、283:661、1999 Hudson、S.D.et al.、Science、278:449、1997 Jung、H.T.et al.、Macromolecules、35:3717、2002 Park、M.et al.、Science、276:1401、1997 Bernard、A.et al.、Anal.Chem.、73:8、2001 Huang、S.et al.、J.Phys.Chem.B、106:3543、2002 Dai、H.et al.、ACC.Chem.Res.、35:1035、2002 Sotiropoulou、S.et al.、Anal.Bioanal.Chem.、375:103、2003 Erlanger、B.F.et al.、Nano Lett.、1:465、2001 Azamian、B.R.et al.、JACS、124:12664、2002 Taton、T.A.et al.、Science、289:1757、2000 Cai、H.et al.、Anal.Bioanal.Chem.、375:287、2003 Chen、R.J.et al.、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、100:4984、2003 Toriba、A.et al.、Biomed.Chromatogr.、17:126、2003 Syrzycka、M.et al.、Anal.Chim.Acta、484:1、2003 Rouse、J.H.et al.、Nano Lett.、3:59、2003 Williams、K.A.et al.、Nature、420:761、2001 Li、J.et al.、Nano Lett.、3:597、2003
Therefore, as a result of diligent efforts to develop an ultra-high-density pattern forming method having a simpler process and a pattern size of a few nanometers, the present inventors have conducted self-assembly of organic supramolecules and metal compounds. A metal catalyst pattern having a size of several nanometers or less was formed using selective staining, and CNTs were grown in the vertical direction to produce a CNT array, thereby completing the present invention.
KR10-0263671B1 KR10-2002-0089528A KR10-2003-0023191A US5, 143, 854 A 1 WO 03/016901 A1 KR2002-0001260A KR2003-0014997A Piner, R.A. D. et al. Science, 283: 661, 1999. Hudson, S.M. D. et al. Science 278: 449, 1997. Jung, H.C. T.A. et al. , Macromolecules, 35: 3717, 2002. Park, M.M. et al. Science, 276: 1401, 1997. Bernard, A.M. et al. Anal. Chem. 73: 8, 2001. Huang, S.H. et al. J. et al. Phys. Chem. B, 106: 3543, 2002. Dai, H .; et al. ACC. Chem. Res. , 35: 1035, 2002 Sotiropoulou, S .; et al. Anal. Bioanal. Chem. 375: 103, 2003 Erlanger, B.M. F. et al. Nano Lett. 1: 465, 2001 Azamian, B.M. R. et al. , JACS, 124: 12664, 2002. Taton, T. A. et al. Science, 289: 1757, 2000. Cai, H.C. et al. Anal. Bioanal. Chem. 375: 287, 2003 Chen, R.A. J. et al. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100: 4984, 2003. Toriba, A .; et al. Biomed. Chromatogr. 17: 126, 2003. Syrzycka, M.M. et al. Anal. Chim. Acta, 484: 1, 2003 Rose, J.M. H. et al. Nano Lett. 3:59, 2003 Williams, K.M. A. et al. , Nature, 420: 761, 2001. Li, J.M. et al. Nano Lett. 3: 597, 2003

本発明の目的は、有機超分子の自己集合及び金属化合物の選択的ステイニングを用いて形成された金属触媒ナノパターンにCNTを固定するCNTアレイの製作方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a CNT array in which CNTs are fixed to a metal catalyst nanopattern formed by using organic supramolecular self-assembly and selective staining of a metal compound.

本発明の他の目的は、前記製作されたCNTアレイにバイオ物質と結合するバイオレセプタを取り付けることを特徴とするバイオチップの製作方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a biochip, characterized in that a bioreceptor that binds to a biomaterial is attached to the manufactured CNT array.

前記目的を達成するために、本発明は(a)基質上にFe、Ni、Co及び前記金属の合金で構成された群から選ばれた金属触媒薄膜を形成する段階;(b)上記金属触媒薄膜上に自己集合を誘発する有機超分子薄膜を形成する段階;(c)アニーリングによって前記有機超分子を自己集合させて規則的な構造を形成する段階;(d)前記有機超分子の自己集合によって形成された規則的な構造に選択的に金属化合物をステイニングさせる段階;(e)前記選択的に金属化合物がステイニングされた薄膜をマスクとしたエッチングを通じて金属化合物がステイニングされていない部分を取り除き、金属化合物がステイニングされた有機超分子のナノパターンを形成する段階;(f)前記金属化合物のステイニングされた有機超分子のナノパターンをマスクとしたイオンミリングを通じて金属触媒のナノパターンを形成する段階;及び(g)前記金属触媒のナノパターンにCNTを垂直方向に配列する段階を含むCNTナノアレイの製作方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention comprises (a) forming a metal catalyst thin film selected from the group consisting of Fe, Ni, Co, and an alloy of the metal on a substrate; (b) the metal catalyst Forming an organic supramolecular thin film that induces self-assembly on the thin film; (c) self-assembling the organic supramolecule by annealing to form a regular structure; (d) self-assembling of the organic supramolecule. (E) a portion in which the metal compound is not stained through etching using the thin film in which the metal compound is selectively stained as a mask; Forming a nano pattern of organic supramolecules in which a metal compound is stained; (f) nano patterns of organic supramolecules in which the metal compound is stained; Provides a method of fabricating a CNT nanoarray comprising the step of arranging the CNT vertically nano pattern and (g) said metal catalyst; a down step to form a nano-pattern of the metal catalyst through ion milling as a mask.

本発明の一実施例によれば、有機超分子は下記の化学式1の化合物を使用したが、自己集合する有機超分子であれば制限無く利用可能である。 According to one embodiment of the present invention, the organic supramolecule is a compound of the following chemical formula 1, but any organic supramolecule that self-assembles can be used without limitation.

Figure 2005049334
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自己集合する有機超分子としては、円板型又はディスク型デンドリマー1、扇形の有機超分子2、棒状鎖型又は円錐型の分子5などがある。扇形の有機超分子の一例としては下記の化学式2の化合物を、円板型有機超分子の一例としては、下記の化学式3の化合物を、また円錐型有機超分子の一例としては下記の化学式4の化合物がそれぞれ挙げられる。 Examples of organic supermolecules that self-assemble include a disk-type or disk-type dendrimer 1, a fan-shaped organic supermolecule 2, a rod-like chain-type or cone-type molecule 5. An example of a fan-shaped organic supramolecule is a compound of the following chemical formula 2, an example of a disc-shaped organic supramolecule is a compound of the following chemical formula 3, and an example of a conical organic supramolecule is the following chemical formula 4 Each of these compounds is exemplified.

Figure 2005049334
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Figure 2005049334
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Figure 2005049334
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このような有機超分子は単量体が共有結合で連結された高分子とは異なり、ファンデルワールス力のような物理的な2次結合によって一定の構造を形成する。かかる有機超分子は適正な温度や濃度、外部磁場、電場などによって自己集合を行って特定の微細構造を形成する。本発明に用いられた化学式1の有機超分子は扇形のデンドリマーに該当する場合である。扇形の分子が自己集合によって板状構造1を形成し、この板状構造が集まって円柱形態3を作り、更に円柱が六角形に配列された3次元構造4を形成する(図1a)。そのほかに円錐型の有機超分子5の場合は、円錐型が自己集合して球型6をなし、球が集まって3次元の空間上に一定の構造7で配列される(図1b)。 Unlike organic macromolecules in which monomers are linked by covalent bonds, such organic supramolecules form a certain structure by physical secondary bonds such as van der Waals forces. Such organic supramolecules self-assemble with an appropriate temperature, concentration, external magnetic field, electric field, etc. to form a specific microstructure. The organic supramolecule of Formula 1 used in the present invention corresponds to a fan-shaped dendrimer. Fan-shaped molecules form a plate-like structure 1 by self-assembly, and the plate-like structures gather to form a cylindrical form 3, and further form a three-dimensional structure 4 in which the cylinders are arranged in a hexagonal shape (FIG. 1a). In addition, in the case of the organic supramolecule 5 having a conical shape, the conical shape is self-assembled to form a spherical shape 6, and the spheres are gathered and arranged in a fixed structure 7 in a three-dimensional space (FIG. 1b).

本発明において、前記(b)段階の薄膜はスピンコート法、ラビング処理、又は水面に薄膜を形成してすくう水面展開法を用いて形成することが望ましく、前記(c)段階は温度を、使用した有機超分子の液晶の相変態温度以上に昇温した後、徐冷させることが望ましい。また、前記(d)段階のステイニングは中心部分をRuO(四酸化ルテニウム)化合物を用いて選択的にステイニングさせることが望ましく、前記(e)段階は反応性イオンエッチング法を用いることが望ましい。 In the present invention, the thin film in the step (b) is preferably formed using a spin coating method, a rubbing process, or a water surface expansion method in which a thin film is formed on the water surface, and the step (c) uses temperature. It is desirable to raise the temperature above the phase transformation temperature of the liquid crystal of the organic supramolecule and then slowly cool it. In the stage (d), it is preferable that the central portion is selectively stained using a RuO 4 (ruthenium tetroxide) compound, and in the stage (e), a reactive ion etching method is used. desirable.

本発明において、前記基質のナノパターンにCNTを合成する方法は従来当業界で広く知られいるCNTの製造方法を使用して製作することができるが、望ましくは基質上にCNTをプラズマ化学気相法、熱化学気相法、電気泳動法又は機械的方法により垂直に成長させることができる(KR2002−0001260A)。 In the present invention, a method of synthesizing CNTs into the nano pattern of the substrate can be manufactured using a CNT manufacturing method widely known in the art. It can be grown vertically by the method, thermochemical vapor phase method, electrophoresis method or mechanical method (KR2002-0001260A).

本発明はまた、垂直方法に配列されたCNTアレイの末端にプラズマを処理してカルボキシル基を露出させる段階を更に含むことを特徴とすることができる。このようにプラズマ処理により末端部分にカルボキシル基を露出させた後、多様なバイオレセプターを化学的に固定することができる。 The present invention may further include the step of treating the plasma at the end of the CNT array arranged in a vertical manner to expose carboxyl groups. Thus, after exposing the carboxyl group to the terminal portion by plasma treatment, various bioreceptors can be chemically fixed.

本発明はまた、上記方法によって製作されたCNTアレイにタンパク質、ペプチド、アミノ酸、DNA、PNA、酵素基質、リガンド、コファクター、炭水化物、脂質、オリゴヌクレオチド及びRNAで構成された群から選択されたバイオ物質又はバイオレセプターを取り付けることを特徴とするバイオチップの製作方法を提供する。 The present invention also provides a CNT array produced by the above method with a bio selected from the group consisting of protein, peptide, amino acid, DNA, PNA, enzyme substrate, ligand, cofactor, carbohydrate, lipid, oligonucleotide, and RNA. Provided is a method for producing a biochip characterized by attaching a substance or a bioreceptor.

CNTにバイオレセプターを取り付けることは、CNTにバイオ物質やバイオレセプターの正味荷電と逆となる極性の電荷を印加して結合させることができ(KR2003−0014997A)、又は結合補助剤を用いて取り付けることができる。望ましい結合助剤としては、カーボン基の末端にアルデヒド、アミン、或いはイミン基が付いている化学物質であることを特徴とすることができる。 Attaching a bioreceptor to a CNT can be done by applying a charge with a polarity opposite to the net charge of the biomaterial or bioreceptor to the CNT (KR2003-0014997A), or using a binding aid. Can do. A desirable binding aid may be a chemical substance having an aldehyde, amine, or imine group at the end of the carbon group.

本発明はまた、前記末端にカルボキシル基が露出されたCNTアレイに、アミン基(NH)を持つバイオリセプターをアミド結合で固定することを特徴とするバイオチップの製造方法を提供する。本発明において、アミド結合を誘導するため、カップリング剤とカップリング補助剤を使用することが望ましい。 The present invention also provides a method for producing a biochip, characterized in that a bioreceptor having an amine group (NH 2 ) is fixed to the CNT array having a carboxyl group exposed at the terminal by an amide bond. In the present invention, it is desirable to use a coupling agent and a coupling aid in order to induce an amide bond.

タンパク質、ペプチド、アミノ酸などのようなバイオレセプターはそれぞれ固有の等電点を有し、溶液状態のイオンの強さやpH条件などによって中性、陽イオン、陰イオンなどに荷電された正味荷電を有する。また、溶液の状態を調節することにより、任意的にこれらのバイオレセプターと一定した電荷を有するCNTの静電相互作用と疎水性相互作用などを調節することで所望するチップの位置に同じ種類或いは各々異なる種類のバイオレセプターを移動させるか、アレイさせることができる。 Bioreceptors such as proteins, peptides, and amino acids each have their own isoelectric point, and have a net charge charged to neutral, cation, anion, etc. depending on the strength of ions in the solution and pH conditions. . In addition, by adjusting the state of the solution, it is possible to arbitrarily adjust the electrostatic interaction and hydrophobic interaction of these bioreceptors and CNTs having a constant charge, etc. Each different type of bioreceptor can be moved or arrayed.

本発明はまた、上記CNTアレイにタンパク質、ペプチド、アミノ酸、DNA、PNA、酵素基質、リガンド、コファクター、炭水化物、脂質、オリゴヌクレオチド及びRNAで構成された群から選択されたバイオ物質又はバイオレセプターが結合されていることを特徴とするバイオチップを提供する。 The present invention also provides a biomaterial or bioreceptor selected from the group consisting of protein, peptide, amino acid, DNA, PNA, enzyme substrate, ligand, cofactor, carbohydrate, lipid, oligonucleotide, and RNA in the CNT array. A biochip characterized by being bonded is provided.

本発明によれば、病気に関与する標的タンパク質と選択的に結合するタンパク質−受容体を一つのチップ上にナノアレイされたCNTに電場を加えて選択的に取り付けることができる。また、各CNTにそれぞれ異なる極性の電場を加えて様々な病気に関与する多様な種類の標的タンパク質と相互作用できるバイオ物質やバイオレセプターを選択的に取り付けることができる。従って、一つのチップの上で多様な種類の病気を一度に大量に迅速な時間内で正確に診断することが可能である。 According to the present invention, a protein-receptor that selectively binds to a target protein involved in a disease can be selectively attached by applying an electric field to CNTs nano-arrayed on one chip. In addition, by applying an electric field having a different polarity to each CNT, it is possible to selectively attach biomaterials and bioreceptors that can interact with various types of target proteins involved in various diseases. Accordingly, various types of diseases can be accurately diagnosed in a large amount at once on a single chip in a quick time.

本発明で使用される‘バイオチップ’という用語は、ナノパターンにバイオ物質又はバイオ物質と結合するか反応するレセプターが取り付けられていることを包括する概念であって、バイオアレイ及びバイオセンサーを含むものと定義される。 The term “biochip” as used in the present invention is a concept encompassing that a nanomaterial is attached with a biomaterial or a receptor that binds to or reacts with the biomaterial, and includes a bioarray and a biosensor. Is defined as

本発明は有機超分子の自己集合及び金属化合物の選択的ステイニングを用いて形成された柱状のナノパターンをマスクとして利用し、CNT合成のための触媒パターンを形成し、ここにCNTを配列することを特徴とするCNTアレイの製作方法を提供する効果を有する。更に本発明は、前記CNTアレイにバイオ物質またはバイオ物質と結合するバイオレセプターを取り付けてバイオチップを製作する方法を提供する効果を有する。 The present invention uses a columnar nanopattern formed using organic supramolecular self-assembly and selective staining of a metal compound as a mask to form a catalyst pattern for CNT synthesis, in which CNTs are arranged. It has the effect of providing a method of manufacturing a CNT array characterized by the above. Furthermore, the present invention has an effect of providing a method of manufacturing a biochip by attaching a biomaterial or a bioreceptor that binds to the biomaterial to the CNT array.

以下、本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically.

本発明で基質上にCNTを垂直に成長させるための金属触媒としてFe、Ni、Coまたは前記三つの金属触媒合金を熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタなどを用いて基質上に薄膜層を形成する。形成された金属薄膜は下記書術された有機超分子ナノパターンを利用して金属触媒アレイで形成される(図2)。 In the present invention, a thin film layer is formed on a substrate using Fe, Ni, Co or the above three metal catalyst alloys as a metal catalyst for vertically growing CNTs on the substrate by thermal evaporation, electron beam evaporation, sputtering, or the like. . The formed metal thin film is formed as a metal catalyst array using the following organic supramolecular nanopattern (FIG. 2).

本発明の好適な実施の形態によって、まず、前記の化学式1の有機超分子をテトラハイドロフラン(THF)を溶媒として1重量%の溶液を作って基質上に薄膜を形成させる。薄膜形成時、スピンコート法、ラビング処理、又は水面に薄膜を形成してすくう水面展開法を主に使用する。前記実施の形態では基質として金属触媒として使用されるFe、Ni、Co又は前記三つの金属触媒合金が蒸着されたシリコンウェハーを使用しており、表面の改質は行わなかった(図2a)。 According to a preferred embodiment of the present invention, a thin film is first formed on a substrate by preparing a 1 wt% solution of the organic supramolecule of Formula 1 using tetrahydrofuran as a solvent. At the time of forming a thin film, a spin coating method, a rubbing process, or a water surface spreading method in which a thin film is formed on the water surface is mainly used. In the above embodiment, a silicon wafer on which Fe, Ni, Co, or the above three metal catalyst alloys used as a metal catalyst was deposited as a substrate was used, and the surface was not modified (FIG. 2a).

次いで、有機超分子が自己集合されるように液晶の相変態温度以上に昇温させる。本発明で使用した有機超分子の場合、液晶の相変態温度が230℃程度であるため、240℃まで温度を上げた後徐冷させ、前記有機超分子は円柱型の配列を有する微細構造が形成される(図2b)。 Next, the temperature is raised above the phase transformation temperature of the liquid crystal so that the organic supramolecules are self-assembled. In the case of the organic supramolecule used in the present invention, since the phase transformation temperature of the liquid crystal is about 230 ° C., the temperature is raised to 240 ° C. and then slowly cooled, and the organic supramolecule has a fine structure having a cylindrical arrangement. Formed (FIG. 2b).

本発明の好適な実施の形態によって有機超分子がアニーリングによって自己集合される過程は次のようである。 A process in which organic supramolecules are self-assembled by annealing according to a preferred embodiment of the present invention is as follows.

有機超分子の性質はアニーリングによって改質できるが、アニーリングのための適切な出発物質は、レーザー熱分解により生成された有機超分子を含む。また、出発物質として使用された有機超分子は相異なる条件のもとに一つ以上の前加熱段階を経ることがあるが、レーザー熱分解により形成された有機超分子のアニーリングにおいて、追加の処理は結晶性を向上させ、元素状炭素のような汚染物を除去し、できれば例えば追加の酸素その他気相又は非気相の化合物からの元素を合体することにより、化学量論を変更させることができる。有機超分子は一般的に均一な加熱を供するようにオーブンなどで加熱されることが望ましい。処理条件は一般に温和であり、相当な量の粒子焼結は発生しない。したがって、加熱温度は出発物質と生成物質の両者ともの融点に比べて低いことが望ましい。アニーリングが組成変更を含む場合、分子の大きさ及び形態が温和な加熱温度でも変更できる。 Although the properties of organic supramolecules can be modified by annealing, suitable starting materials for annealing include organic supramolecules produced by laser pyrolysis. In addition, organic supramolecules used as starting materials may undergo one or more preheating steps under different conditions, but additional processing is required in the annealing of organic supramolecules formed by laser pyrolysis. Can improve crystallinity, remove contaminants such as elemental carbon, and possibly change the stoichiometry, for example by combining elements from additional oxygen or other gas phase or non-gas phase compounds. it can. The organic supramolecule is generally desirably heated in an oven or the like so as to provide uniform heating. The processing conditions are generally mild and no significant amount of particle sintering occurs. Therefore, it is desirable that the heating temperature be lower than the melting points of both the starting material and the product. If annealing involves a compositional change, the molecular size and morphology can be changed even at mild heating temperatures.

自己集合構造体は物質/基材の表面上及び/又はその表面内に発生される。自己集合構造体は境界内に位置決めされ、構造体が位置が決められた島を形成する方式で、それぞれの構造体は複数要素の回路又は機構の部品として要素を形成することができる。特に、夫々の構造体は集積電子回路の部品であることがあり、この構成要素は例えば、電気部品、光学素子及び光子結晶を含むことができる。 Self-assembled structures are generated on and / or in the surface of the substance / substrate. Self-assembled structures are positioned within boundaries, and each structure can form an element as a component of a multi-element circuit or mechanism in a manner in which the structure forms a positioned island. In particular, each structure may be an integrated electronic circuit component, and this component may include, for example, electrical components, optical elements, and photonic crystals.

予め定めた境界内に構造体を形成するために、関心の対象となる自己集合構造体の形成には一般に構造体の限度を決める工程と別途の自己集合工程とが必要となる。境界を決める工程は通常構造体の限度を決めるのに外力を活用する。自己集合工程そのものは、一般に、構造体の境界を決めることができない。自己集合は、組成物/物質が結合される場合に結果的に構造体内に自然順序を引き起こす組成物/物質の自然感知機能に基づく。一般に、位置決定段階は自己集合工程の前後に行われるごとができるが、処理段階の性質は特定の順序を指示しても良い。ネット効果は、境界内ではナノ粒子が相応するように覆う範囲及び、かかる覆う範囲のない境界外側の区域を有する自己集合構造体を引き起こす。また、別途の境界を定める工程は、境界内で自己集合工程を活性化したり、境界外側の領域を非活性化することで、自己集合工程につながる。一般に、活性化工程或いは非活性化工程を行うためには外力が加えなければならない。 In order to form a structure within a predetermined boundary, the formation of a self-assembled structure of interest generally requires a process for determining the limit of the structure and a separate self-assembly process. The process of determining the boundaries usually uses external forces to determine the limits of the structure. In general, the self-assembly process itself cannot determine the boundaries of the structure. Self-assembly is based on the natural sensing function of the composition / substance that results in a natural order within the structure when the composition / substance is combined. In general, the position determination step can be performed before and after the self-assembly process, but the nature of the processing steps may indicate a specific order. The net effect causes a self-assembled structure with areas correspondingly covered by the nanoparticles within the boundary and areas outside the boundary without such coverage. In addition, the step of defining a separate boundary leads to the self-assembly step by activating the self-assembly step within the boundary or deactivating the region outside the boundary. In general, an external force must be applied to perform the activation process or the deactivation process.

有機超分子がバルク上で一定の構造を形成することは透過電子顕微鏡を介して確認できる。本発明で利用したものと同じ条件の工程によって試料を製作した結果、図3のような結果を得ることができ、これによって本有機超分子が六角柱形態の規則的な構造を形成することがわかる。 It can be confirmed through a transmission electron microscope that organic supramolecules form a certain structure on the bulk. As a result of manufacturing the sample by the process under the same conditions as those used in the present invention, a result as shown in FIG. 3 can be obtained, and this allows the organic supramolecule to form a regular structure in a hexagonal column shape. Recognize.

本発明の好適な実施の形態により前記有機超分子の自己集合によって形成された一定の構造に選択的に金属化合物をステイニングさせる過程は次のようである。 According to a preferred embodiment of the present invention, a process of selectively staining a metal compound in a certain structure formed by self-assembly of the organic supramolecule is as follows.

まず、ガラス容器の中にRuO溶液と、有機超分子薄膜が塗布された基質を該溶液と直接に接触しないようにして一緒に仕込んでおく。この過程でRuO溶液中のRuO蒸気が気相に拡散されながら、基質上の有機超分子薄膜にステイニングされる。ステイニングされたRuO蒸気は構造の特定の部分に選択的に化学反応を起こすことになる。 First, a RuO 4 solution and a substrate coated with an organic supramolecular thin film are charged together in a glass container so as not to come into direct contact with the solution. While RuO 4 vapors of RuO 4 solution is diffused in the gas phase in the process, it is staining the organic supramolecular thin film on a substrate. The stained RuO 4 vapor will cause a chemical reaction selectively in specific parts of the structure.

本発明では RuOを使用したが、OsO(四酸化オスシウム)その他有機超分子によって形成された構造に選択的にステイニングができる金属化合物はいずれも利用可能である。 Although RuO 4 is used in the present invention, any metal compound that can selectively stain the structure formed by OsO 4 (oscium tetroxide) or other organic supramolecules can be used.

本発明の好適な実施の形態によって前記ステイニング過程を経た後、エッチング工程を経ると、表面上の有機超分子層が一部分が取り除かれて、最終的にナノパターンの形成された素子が得られ、このようなエッチング工程は半導体素子工程時、通常使用される方法であれば制限無く使用可能である。例えば、KCN−KOH混合溶液又はHF水溶液などのエッチング溶液を使用するか、反応性イオンエッチング(RIE)又はイオンミリングによって行うことができる。 According to a preferred embodiment of the present invention, after passing through the staining process, an organic supramolecular layer on the surface is partially removed after an etching process, and finally a nanopatterned device is obtained. Such an etching process can be used without limitation as long as it is a commonly used method in the semiconductor element process. For example, an etching solution such as a KCN-KOH mixed solution or an aqueous HF solution can be used, or reactive ion etching (RIE) or ion milling can be used.

本発明の好適な実施の形態に基質上にCNTの合成のため触媒として用いられる鉄、コバルト、ニッケルまたは前記三つの金属触媒の合金アレイを形成するため、前記製作された金属化合物がステイニングされたナノパターンをマスクとしてイオンミリングをするようになる場合、最終的に基質上に金属触媒のナノパターンが形成される。 In a preferred embodiment of the present invention, the fabricated metal compound is stained to form an alloy array of iron, cobalt, nickel or the three metal catalysts used as a catalyst for the synthesis of CNTs on a substrate. When ion milling is performed using the nano pattern as a mask, a metal catalyst nano pattern is finally formed on the substrate.

CNTを合成する方法は従来当業界で広く知られているCNTの製造方法を使用して製作することができるし、反応気体としてC、CH、C、C、COガスを使用するし、合成方法はプラズマ化学気相法、熱化学気相法、電気泳動法などにより垂直に成長させられる。この金属触媒ナノパターンを利用してCNTを製造する場合、パターン一つの直径が10nm以下だから直径が非常に小さいCNTの製造が可能である。 A method of synthesizing CNTs can be manufactured using a CNT production method widely known in the art, and C 2 H 2 , CH 4 , C 2 H 4 , and C 2 H 6 are used as reaction gases. CO gas is used, and the synthesis method is vertically grown by plasma chemical vapor deposition, thermal chemical vapor deposition, electrophoresis or the like. When producing CNTs using this metal catalyst nanopattern, since the diameter of one pattern is 10 nm or less, it is possible to produce CNTs having a very small diameter.

本発明はまた、バイオ物質を固定させるため垂直に成長されたCNTの末端をプラズマで処理して末端キャップを開いてカルボキシル基を導入する工程を含む(図3)。 The present invention also includes the step of treating the ends of vertically grown CNTs with plasma to immobilize the biomaterial and opening the end caps to introduce carboxyl groups (FIG. 3).

本発明の好適な実施の形態によって上記のように形成されたCNTナノアレイは多様な種類の生体物質を反応させて所望する形態の配列を形成するに当たって、重要な表面基質として使用可能であり、これは高集積化及び小型化したバイオチップを生産することに極めて重要な機能を遂行することになる。 The CNT nanoarray formed as described above according to a preferred embodiment of the present invention can be used as an important surface substrate in reacting various kinds of biological materials to form an array of a desired form. Will perform very important functions in producing highly integrated and miniaturized biochips.

一般に、バイオチップは基質に直接生分子を連結させるか、若しくはリンカー分子を媒介として生分子を連結させる方法により製作される。例えば、DNAチップ、タンパク質チップ、又はタンパク質センサの場合、DNA、抗体又は酵素のようなバイオ物質をCNT末端に固定させようとする場合、CNT末端に導入されたカルボキシル基と前記バイオ物質のアミン基を反応させ、アミド結合によって固定させて目的とするバイオチップを製作することができる。 Generally, a biochip is manufactured by a method in which a biomolecule is directly linked to a substrate or a biomolecule is linked through a linker molecule. For example, in the case of a DNA chip, protein chip, or protein sensor, when a biomaterial such as DNA, antibody, or enzyme is to be immobilized at the CNT end, the carboxyl group introduced at the CNT end and the amine group of the biomaterial The target biochip can be produced by reacting and fixing with an amide bond.

本発明に係るバイオチップのうちDNAチップの製作方法は、予め製造された探針をスポッティング法で固体表面に固定してDNAチップを製作する工程を含む。アミン基が結合された探針を1X乃至7X、好ましくは2X乃至5X、最も好ましくは3X SSC(0.45M NaCl、15mM CNa、pH7.0)緩衝溶液に溶解させ、マイクロアレイヤーを用いてカルボキシル基が露出されたCNT末端にスポッティングした後、反応させて探針をCNT末端に固定させる。この際、探針の濃度は10pmol/μl以上、望ましくは50pmol/μl以上、最も望ましくは100pmol/μl以上であり、探針に結合されたアミン基とCNT末端に導入されたカルボキシル基及びアミン基を70〜90%、好ましくは80%の湿度条件のもとに、4〜8時間、望ましくは5〜7時間、最も望ましくは6時間にわたって反応させて結合させる。このときアミドアップリング剤としてEDC/NHSを使用した。 Among the biochips according to the present invention, a method for manufacturing a DNA chip includes a step of manufacturing a DNA chip by fixing a probe manufactured in advance to a solid surface by a spotting method. A probe having amine groups attached thereto is dissolved in 1X to 7X, preferably 2X to 5X, most preferably 3X SSC (0.45 M NaCl, 15 mM C 6 H 5 Na 3 O 7 , pH 7.0) buffer solution; After spotting the CNT end where the carboxyl group is exposed using a microarrayer, the probe is reacted to fix the CNT end to the CNT end. At this time, the concentration of the probe is 10 pmol / μl or more, desirably 50 pmol / μl or more, and most desirably 100 pmol / μl or more, and the amine group bonded to the probe and the carboxyl group and amine group introduced at the CNT end. Are reacted and bonded under 70-90%, preferably 80% humidity conditions for 4-8 hours, desirably 5-7 hours, most desirably 6 hours. At this time, EDC / NHS was used as an amide upring agent.

以下、本発明をより具体的に説明するために、実施例を用いて説明する。しかし、本発明に係る実施例はいろんな他の形態で変形でき、本発明の範囲は下記のような実施例に限定されるものではない。 本発明の実施例は当業者にとって本発明をより安全に説明するために供されるものである。 Hereinafter, in order to describe the present invention more specifically, examples will be described. However, the embodiments according to the present invention can be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. The embodiments of the present invention are provided for those skilled in the art to more safely explain the present invention.

有機超分子の合成
本発明で使用した化学式1の有機超分子は、下記の反応式1のような過程によって合成した。走査電子顕微鏡で確認したところ、この有機超分子はナノメートル以下水準の規則的な円柱状の構造をなすことを確認した(図4)。
Synthesis of Organic Supramolecule The organic supramolecule of Formula 1 used in the present invention was synthesized by the process of Reaction Formula 1 below. When confirmed with a scanning electron microscope, it was confirmed that the organic supramolecules have a regular cylindrical structure of nanometer level or less (FIG. 4).

(反応式1)

Figure 2005049334
(Reaction Formula 1)
Figure 2005049334

カーボンナノチューブを合成するための金属触媒の蒸着
本発明ではCNT合成のため金属触媒 Fe、Ni、Co又は前記三つの金属触媒合金の薄膜を形成するため、熱蒸着、電子ビーム、スパッタなどを利用して前記金属触媒をシリコンウェハーの上に蒸着した(図2a)。
Deposition of metal catalyst for synthesizing carbon nanotubes In the present invention, thermal deposition, electron beam, sputtering, etc. are used to form a thin film of metal catalyst Fe, Ni, Co or the above three metal catalyst alloys for CNT synthesis. The metal catalyst was deposited on a silicon wafer (FIG. 2a).

有機超分子薄膜の形成
本有機超分子試料をテトラハイドロフラン(THF)溶媒に溶かしてシリコンウェハー上にスピンコートして薄膜を形成させた(図2a)。本発明では2000〜3000rpmの速度で10〜30秒間スピンコートしており、この過程で薄膜の厚さを適切に変化させることができる。
Formation of organic supramolecular thin film This organic supramolecular sample was dissolved in a tetrahydrofuran (THF) solvent and spin coated on a silicon wafer to form a thin film (FIG. 2a). In the present invention, spin coating is performed at a speed of 2000 to 3000 rpm for 10 to 30 seconds, and the thickness of the thin film can be appropriately changed in this process.

アニーリング
240℃まで温度を上げた後に徐冷して規則的な微細構造を形成させた(図3b)。本発明で使用した有機超分子の場合、240℃で自己集合が起こり、これは使用する有機超分子によって異なる。この温度において有機超分子が自己集合のための十分な移動性を有することになり、最も安定した構造で自己集合を行うようになる。本発明で使用した有機超分子の場合は、円柱が六角形状に配列されている3次元構造が最も安定した構造となる。図4は有機超分子が六角柱形態の規則的な構造を形成することを示す透過電子顕微鏡の写真である。
Annealing was raised to 240 ° C. and then gradually cooled to form a regular microstructure (FIG. 3b). In the case of the organic supramolecule used in the present invention, self-assembly occurs at 240 ° C., and this depends on the organic supramolecule used. At this temperature, the organic supramolecule has sufficient mobility for self-assembly, and self-assembly is performed with the most stable structure. In the case of the organic supramolecule used in the present invention, a three-dimensional structure in which cylinders are arranged in a hexagonal shape is the most stable structure. FIG. 4 is a transmission electron microscope photograph showing that organic supramolecules form a regular structure in the form of a hexagonal column.

RuO(四酸化ルテニウム)を用いたステイニング
本有機超分子の場合、中心部分をRuO化合物を用いて選択的にステイニングさせることができるので、数分間試料をRuOに蒸気に露出させて中心部分にRuO金属化合物をステイニングさせた(図2c)
Steining using RuO 4 (ruthenium tetroxide) In the case of the present organic supramolecule, the central portion can be selectively stained using the RuO 4 compound, so that the sample is exposed to the vapor on RuO 4 for several minutes. And RuO 4 metal compound was stained in the central part (FIG. 2c).

RuOに試料を露出させる場合、RuO金属化合物が気相に拡散されて有機超分子薄膜上にステイニングされる。RuO金属化合物は特定の反応基(エーテル結合、アルコール、ベンゼン環、アミンなど)と化学的に反応し、本発明で使用した有機超分子の場合、円柱の中心部分に該当する領域がRuO金属化合物によりステイニングされる。 When exposing the sample to a RuO 4, RuO 4 metal compound is staining is diffused into the gas phase to the organic supramolecular thin film. The RuO 4 metal compound chemically reacts with a specific reactive group (ether bond, alcohol, benzene ring, amine, etc.), and in the case of the organic supramolecule used in the present invention, the region corresponding to the central portion of the cylinder is RuO 4. Stained with a metal compound.

使用される有機超分子によってステイニングされる金属化合物を代替することができる。たとえば、OsO(四酸化オスシウム)の場合は炭素二重結合、アルコール、エーテル結合、アミンなどの反応基に化学的にステイニングされる。 Metal compounds stained by the organic supramolecules used can be substituted. For example, in the case of OsO 4 (oscium tetroxide), it is chemically stained to a reactive group such as a carbon double bond, alcohol, ether bond, or amine.

エッチング
その後、反応性イオンエッチング過程を経ると、エッチング速度の差によって中心部分が残っている点形態になる(図2c)。図5はこのように形成された点の形態を示す走査電子顕微鏡の写真である。本発明ではCF気体を用いて約100秒間のエッチングを行った。エッチング時間は機器によって異なるため、これは全ての場合に通用されるとは言えず、条件を設定するためのテスト段階が必要である。
After the etching, after a reactive ion etching process, the central portion remains due to the difference in etching rate (FIG. 2c). FIG. 5 is a photograph of a scanning electron microscope showing the form of the dots formed in this way. In the present invention, etching is performed for about 100 seconds using CF 4 gas. Since the etching time varies depending on the equipment, this cannot be said to be applicable in all cases, and a test stage for setting conditions is necessary.

金属触媒のナノパターンの形成
実施例1〜6の過程で得られた金属化合物がステイニングされた有機超分子のナノパターンをマスクとして金属触媒薄膜層をエッチングして金属触媒のナノパターンを形成した。本発明ではCNT合成のため金属触媒薄膜層を基質と有機超分子薄膜の間に形成した場合で、形成された点構造のナノパターンは以降のエッチング工程においてマスクの役割を果たすことになる(図2c)。すなわち、 RuO化合物がステイニングされた点パターンの形成された部分の下端はエッチングされず、表面が現われた中間薄膜層はエッチングされて有機超分子によって形成されたパターンが中間薄膜層へ移るようになる。これは、中間薄膜層として使用された物質によって異なるが、本発明のようにCNT合成のための金属薄膜層である場合は、イオンミリングによるエッチングが可能で、エッチング条件は各薄膜層の特性による(図2d)。
Formation of metal catalyst nanopattern The metal catalyst thin film layer was etched using the organic supramolecular nanopattern obtained by staining the metal compound obtained in the processes of Examples 1 to 6 as a mask to form a metal catalyst nanopattern. . In the present invention, when the metal catalyst thin film layer is formed between the substrate and the organic supramolecular thin film for CNT synthesis, the formed nanostructure of the point structure serves as a mask in the subsequent etching process (FIG. 2c). That is, the lower end of the spot pattern where the RuO 4 compound is stained is not etched, and the intermediate thin film layer on which the surface appears is etched so that the pattern formed by the organic supramolecules moves to the intermediate thin film layer. become. Although this differs depending on the material used as the intermediate thin film layer, in the case of a metal thin film layer for CNT synthesis as in the present invention, etching by ion milling is possible, and the etching conditions depend on the characteristics of each thin film layer. (Figure 2d).

CNTアレイの製造
、CH、C、C、CO等の反応ガスをチャンバー内に供給しながら両電極に高周波電源を印加してグロウ放電を起こして実施例7で形成された金属触媒ナノアレイ上にCNTを垂直方向に合成及び成長させた。前記合成されたCNTは基質上に固定された金属触媒の規則的な配列によってCNTアレイを形成する(図2e)。また、前記垂直方向に成長されたCNTに先行技術(Huang、S.et al.、J.Phys.Chem.B、106:3543、2002)に開示されている方法と似たようにプラズマを処理して末端部分のキャップを逝去してカルボキシル基を導入した後、多様なバイオレセプターを化学的に固定することができる。
Manufacture of CNT array Example of causing glow discharge by applying high frequency power to both electrodes while supplying reaction gas such as C 2 H 2 , CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 6 , CO, etc. into the chamber CNTs were synthesized and grown in the vertical direction on the metal catalyst nanoarray formed in Step 7. The synthesized CNTs form a CNT array by a regular arrangement of metal catalysts immobilized on a substrate (FIG. 2e). Further, the vertically grown CNTs are treated with plasma in a manner similar to the method disclosed in the prior art (Huang, S. et al., J. Phys. Chem. B, 106: 3543, 2002). Then, after removing the terminal cap and introducing a carboxyl group, various bioreceptors can be chemically immobilized.

CNTアレイにバイオ物質又はバイオレセプターの付着によるバイオチップの製造
前記実施例8で製造されたCNTアレイにバイオレセプターを取り付けることはCNTにバイオレセプターの正味荷電と逆となる極性の電荷を印加するか(KR2003−0014997A)、または結合補助剤を利用して取り付けられる(図2f)。望ましい結合補助剤としてはカーボン基末端にアルデヒド、アミンまたはイミン基が付いている化学物質が使用できる
Manufacture of biochip by attaching biomaterial or bioreceptor to CNT array Does attaching bioreceptor to the CNT array manufactured in Example 8 apply a charge of polarity opposite to the net charge of bioreceptor to CNT? (KR2003-0014997A), or attached using a binding aid (FIG. 2f). A desirable binding aid can be a chemical with an aldehyde, amine or imine group at the end of the carbon group.

また、実施例8で製作されたカルボキシル基の露出されたCNTアレイ末端に、アミン基(NH)を持つバイオレセプターをアミド結合で固定させてバイオチップが製作できる。この時カップリング剤としてEDC(1−エチル−3−(3−ジメチルアミニプロピル)アルボジイミド塩酸塩)を使用し、カップリング剤の補助剤としてはNHS(N−ヒドロキシスクシンイミド)、NHSS(N−ヒドロキシスルホスクシンイミド)などを使用することが望ましい。 In addition, a biochip can be manufactured by fixing a bioreceptor having an amine group (NH 2 ) to the end of the CNT array where the carboxyl group manufactured in Example 8 is exposed by an amide bond. At this time, EDC (1-ethyl-3- (3-dimethylaminipropyl) arbodiimide hydrochloride) is used as a coupling agent, and NHS (N-hydroxysuccinimide) and NHSS (N-hydroxy) are used as auxiliary agents for the coupling agent. It is desirable to use sulfosuccinimide).

自己集合する有機超分子の模型を示す図であり、図1aは円板型又はディスク型デンドリマー1及び扇形の有機超分子2が自己集合によって円柱形態3を作り、これらの円柱が六角形に配列された3次元構造4を形成することを示し、図1bは棒状鎖型又は円錐型の分子5が自己集合によって球型6を作り、これらの球が集まって3次元の空間上に一定の構造7で配列されることを示している。Fig. 1a shows a model of self-assembled organic supramolecules. Fig. 1a shows a disk-shaped or disk-type dendrimer 1 and a fan-shaped organic supramolecule 2 forming a cylindrical form 3 by self-assembly, and these cylinders are arranged in a hexagonal shape. FIG. 1b shows that a rod-shaped chain or cone-shaped molecule 5 forms a sphere 6 by self-assembly, and these spheres gather to form a certain structure in a three-dimensional space. 7 shows that it is arranged. 本発明に係るバイオチップを製作するためのナノパターン及びCNTアレイの形成過程の概略図である。1 is a schematic view of a nano pattern and CNT array formation process for manufacturing a biochip according to the present invention. 成長されたCNT末端部分に存在するキャップを取り除く同時にカルボキシル基を導入する工程を示している概略図である。It is the schematic which shows the process of removing the cap which exists in the grown CNT terminal part, and simultaneously introduce | transducing a carboxyl group. 有機超分子が六角柱形態の規則的な構造を形成することを示す透過電子顕微鏡の写真である。It is a photograph of the transmission electron microscope which shows that an organic supramolecule forms the regular structure of a hexagonal column form. 本発明によって形成されたナノパターンの走査電子顕微鏡の写真である。4 is a scanning electron microscope photograph of a nanopattern formed according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 円板型又はディスク型デンドリマー
2 扇形の有機超分子
3 円柱形態
4 3次元構造
5 円錐型の分子
6 球型
7 一定の構造
1 Disc-shaped or disk-shaped dendrimer 2 Fan-shaped organic supramolecule 3 Cylindrical form 4 Three-dimensional structure 5 Conical molecule 6 Spherical shape 7 Constant structure

Claims (17)

下記の段階を含むカーボンナノチューブ(CNT)ナノアレイの製作方法:
(a)基質上にFe、Ni、Co及び前記金属の合金で構成された群から選ばれた金属触媒薄膜を形成する段階;
(b)前記金属触媒薄膜上に自己集合を誘発する有機超分子の薄膜を形成する段階;
(c)アニーリングによって前記有機超分子を自己集合させて規則的な構造を形成する段階;
(d)前記有機超分子の自己集合によって形成された規則的な構造に選択的に金属化合物をステイニングさせる段階;
(e)前記選択的に金属化合物がステイニングされた薄膜をマスクとしたエッチングを通じて金属化合物がステイニングされていない部分を取り除いて金属化合物がステイニングされた有機超分子のナノパターンを形成する段階;
(f)前記金属化合物のステイニングされた有機超分子のナノパターンをマスクとしたイオンミリングを通じて金属触媒のナノパターンを形成する段階;及び
(g)前記金属触媒のナノパターンにCNTを垂直方向に配列する段階。
A method of fabricating a carbon nanotube (CNT) nanoarray comprising the following steps:
(A) forming a metal catalyst thin film selected from the group consisting of Fe, Ni, Co and an alloy of the metal on a substrate;
(B) forming an organic supramolecular thin film that induces self-assembly on the metal catalyst thin film;
(C) a step of self-assembling the organic supramolecules by annealing to form a regular structure;
(D) selectively staining a metal compound in a regular structure formed by self-assembly of the organic supramolecules;
(E) forming a nano-pattern of organic supramolecules in which the metal compound is stained by removing a portion where the metal compound is not stained through etching using the thin film in which the metal compound is selectively stained as a mask; ;
(F) forming a metal catalyst nanopattern through ion milling using the organic supramolecular nanopattern of the metal compound as a mask; and (g) vertically aligning the CNT with the metal catalyst nanopattern. The stage to arrange.
請求項1において、有機超分子はディスク型デンドリマー、扇形の有機超分子又は円錐型の有機超分子であることを特徴とする方法。 2. The method according to claim 1, wherein the organic supramolecule is a disk-type dendrimer, a fan-shaped organic supramolecule, or a conical organic supramolecule. 請求項2において、有機超分子は化学式1の化合物であることを特徴とする方法。
Figure 2005049334
3. The method of claim 2, wherein the organic supramolecule is a compound of Formula 1.
Figure 2005049334
請求項1において、(c)段階は使用した有機超分子の液晶の相変態温度以上に昇温した後、徐冷させることを特徴とする方法。 2. The method according to claim 1, wherein in step (c), the temperature is raised above the phase transformation temperature of the organic supramolecular liquid crystal used and then gradually cooled. 請求項1において、(d)段階の金属化合物はRuO(四酸化ルテニウム)であることを特徴とする方法。 2. The method according to claim 1, wherein the metal compound in the step (d) is RuO 4 (ruthenium tetroxide). 請求項1において、垂直方向に合成されたCNTアレイ末端にプラズマを処理してカルボキシル基を露出させる段階を更に含むことを特徴とする方法。 2. The method of claim 1, further comprising the step of exposing the CNT array ends synthesized in the vertical direction to plasma to expose carboxyl groups. 請求項1の方法により得られたCNTアレイにタンパク質、ペプチド、アミノ酸、DNA、PNA、酵素基質、リガンド、コファクター、炭水化物、脂質、オリゴヌクレオチド及びRNAで構成された群から選択されたバイオレセプターを取り付けることを特徴とするバイオチップの製作方法。 A bioreceptor selected from the group consisting of proteins, peptides, amino acids, DNA, PNA, enzyme substrates, ligands, cofactors, carbohydrates, lipids, oligonucleotides and RNA in the CNT array obtained by the method of claim 1. A method for producing a biochip characterized by being attached. 請求項7において、CNTに電場を印加してバイオレセプターを取り付けることを特徴とする方法。 8. The method of claim 7, wherein the bioreceptor is attached by applying an electric field to the CNTs. 請求項8において、CNTにバイオレセプターの正味荷電と逆となる極性の電荷を印加することを特徴とする方法。 9. The method according to claim 8, wherein a charge having a polarity opposite to the net charge of the bioreceptor is applied to the CNT. 請求項8において、CNTアレイに結合補助剤を用いてバイオレセプターを取り付けることを特徴とする方法。 9. The method according to claim 8, wherein the bioreceptor is attached to the CNT array using a binding aid. 請求項10において、結合補助剤はカーボン基末端にアルデヒド、アミン又はイミン基が付いている化学物質であることを特徴とする方法。 11. The method according to claim 10, wherein the binding aid is a chemical substance having an aldehyde, amine or imine group at the carbon group end. 請求項6の方法により得られたCNTアレイの末端カルボキシル基にアミン基(NH)を有するバイオレセプターをアミド結合で固定することを特徴とするバイオチップの製造方法。 A method for producing a biochip, comprising fixing a bioreceptor having an amine group (NH 2 ) to a terminal carboxyl group of a CNT array obtained by the method of claim 6 with an amide bond. 請求項12において、アミド結合を誘導するため、カップリング剤とカップリング補助剤を使用することを特徴とする方法。 13. The method according to claim 12, wherein a coupling agent and a coupling aid are used to induce an amide bond. 請求項7によって製作され、CNTのナノアレイにタンパク質、ペプチド、アミノ酸、DNA、PNA、酵素基質、リガンド、コファクター、炭水化物、脂質、オリゴヌクレオチド及びRNAで構成された群から選択されたバイオレセプターを取り付けることを特徴とするバイオチップ。 A bioreceptor selected from the group consisting of proteins, peptides, amino acids, DNA, PNA, enzyme substrates, ligands, cofactors, carbohydrates, lipids, oligonucleotides and RNA, fabricated according to claim 7 A biochip characterized by that. 請求項14のバイオチップを使用することを特徴とするバイオ物質及びバイオレセプター間の反応を検出する方法。 A method for detecting a reaction between a biomaterial and a bioreceptor, wherein the biochip according to claim 14 is used. 請求項12の方法により製作され、CNTのナノアレイにタンパク質、ペプチド、アミノ酸、DNA、PNA、酵素基質、リガンド、コファクター、炭水化物、脂質、オリゴヌクレオチド及びRNAで構成された群から選択されたバイオレセプターがアミド結合によって固定されていることを特徴とするバイオチップ。 A bioreceptor produced by the method of claim 12 and selected from the group consisting of proteins, peptides, amino acids, DNA, PNA, enzyme substrates, ligands, cofactors, carbohydrates, lipids, oligonucleotides and RNA on a CNT nanoarray A biochip characterized in that is fixed by an amide bond. 請求項16のバイオチップを使用することを特徴とするバイオ物質及びバイオレセプター間の反応を検出する方法。
A method for detecting a reaction between a biomaterial and a bioreceptor, characterized in that the biochip of claim 16 is used.
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