JP2006105985A - ゲート電圧源を用いたバイオポリマの共鳴トンネル効果 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明はバイオポリマの配列を決定し、それを同定するための装置および方法を提供する。本発明は、第一の電極(7)、第二の電極(9)、第一のゲート電極(12)、第二のゲート電極(14)、ゲート電圧源(17)、及び電位手段(11)を提供する。ゲート電極は、電圧源によりランプされ、第一の電極、バイオポリマ、及び第二の電極間で共鳴レベルを探索して決定することができる。第一の電極及び第二の電極と電気接続する電位手段は、固定電位に維持される。バイオポリマの配列を決定して同定する方法も開示される。
【選択図】図1
Description
3 ナノポア
5 バイオポリマ
7 第一の電極
9 第二の電極
11 電位手段
12 第一のゲート電極
14 第二のゲート電極
Claims (20)
- (a)第一のリング電極と、
(b)前記第一のリング電極に隣接する第二のリング電極と、
(c)バイオポリマのエネルギースペクトルをスキャンするために、前記第一のリング電極および前記第二のリング電極に電気接続する第一のゲート電極と、
(d)前記バイオポリマのエネルギースペクトルをスキャンするために、前記第一のリング電極および前記第二のリング電極に電気接続する第二のゲート電極と、
(e)前記第一のリング電極および前記第二のリング電極に隣接し、前記バイオポリマが前記第一のリング電極と前記第二のリング電極との中に配置されることを可能にするように配置されたナノポアと、
(f)前記第一のリング電極から前記ナノポア内の前記バイオポリマの一部を通って前記第二のリング電極に固定電位を印加して、前記バイオポリマの一部を示す信号を生成するために、前記第一のリング電極および前記第二のリング電極に電気接続する電位手段と、及び
(g)前記第一のゲート電極および前記第二のゲート電極にランプ電圧を印加するために、前記第一のゲート電極および前記第二のゲート電極に電気接続するゲート電圧源とを備える、ナノポア内のバイオポリマを検出するための装置。 - 前記第一の電極および前記第二の電極を配置するための基材をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 前記第一の電極を配置するための少なくとも第一の基材をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 前記第二の電極を配置するための少なくとも第二の基材をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- ナノポアを配置するための少なくとも第一の基材をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 前記バイオポリマの一部から生成される信号を検出するための信号検出手段をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 前記バイオポリマが帯電したポリマである、請求項1に記載の装置。
- 前記バイオポリマが、炭水化物、タンパク質、核酸、脂質、グリカン、ポリヌクレオチド、プロテオグリカン、及びポリペプチドからなるグループから選択される、請求項1に記載の装置。
- (a)ナノポア内に配置されたバイオポリマの一部を同定するために、一対のゲート電極にわたってランプ電圧を印加して、トンネル電流を検出することを含む、ナノポアを通って移動するバイオポリマを同定するための方法。
- 前記電流が、前記バイオポリマの一部の少なくとも一つの伝導帯エネルギーと一致するエネルギー準位を有するトンネル電流を含む、請求項9に記載の方法。
- 移動する前記バイオポリマのそれぞれの部分を同定するために、前記ナノポアを通して前記バイオポリマを移動させることをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 前記トンネル電流が、前記バイオポリマの一部の伝導帯エネルギーに共鳴する、請求項10に記載の方法。
- (a)第一のナノポアを有する第一の電極と、
(b)前記第一の電極に隣接して、第二のナノポアを有する第二の電極であって、バイオポリマが、前記第一のナノポア及び前記第二のナノポアを通って移動できるように、前記第一の電極の前記第一のナノポアが、前記第二の電極の前記第二のナノポアと共に配置される、第二の電極と、
(c)前記バイオポリマのエネルギー準位をスキャンするために、前記第一の電極および前記第二の電極に電気接続するゲート電極と、
(d)前記第一の電極から前記バイオポリマの一部を通って前記第二の電極に固定電位を印加して、前記第一のナノポア及び前記第二のナノポアを移動する前記バイオポリマの一部を示す検出可能な信号を生成させるために、前記第一の電極と前記第二の電極を電気接続するための電位手段と、
(e)前記ゲート電極にランプ電圧を印加するために、前記ゲート電極に電気接続するゲート電圧源とを備える、ナノポアを移動するバイオポリマを検出するための装置。 - 前記第一の電極の前記ナノポアが中心点を有し、且つ前記第二の電極の前記ナノポアが中心点を有し、前記第一の電極の中心点が、前記第二の電極の中心点と同軸上に配置される、請求項13に記載の装置。
- 前記第一の電極が、前記第二の電極の上に配置される、請求項14に記載の装置。
- 前記第一の電極と前記第二の電極を配置するための基材をさらに含む、請求項13に記載の装置。
- 前記第二の電極を配置するための第二の基材をさらに含む、請求項13に記載の装置。
- (a)第一の電極と、
(b)前記第一の電極と第二の電極との間にナノポアを画定するために、前記第一の電極から間隔をおいて配置される第二の電極であって、前記ナノポアが、移動するバイオポリマを受け入れるように設計され、前記第一の電極が前記第二の電極に電気接続する、第二の電極と、
(c)前記第一の電極および前記第二の電極に電気接続するゲート電極と、
(d)前記バイオポリマにわたって前記第二の電極に固定電位を印加して、前記ナノポアを移動する前記バイオポリマの一部を示す変調信号を生成するために、前記第一の電極と前記第二の電極を電気接続するための電位手段と、
(e)前記ゲート電極にランプ電圧を印加するために、前記ゲート電極に電気接続するゲート電圧源とを備える、ナノポアを移動するバイオポリマの一部を検出するための装置。 - 前記第一の電極と前記第二の電極との間に画定された前記ナノポアを通して、前記バイオポリマを段階的に移動させる、請求項18に記載の装置。
- ゲート電極に電気接続した第一の電極と第二の電極との間に画定されたナノポア内のバイオポリマを同定する方法であって、前記第一の電極から前記バイオポリマの一部を通って前記第二の電極に固定電位を印加し、前記第一の電極、前記バイオポリマ、及び前記第二の電極のエネルギー準位が、共鳴して、前記ナノポア内に配置された前記バイオポリマの一部を同定するための検出可能な信号を生成する固定電位になるまで、ゲート電極にわたってランプ電圧を印加することを含む、方法。
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