JP2017501420A - ナノギャップ電極およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[0043]各個々の刊行物、特許、または特許出願が具体的かつ個別に参照により組み込まれることが示されたかのように本明細書で言及される全ての刊行物、特許、および特許出願は、本明細書と同程度に、参考により組み込まれる。
このようなサブユニットは、一つ以上のA、C、G、T、U、または1以上の相補的なA、C、G、T、Uに固有な他のサブユニット、またはプリン(AまたはG、またはそれらの変異体)またはピリミジン塩基(すなわち、C、T、U、またはその改変体)と相補的でありうる。サブユニットは、塩基の個々の核酸塩基または塩基のグループ(例えば、AA、TA、AT、GC、CG、CT、TC、GT、TG、AC、CAまたはこれらのウラシル同等物)を分解することができる。また、核酸は、デオキシリボ核酸(DNA)またはリボ核酸(RNA)、またはその誘導体である。核酸は一本鎖または二本鎖であり得る。
ナノギャップ電極とその方法
コンピュータ制御システム
Claims (54)
- 第1電極および前記第1電極に隣接する第2電極を含むナノギャップ電極装置であって、前記第1電極は、前記生体分子を通して流すことを可能にする寸法のナノギャップにより前記第2電極から分離され、前記ナノギャップは、少なくとも第1ギャップ領域および第2ギャップ領域を有し、前記第2ギャップ領域は、前記第1ギャップ領域を有する面に対してゼロ度を超える角度で配向する、ナノギャップ電極装置と、
前記ナノギャップ電極装置に接続した電気回路であって、前記ナノギャップを通る前記生体分子の流れに関して前記第1電極および前記第2電極から電気信号を受信する電気回路と
を備える、
生体分子を検出するシステム。 - 前記第2ギャップ領域は、前記第1ギャップ領域を有する前記面に対して略25度を超える角度で配向する、請求項1に記載のシステム。
- 前記第2ギャップ領域は、前記第1ギャップ領域を有する前記面に対して略45度を超える角度で配向する、請求項2に記載のシステム。
- 前記第2ギャップ領域は、前記第1ギャップ領域を有する前記面に対して略90度の角度で配向する、請求項3に記載のシステム。
- 前記第1電極は、基板に隣接する、請求項1に記載のシステム。
- 前記第2電極は、前記第1電極と接触している絶縁層に隣接する、請求項5に記載のシステム。
- 前記第1電極は、第1部分および前記第1部分に隣接する第2部分を備え、前記第1部分および前記第2部分は、前記基板と隣接し、前記第1部分は、前記第2部分より大きな厚みを有する、請求項5に記載のシステム。
- 前記第1部分は、前記第2ギャップ領域を部分的に規定する表面を有し、前記第2部分は、前記第1ギャップ領域を部分的に規定する表面を有する、請求項7に記載のシステム。
- 前記第1電極または前記第2電極の一部は、単一原子先端を有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記第2ギャップ領域の終端は、前記第1ギャップ領域と接続されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記ナノギャップ電極装置と流体連通する少なくとも1つのチャネルをさらに備え、前記ナノギャップに前記生体分子を向かわせるように構成された、請求項1に記載のシステム。
- 前記チャネルは、マイクロ流体構造と統合される、請求項11に記載のシステム。
- 前記電気回路は、前記電気信号から前記生体分子またはその部分を向かわせるようにプログラムされたコンピュータプロセッサの一部である、請求項1に記載のシステム。
- 前記ナノギャップ電極装置は、ナノギャップ電極装置のアレイの一部である、請求項1に記載のシステム。
- 前記ナノギャップ電極装置は、前記アレイの他のナノギャップ電極装置に対して独立してアドレス可能である、請求項14に記載のシステム。
- 前記ナノギャップは、終端が前記第1ギャップ領域と接続された第3ギャップ領域を有する、請求項1に記載のシステム。
- 第1電極および前記第1電極に隣接する第2電極を含むナノギャップ電極装置を備え、
前記第1電極は、前記生体分子を通して流すことを可能にする寸法のナノギャップにより前記第2電極から分離され、
前記ナノギャップは、少なくとも第1ギャップ領域および第2ギャップ領域を有し、
前記第2ギャップ領域は、前記第1ギャップ領域を有する面に対して略90度の角度で配向し、
前記第2ギャップ領域の終端は、前記第1ギャップ領域に接続されている、
生体分子を検知するシステム。 - 前記第1電極は、基板に隣接する、請求項17に記載のシステム。
- 前記第2電極は、前記第1電極と接触している絶縁層に隣接する、請求項18に記載のシステム。
- 前記第1電極は、第1部分および前記第1部分に隣接する第2部分を備え、前記第1部分および前記第2部分は、前記基板と隣接し、前記第1部分は、前記第2部分より大きな厚みを有する、請求項18に記載のシステム。
- 前記第1部分は、前記第2ギャップ領域を部分的に規定する表面を有し、前記第2部分は、前記第1ギャップ領域を部分的に規定する表面を有する、請求項20に記載のシステム。
- 前記第1電極または前記第2電極の一部は、単一原子先端を有する、請求項17に記載のシステム。
- 前記ナノギャップ電極装置と流体連通する少なくとも1つのチャネルをさらに備え、前記ナノギャップに前記生体分子を向かわせるように構成された、請求項17に記載のシステム。
- 前記チャネルは、マイクロ流体構造と統合される、請求項23に記載のシステム。
- 前記ナノギャップ電極装置は、ナノギャップ電極装置のアレイの一部である、請求項17に記載のシステム。
- 前記ナノギャップ電極装置は、前記アレイの他のナノギャップ電極装置に対して独立してアドレス可能である、請求項25に記載のシステム。
- 前記ナノギャップは、終端が前記第1ギャップ領域と接続された第3ギャップ領域を有する、請求項17に記載のシステム。
- (a)第1電極および前記第1電極に隣接する第2電極を有するナノギャップ電極装置に生体分子を向かわせる工程であって、前記第1電極は、前記生体分子を通して流すことを可能にする寸法のナノギャップにより前記第2電極から分離され、前記ナノギャップは、少なくとも第1ギャップ領域および第2ギャップ領域を有し、前記第2ギャップ領域は、前記第1ギャップ領域を有する面に対してゼロ度を超える角度で配向する工程と、
(b)前記ナノギャップを通る前記生体分子の流れに関して電気信号を測定する工程と、
(c)(b)で測定した前記電気信号を使用して前記生体分子を検出することと、
を備える、
生体分子を検出する方法。 - 前記検出する工程は、前記生体分子またはその部分を示す参照信号に対して前記電気信号を比較することを備える、請求項28に記載の方法。
- 前記検出する工程は、前記生体分子またはその部分を識別することを備える、請求項28に記載の方法。
- 前記生体分子は、核酸分子である、請求項28に記載の方法。
- 前記生体分子は、(c)の検出する工程は、前記核酸分子をシーケンシングすることを備える、請求項31に記載の方法。
- 前記電気信号は、電流を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記電流は、トンネル電流である、請求項33に記載の方法。
- 前記第2ギャップ領域は、前記第1ギャップ領域を有する前記面に対して略90度の角度で配向する、請求項28に記載の方法。
- 前記第1電極または前記第2電極の一部は、単一原子先端を有する、請求項28に記載の方法。
- 前記生体分子は、前記ナノギャップ電極装置と流体連通する少なくとも1つのチャネルを通して前記ナノギャップ電極装置に向かう、請求項28に記載の方法。
- 前記ナノギャップ電極装置は、独立してアドレス可能なナノギャップ電極装置のアレイの一部である、請求項28に記載の方法。
- 前記ナノギャップを通る前記生体分子の流れに関し、前記生体分子の一の部分は前記第1ギャップ領域を通って流れ、前記生体分子の他の部分は前記第2ギャップ領域を通って流れる、請求項28に記載の方法。
- 請求項1乃至27のいずれかに記載のシステムを製造する方法。
- 生体分子を検出するために請求項1乃至27のいずれかに記載のシステムを使用することを備える、生体分子を検出する方法。
- (a)基板に隣接する第1電極形成部を提供する工程と、
(b)前記第1電極形成部の表面に隣接するギャップ形成層を形成する工程と、
(c)前記ギャップ形成層に隣接する第2電極形成部を形成する工程と、
(d)前記第1電極部と前記第2電極部の間にナノギャップを形成するために前記ギャップ形成層の一部を除去する工程と、
を備え、
前記ナノギャップは、生体分子を前記ナノギャップを通して流すことを可能にする寸法であり、
前記ナノギャップは、少なくとも第1ギャップ領域および第2ギャップ領域を有し、
前記第2ギャップ領域は、前記第1ギャップ領域を有する面に対してゼロ度を超える角度で配向する、
生体分子を検出する際に使用するナノギャップ電極を製造する方法。 - (c)の工程に続き、前記第1電極形成部の表面、前記ギャップ形成層の第2部分の表面、および前記第2電極形成部の表面を露出する工程をさらに備える、請求項42に記載の方法。
- それぞれが所定の形を有する第1電極部及び第2電極部を提供するため、前記第2電極形成部、前記ギャップ形成層および前記第1電極形成部をパターニングする工程をさらに含む、請求項43に記載の方法。
- 前記第2ギャップ領域は、前記第1ギャップ領域を有する前記面に対して略25度を超える角度で配向する、請求項42に記載の方法。
- 前記第2ギャップ領域は、前記第1ギャップ領域を有する前記面に対して略45度を超える角度で配向する、請求項45に記載の方法。
- 前記第2ギャップ領域は、前記第1ギャップ領域を有する前記面に対して略90度の角度で配向する、請求項46に記載の方法。
- 単一原子先端を有するために前記第1電極部および/または前記第2電極部を加工する工程をさらに備える、請求項42に記載の方法。
- それぞれが単一原子先端を有するために前記第1電極部および前記第2電極部を加工する工程をさらに備える、請求項48に記載の方法。
- 前記ナノギャップと流体連通する少なくとも1つのチャネルを提供する工程をさらに備える、請求項42に記載の方法。
- (a)の工程は、前記電極形成部の他の部分より厚さが薄い前記電極形成部の一の部分に隣接する絶縁層を形成し、前記絶縁層に隣接する前記ギャップ形成層を形成する工程を備える、請求項42に記載の方法。
- 前記第2ギャップ領域の終端は、前記第1ギャップ領域に接続されている、請求項42に記載の方法。
- 前記第1電極形成部は、段差を有する、請求項42に記載の方法。
- 前記第1ギャップ領域は、前記基板に平行である、請求項42に記載の方法。
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