JP5306244B2 - プログラム可能な分子操作方法および装置 - Google Patents
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Description
ものを使用して分子に間接的に影響を与える。
するAFMを提案した。コーネル大学における Harold Craighead 氏および彼のチームは抗体をカンチレバー上の近接プローブに加えた。この装置によって、特定のバクテリアの存在を検出することが可能になる。それが存在する場合、抗体がバクテリアに付着する。プローブがバクテリアの蓄積により重みで押し下げられるとき、振動するカンチレバーの共振周波数が変更される。
Claims (28)
- 分子を操作するための方法であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するステップと、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するステップと、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するステップと
を含み、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に前記分子が前記近接プローブの前記セット全体にわたって移動及び/又は回転するように、前記近接プローブの前記セットにおける2つ又はそれ以上の近接プローブの異なるサブセット上に異なる静電パターンを生成するために前記静電パターンを修正するステップを更に含む、前記方法。 - 分子を操作するための方法であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するステップと、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するステップと、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するステップと
を含み、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に前記分子を曲げるために前記静電パターンを修正するステップを更に含む、前記方法。 - 分子を操作するための方法であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するステップと、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するステップと、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するステップと
を含み、
前記分子を第1分子及び第2分子に分割するために前記静電パターンを修正するステップを更に含む、前記方法。 - 前記近接プローブの前記セットによって前記第1分子又は前記第2分子を保持し続けるステップと、
前記近接プローブの前記セットを用いて前記第1分子又は前記第2分子を操作するステップと
を更に含む、請求項3に記載の方法。 - 分子を操作するための方法であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するステップと、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するステップと、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するステップと
を含み、
前記近接プローブの前記セットにおける2つ又はそれ以上の近接プローブの第1サブセット上に第1静電パターンを生成するために、及び前記近接プローブの前記セットにおける2つ又はそれ以上の近接プローブの第2サブセット上に第2静電パターンを生成するために、前記静電パターンを修正するステップを更に含む、前記方法。 - 前記第1静電パターン及び前記第2静電パターンを独立して操作するステップを更に含む、請求項5に記載の方法。
- 前記第1分子及び前記第2分子が前記近接プローブのセットによって捕捉された状態にある間に前記第1分子及び前記第2分子を独立して操作するステップを更に含む、請求項6に記載の方法。
- 前記第1分子及び前記第2分子が前記近接プローブのセットによって捕捉された状態にある間に前記第1分子を前記第2分子と近接するように移動させるステップと、
前記第1分子及び前記第2分子の間で化学反応を生じさせるステップと
を更に含む、請求項6に記載の方法。 - 前記第1静電パターンを用いて前記分子の第1部分に、及び前記第2静電パターンを用いて前記分子の第2部分に、独立して作用するステップを更に含む、請求項5に記載の方法。
- 分子を操作するための方法であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するステップと、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するステップと、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するステップと
を含み、
前記近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブの前記サブセットが近接プローブの第1サブセットを表し、前記静電パターンが第1静電パターンを表し、及び前記分子が第1分子を表し、
前記方法が、
前記近接プローブの前記セットにおける2つ又はそれ以上の近接プローブの第2サブセット上に静電パターンを配置するステップであって、前記第1のサブセットと前記第2のサブセットは交わることがない、前記配置するステップと、
前記第2静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して第2分子を捕捉するステップと、
前記第2分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に前記第2分子を操作するステップと
を更に含み、
前記方法が、
前記第1分子の少なくとも一部分及び前記第2分子の少なくとも一部分から第3分子を形成するステップを更に含む、
前記方法。 - 分子を操作するための方法であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するステップと、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するステップと、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するステップと
を含み、
前記分子の少なくとも一部分が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に前記分子の少なくとも一部分を反復的に操作するステップを更に含む、前記方法。 - 分子を操作するための方法であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するステップと、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するステップと、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するステップと
を含み、
前記分子を折りたたむために前記分子を操作するステップを更に含む、前記方法。 - 分子を操作するための方法であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するステップと、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するステップと、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するステップと
を含み、
1つの分子又は2つ以上の分子に関する物理的変形に関連した作用を当該分子に与えるために前記分子を操作するステップを更に含む、前記方法。 - 分子を操作するための方法であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するステップと、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するステップと、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するステップと
を含み、
前記セットが操作されるときに、前記捕捉された分子が当該近接プローブのセットと共に移動し、当該移動によって機械的作用又は化学反応を通して当該捕捉された分子に対する修正を生じさせる、前記方法。 - 前記近接プローブの前記サブセットにおける各近接プローブの端部が静電力を及ぼすように前記近接プローブの前記サブセット内の各近接プローブにおける導電材に電位を印加するステップを更に含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記近接プローブの前記サブセットにおける各近接プローブが前記近接プローブのサブセットそれぞれに独特の静電力強度を及ぼすことができるように、前記近接プローブの前記サブセットにおける各近接プローブを独立して制御するステップを更に含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記近接プローブのセットにおける2つ又はそれ以上の近接プローブがカンチレバー型構造を含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記分子が前記近接プローブのセットによって捕捉された状態にある間に前記分子を化学反応において使用するステップ、又は、
前記分子が前記近接プローブのセットによって捕捉された状態にある間に前記分子を化学反応において触媒又は酵素として使用するステップ
を更に含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。 - 近接プローブの第1セットが制御回路に導電性ワイヤで接続され且つ近接プローブの第2セットがさらに前記制御回路に導電性ワイヤで接続され、それによって前記第1セット及び前記第2セットを独立して操作し得るようにした、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記分子が、蛋白質、一片のデオキシリボ核酸(DNA)分子又遺伝的分子である、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 分子を操作するための装置であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するための手段と、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するための手段と、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するための手段と
を含み、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に前記分子が前記近接プローブの前記セット全体にわたって移動及び/又は回転するように、前記近接プローブの前記セットにおける2つ又はそれ以上の近接プローブの異なるサブセット上に異なる静電パターンを生成するために前記静電パターンを修正するための手段を更に含む、前記装置。 - 分子を操作するための装置であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するための手段と、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するための手段と、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するための手段と
を含み、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に前記分子を曲げるために前記静電パターンを修正する手段を更に含む、前記装置。 - 分子を操作するための装置であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するための手段と、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するための手段と、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するための手段と
を含み、
前記分子を第1分子及び第2分子に分割するために前記静電パターンを修正する手段を更に含む、前記装置。 - 分子を操作するための装置であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するための手段と、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するための手段と、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するための手段と
を含み、
前記近接プローブの前記セットにおける2つ又はそれ以上の近接プローブの第1サブセット上に第1静電パターンを生成するために、及び前記近接プローブの前記セットにおける2つ又はそれ以上の近接プローブの第2サブセット上に第2静電パターンを生成するために、前記静電パターンを修正するための手段を更に含む、前記装置。 - 分子を操作するための装置であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するための手段と、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するための手段と、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するための手段と
を含み、
前記近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセットが近接プローブの第1サブセットを表し、前記静電パターンが第1静電パターンを表し、及び前記分子が第1分子を表し、
前記装置が、
前記近接プローブの前記セットにおける2つ又はそれ以上の近接プローブの第2サブセット上に静電パターンを配置するための手段であって、前記第1のサブセットと前記第2のサブセットは交わることがない、前記配置するための手段と、
前記第2静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して第2分子を捕捉するための手段と、
前記第2分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に前記第2分子を操作するための手段と
を更に含み、
前記装置が、
前記第1分子の少なくとも一部分及び前記第2分子の少なくとも一部分から第3分子を形成する手段を更に含む、
前記装置。 - 分子を操作するための装置であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するための手段と、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するための手段と、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するための手段と
を含み、
前記分子の少なくとも一部分が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に前記分子の少なくとも一部分を反復的に操作する手段を更に含む、前記装置。 - 分子を操作するための装置であって、
近接プローブのセットのうち、2つ又はそれ以上の近接プローブのサブセット上に静電パターンを配置するための手段と、
前記静電パターンによって及ぼされる静電力を使用して分子を捕捉するための手段と、
前記分子が前記近接プローブの前記セットによって捕捉された状態にある間に、前記セットを操作することにより前記分子を操作するための手段と
を含み、
前記分子を折りたたむために前記分子を操作する手段を更に含む、前記装置。 - 分子を操作するためのデータ処理システムに、請求項1〜20のいずれか1項に記載の方法の各ステップを実行させるコンピュータ・プログラム。
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