KR101205937B1 - Nanocontact printing - Google Patents

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KR101205937B1
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프란세스코 스텔라치
아름 에이미 유
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메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지
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Abstract

분자들, 특히 유기분자들의 가역적인 자기 조립체에 기초한 분자 패턴 및/또는 디바이스를 스탬핑하는 방법이 개시된다. 본 방법은, 임의의 나노 제작형 장치의 스탬핑을 위해 적절하며, 하나의 기판으로부터 다른 기판으로 동시에 다량의 정보 패턴을 이전하는 데에 사용될 수 있다.Disclosed are a molecular pattern and / or a method of stamping a device based on reversible magnetic assembly of molecules, especially organic molecules. The method is suitable for stamping of any nanofabricated device and can be used to simultaneously transfer large amounts of information patterns from one substrate to another.

나노 콘택트 프린팅 Nano Contact Printing

Description

나노 콘택트 프린팅{NANOCONTACT PRINTING}Nano contact printing {NANOCONTACT PRINTING}

최근, 나노 스케일의 새로운 현상을 이해하고자 하는 상당한 노력이 있어 왔으며, 다양한 새로운 나노 구조 재료가 제조되고 그 특성이 분석되어 왔다. 흥미로운 성질을 가지는 새로운 장치들이 공학 기술을 통해 제조되기 시작하고 있다. 일상 생활을 바꾸어 줄 차세대의 저렴하고 혁신적인 도구에 대한 기대가 매우 높다. 새로운 군의 재료 및 제조 방법과 함께 기대된 특성들 및 기대하지 못했던 특성들의 새로운 조합으로 인해 10년 전에는 전혀 생각해내지 못했던 장치들이 가능하게 되었다. 반도체 양자점에서는 물론 금속 나노 입자에 있어서의 쿨롱 봉쇄(couloumb blockade), 반도체 나노 입자로부터의 협폭 형광 발광, 나노 와이어 및 나노 튜브에서의 양자화된 탄도 전도(quantized ballistic conduction)는 광학적 및 전자적 장치를 고안하는 방식에 영향을 줄 몇몇 신규재료/현상이다. 나노 디바이스 및 제조 기술에 대한 개설은, Bashir 등의, Superlattice and Microstructures (2001), 29(1):l-16; Xia, 등의, Chem. Rev. (1999), 99:1823-1848; 및 Gonsalves 등의, Advanced Materials (2001), 13(10):703-714 를 참조하며, 상기 문헌들의 모든 개시 내용은 본원 명세서에 통합된다.Recently, considerable efforts have been made to understand new phenomena on the nanoscale, and a variety of new nanostructured materials have been produced and characterized. New devices with interesting properties are beginning to be manufactured through engineering techniques. Expectations are high for the next generation of inexpensive and innovative tools that will change everyday life. A new combination of expected and unexpected properties, along with a new family of materials and manufacturing methods, has enabled devices that were never conceived 10 years ago. Coulomb blockade in metal nanoparticles, narrow fluorescence emission from semiconductor nanoparticles, and quantized ballistic conduction in nanowires and nanotubes, as well as in semiconductor quantum dots, can be used to design optical and electronic devices. Some new materials / phenomena that will affect the method. An overview of nanodevices and fabrication techniques is described in Bashir et al., Superlattice and Microstructures (2001), 29 (1): l-16; Xia, et al., Chem. Rev. (1999), 99: 1823-1848; And Advanced Materials (2001), 13 (10): 703-714, to Gonsalves et al., All disclosures of which are incorporated herein by reference.

나노 과학 및 주로 나노 기술의 제1 단계는 무기 반도체 및 금속에 기초한 새로운 재료 및 장치의 개발 및 특성 분석이 지배하였다. 이에 대한 하나의 이유 는, 나노미터 규모의 구조물 및 장치를 만들 수 있는 제1 도구들 중의 하나인 e-빔 리쏘그라피가 무기 기판 상에 무기 재료를 패터닝하는 기술이기 때문이다. 최근의 현저한 발전으로 스캐닝 프로브 마이크로스코프(scanning probe microscope:SPM)에 기초한 신규하고 매우 다재 다능한 나노 리쏘그라피 기술이 개발되었다. 다양한 종류의 SPM을 사용하여, 광범위한 유기 및 무기 기판이, 국소화된 화학적 개질을 유도함에 의해, 혹은 자기 조립 단층(self-assembled monolayer:SAM)을 형성함에 의해 패터닝될 수 있다. 예를 들어, Mirkin 및 동료들은, 현미경 팁(microscope tip)으로부터 기판으로의 분자들의 제어된 이전에 의해 5nm 미만의 해상도로 SAM이 생성되는 원자력 현미경(AFM) 기반 기술 (Dip Pen Nanolithography, DPM)을 개발하였다 (참조: Lee 등의 Science (2002), 295:1702-1705; Demers 등의 Angew. Chem. Int. Ed. (2001), 40(16):3069-3071; Hong 등의 Science (1999), 286:523-525; Piner 등의 Science (1999), 283:661-663; Demer 등의, Angew. Chem. Int. Ed. (2001), 40(16):3071-3073; Demers 등의, Science (2002), 296:1836-1838, 미국특허 제 2002/0063212, 2003/0049381, 2003/0068446, 및 2003/0157254에 개시되어 있으며, 상기 문헌들의 전체 개시 내용은 모두 원용에 의해 본 명세서에 통합된다). 이러한 기술들의 개발은 주요한 획기적 발전을 대표하며, 현재 무기재료 뿐만 아니라 유기 재료 및 생물 재료에 기초한 장치가 제조 가능하다. 유기계 나노 재료는, 나노 스케일로 유효하게 조정될 수 있는 많은 흥미로운 특성을 가지는 경향이 있다. 이러한 신규한 제조 기술 및 표면과 초-분자화학(supra-molecular chemistry)에서의 기본 개념의 해명 덕분에 새로운 장치들이 현재 개발 중에 있다.The first stage of nanoscience and primarily nanotechnology was dominated by the development and characterization of new materials and devices based on inorganic semiconductors and metals. One reason for this is that e-beam lithography, one of the first tools for making nanometer scale structures and devices, is a technique for patterning inorganic materials on inorganic substrates. Recent significant developments have led to the development of new and very versatile nano lithography techniques based on scanning probe microscopes (SPMs). Using various kinds of SPMs, a wide range of organic and inorganic substrates can be patterned by inducing localized chemical modification or by forming a self-assembled monolayer (SAM). For example, Mirkin and colleagues have developed an atomic force microscopy (AFM) based technique (DPM), in which SAM is produced at a resolution of less than 5 nm by controlled transfer of molecules from a microscope tip to a substrate. Lee et al. Science (2002), 295: 1702-1705; Demers et al. Angew. Chem. Int. Ed. (2001), 40 (16): 3069-3071; Hong et al. Science (1999) 286: 523-525; Science (1999), 283: 661-663 by Piner et al., Demer et al., Angew. Chem. Int. Ed. (2001), 40 (16): 3071-3073; Demers et al., Science (2002), 296: 1836-1838, US Pat. Nos. 2002/0063212, 2003/0049381, 2003/0068446, and 2003/0157254, all of which are hereby incorporated by reference in their entirety. do). The development of these technologies represents a major breakthrough, and devices based on organic and biological materials as well as inorganic materials can now be manufactured. Organic nanomaterials tend to have many interesting properties that can be effectively tuned on a nanoscale. New devices are currently under development thanks to this novel manufacturing technique and the clarification of the basic concepts in surface and supra-molecular chemistry.

유기 및 무기계 나노 리소그라피 기술을 사용하여, 많은 다양한 나노-디바이스(예를 들어, 나노-트랜지스터, 나노-센서, 및 나노-도파관 등)들이 현재 제조되고 있다. 그러나, 나노 기술이 얼마나 큰 영향을 주는지를 예측하기 위해서는, 복잡한 장치의 제조 속도를 평가해야 한다. 장치 제조시간 (및 재현 가능성)은 나노 기술에서의 주요 제한이 될 것이라고 예측되고 있다. 특히, 제조 규모를 어떻게 증가시킬 것이가 대한 문제가 해결되지 않고 있다.Using organic and inorganic nanolithography techniques, many different nano-devices (eg, nano-transistors, nano-sensors, and nano-waveguides, etc.) are currently manufactured. However, in order to predict how big nanotechnology can affect, the speed of manufacturing complex devices must be evaluated. Device manufacturing time (and reproducibility) is expected to be a major limitation in nanotechnology. In particular, the problem of how to increase the manufacturing scale has not been solved.

나노 기술이 미세-접촉 프린팅에 상응하는 기술을 가지는 것은 바람직한 일이다: Whiteside 등에 의해 공업적으로 제조되는 스탬핑 기술 (참조: 미국특허 제5,512,131호, 제5,900,160호, 제6,048,623호, 제6,180,239호, 제6,322,979호, 제6,518,168호, 상기 문헌들의 모든 개시 내용은 원용에 의해 본 명세서로 통합된다)은 마이크로 디바이스의 고안 방식에 혁명을 가져왔으며, 비-화학자들로 하여금 바이오-MEMS와 같이 복잡한 장치를 제조할 수 있도록 하는 데에 거대한 영향을 끼쳐 왔다. 불행하게도, 미세 접촉 프린팅은 나노 기술에서 그 응용을 제한하는 몇몇 해상도 제한을 가지고 있다. 프린스턴에서 Chou 등은 최근 이러한 문제를 다루었다. 그들의 방법은, 미국특허 제5,772,905 및 6,309,580와 미국특허출원 2002/0167117, 2003/0034329, 2003/0080471, 및 2003/0080472 에 기술되어 있으며, 이들 문헌의 전체 개시내용은 원용에 의해 본 명세서에 통합된다. 그들의 방법은, 실리콘 웨이퍼를 오버코팅하고 있는 연성 폴리머 필름 상에 스탬핑되어 있는 하드 몰드(즉, 무기 재료로 만들어진 주형)에 기초하고 있다. 프린팅된 기판은, 전형적으로, 금속성 와이어 또는 반도체 재료로 이루어져 있다 (참조: Chou 등, Nature (2002), 417:835-837; 및 Austin 등, J. Vac. Sci. Technol. B (2002), 20(2); 665-667, 상기 문헌의 개시 내용은 모두 원용에 의해 본 명세서에 통합된다)It is desirable for nanotechnology to have a technique corresponding to micro-contact printing: stamping techniques manufactured industrially by Whiteside et al. (See US Pat. Nos. 5,512,131, 5,900,160, 6,048,623, 6,180,239, 6,322,979, 6,518,168, all disclosures of which are incorporated herein by reference, have revolutionized the way microdevices are designed, allowing non-chemists to produce complex devices such as bio-MEMS. It has had a huge impact on what we can do. Unfortunately, microcontact printing has some resolution limitations that limit its application in nanotechnology. Chou et al. In Princeton recently addressed these issues. Their methods are described in US Pat. Nos. 5,772,905 and 6,309,580 and in US Patent Applications 2002/0167117, 2003/0034329, 2003/0080471, and 2003/0080472, the entire disclosures of which are incorporated herein by reference. . Their method is based on a hard mold (ie, a mold made of inorganic material) stamped onto a flexible polymer film overcoating a silicon wafer. The printed substrate typically consists of a metallic wire or semiconductor material (see Chou et al., Nature (2002), 417: 835-837; and Austin et al., J. Vac. Sci. Technol. B (2002), 20 (2); 665-667, all of which are incorporated herein by reference)

나노 스케일 장치를 제조하기 위한 현존 나노 리쏘그라피 기술의 문제점은 많은 장치들의 특징부(feature)들이 일련의 단계로 제조된다는 것이다. 따라서, 이들 기술은 비교적 간단한 장치를 위해서는 유용하지만, 다수의 특징부을 가지는 장치의 제조는 매우 긴 시간이 걸릴 수 있다. 이러한 문제점을 다루기 위한 하나의 노력이 SPM 용 멀티-팁 어레이의 제조 (참조: Zhang 등, Nanotechnology (2002), 13:212, 상기 문헌의 전체 개시 내용은, 원용에 의해 본 명세서에 통합된다)이다. 이러한 시도들이 대략 수만 종류의 나노-장치의 병렬 제조(parallel fabrication)를 가능케 하였으나, 장치 상에 다수개의 특징부를 단일 공정 단계로 제조함에 의해 대량 생산을 촉진할 수 있는 나노 스케일의 스탬핑 기술의 개발은 바람직한 것이다.A problem with existing nanolithography techniques for making nanoscale devices is that the features of many devices are manufactured in a series of steps. Thus, while these techniques are useful for relatively simple devices, the manufacture of devices with multiple features can take a very long time. One effort to address this problem is the fabrication of multi-tip arrays for SPM (Zhang et al., Nanotechnology (2002), 13: 212, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference). . While these attempts have enabled parallel fabrication of approximately tens of thousands of nano-devices, the development of nanoscale stamping techniques that can facilitate mass production by fabricating multiple features on a device in a single process step has It is preferable.

발명의 개요Summary of the Invention

본 발명의 방법은, 최근 개발되고 종종 복잡한 기계의 사용을 필요로 하는 화학적 지향의 나노 리쏘그라피 기술을 보완하는 것이다. 예를 들어, DNA 테스팅 어레이가 딥 펜 나노리소그라피를 사용하여 제조될 수 있음이 이미 밝혀졌다. 이러한 장치들의 마스터(master)가 일단 제조되면, 본 발명의 개시 내용은, 복잡한 장치의 사용 및 복잡한 재료를 필요로 하지 않으면서, 예를 들어, 생물학적 유해물질의 검출을 위한, 많은 수의 저렴하고 극도로 민감한 장치를 프린팅하기 위해 사용될 수 있다. 이전 공정이 자기 조립에 기초한 것이기 때문에, 마스터의 제조 이외에는, 모든 단계가 매우 큰 영역에 걸쳐 다중 기판 상에 병렬로 수행될 수 있다.The method of the present invention complements chemically oriented nanolithography techniques that have recently been developed and often require the use of complex machines. For example, it has already been found that DNA testing arrays can be prepared using dip pen nanolithography. Once masters of such devices are manufactured, the present disclosure provides a large number of inexpensive and, for example, detection of biohazards without the use of complex devices and complex materials. It can be used to print extremely sensitive devices. Since the previous process is based on self-assembly, all steps can be performed in parallel on multiple substrates over very large areas, except for the manufacture of the master.

한 측면에서, 본 발명은, 마스터의 상보적 이미지를 형성하는 방법이다. 상기 방법은, 패턴을 형성하도록 제1 기판에 결합된 제1 세트 분자를 포함한다. 제1 세트 분자들이 핵산을 포함하는 경우, 상기 제1 세트 분자들은 상이한 서열을 가지는 복수개의 핵산을 포함한다. 상기 방법은, 추가로, 인력 또는 결합형성을 경유하여, 제1 세트 분자 위에 제2 세트 분자를 조립하는 것을 포함한다. 제2 세트 분자 내에 있는 각각의 분자는, 반응성의 작용기 및, 제1 세트 분자 중 하나 이상에 끌리거나 결합하는 인식 성분(recognition component)을 포함한다. 상기 방법은, 추가로, 제2 세트 분자와 제2 기판 사이에 결합을 형성하도록 제2 세트 분자의 반응성 작용기를 제2 기판의 표면과 접촉시키는 것과, 마스터의 상보적 이미지를 형성하도록 제1 세트 분자와 제2 세트 분자 사이의 인력 또는 결합을 파괴하는 것과, 선택적으로, 조립, 접촉 및 파괴의 상기 단계들을 1회 이상 반복하는 것을 포함한다.In one aspect, the invention is a method of forming a complementary image of a master. The method includes a first set of molecules bound to a first substrate to form a pattern. When the first set of molecules comprises nucleic acids, the first set of molecules comprises a plurality of nucleic acids having different sequences. The method further includes assembling a second set molecule on the first set molecule via attraction or bond formation. Each molecule in the second set of molecules includes a reactive functional group and a recognition component that attracts or binds to one or more of the first set of molecules. The method further comprises contacting the reactive functional group of the second set molecule with the surface of the second substrate to form a bond between the second set molecule and the second substrate, and forming the complementary image of the master. Breaking the attractive force or bond between the molecule and the second set of molecules, and optionally repeating one or more of the above steps of assembly, contacting and breaking.

제2 세트 분자들의 각 분자은 하나 이상의 노출된 작용기, 반응성 작용기를 인식 성분에 연결하는 공유결합 또는 제1 스페이서, 혹은 상기 노출된 작용기를 인식 성분에 연결하는 공유결합 또는 제2 스페이서를 더 포함한다. 제2 세트 분자들은, 마스터를 제2 세트 분자들을 포함하는 용액과 접촉시킴에 의해, 제1 세트 분자들 위에 조립될 수 있다. 예를 들어, 마스터는, 제2 세트 분자를 함유하는 용액의 모세관 작용에 의해 제2 기판과 접촉을 유지할 수 있으며, 제1 및 제2 세트 분자들 사이의 인력 또는 결합은 용액을 증발시킴에 의해 파괴될 수 있다.Each molecule of the second set of molecules further comprises one or more exposed functional groups, a covalent bond or first spacer connecting the reactive functional group to the recognition component, or a covalent bond or a second spacer connecting the exposed functional group to the recognition component. The second set molecules can be assembled on the first set molecules by contacting the master with a solution comprising the second set molecules. For example, the master can maintain contact with the second substrate by capillary action of the solution containing the second set of molecules, and attraction or bonding between the first and second set molecules by evaporating the solution. Can be destroyed.

제2 세트 분자들은, 다른 인식 성분, 다른 노출 작용성, 또는 이들 양자를 가질 수 있는 2종 이상의 상이한 분자들을 포함할 수 있다. 2종 이상의 상이한 분자들은 제2 기판상에, 프로파일을 가지며 2개 이상의 높이를 포함하는 패턴을 형성할 수 있다. 상기 2종 이상의 상이한 분자들 중 적어도 하나는, 제1 스페이서를 포함할 수 있고, 상기 2종 이상의 상이한 분자들 중 다른 분자는 상기 제1 스페이서와는 다른 길이를 가지는 제2 스페이서를 가지거나 혹은 스페이서가 없을 수 있다. 대안적 구현예에서, 제1 세트 분자과 제2 세트 분자 사이의 결합은, 열을 가함에 의하거나 혹은 높은 이온력을 가지는 용액과 상기 결합을 접촉시킴에 의해 파괴될 수 있다. The second set of molecules may comprise two or more different molecules that may have different recognition components, different exposure functionality, or both. Two or more different molecules may form a pattern on the second substrate that has a profile and includes two or more heights. At least one of the two or more different molecules may comprise a first spacer, and another molecule of the two or more different molecules may have a second spacer having a length different from the first spacer or a spacer There may not be. In an alternative embodiment, the bond between the first set molecule and the second set molecule can be broken by applying heat or by contacting the bond with a solution having a high ionic force.

몇몇 구현예에서, 상기 제1 세트 분자들 각각의 성분은 핵산 서열일 수 있고, 제2 세트 분자들의 인식 성분은, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 적어도 99%가 제1 세트 분자들 상의 상기 핵산 서열에 상보적인 핵산 서열일 수 있다. 제1 및 제2 세트 분자들 사이의 결합은, 상기 결합을 효소와 접촉시킴에 의해 파괴될 수 있다. 핵산서열은 DNA, RNA, 개질된 핵산 서열, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제1 세트 분자, 제2 세트 분자, 또는 이들 양자는, 펩티드 핵산 서열을 포함할 수 있다. In some embodiments, the component of each of the first set molecules may be a nucleic acid sequence and the recognition component of the second set molecules may be at least 80%, at least 90%, at least 95%, or at least 99% of the first set. It may be a nucleic acid sequence complementary to the nucleic acid sequence on the molecules. The bond between the first and second set molecules can be broken by contacting the bond with an enzyme. Nucleic acid sequences can include DNA, RNA, modified nucleic acid sequences, or combinations thereof. The first set molecule, the second set molecule, or both, may comprise peptide nucleic acid sequences.

상기 방법은, 하나 이상의 금속, 금속 산화물, 또는 이들의 조합의 패턴을 기판의 표면상에 형성하고, 상기 표면을 제1 세트 분자와 접촉시키는 것을 더 포함할 수 있다. 이 구현예에서, 제1 세트 분자들의 각 분자는,패턴을 형성하도록 상기 기판에 결합된 제1 세트 분자들을 포함하는 마스터를 형성하기 위해 금속 또는 금속 산화물과 제1 세트 분자인 분자들과 결합을 형성하는 반응성 작용기를 가진다.The method may further comprise forming a pattern of one or more metals, metal oxides, or a combination thereof on the surface of the substrate and contacting the surface with the first set of molecules. In this embodiment, each molecule of the first set of molecules bonds with a metal or metal oxide and molecules that are the first set of molecules to form a master comprising first set molecules bonded to the substrate to form a pattern. It has a reactive functional group to form.

한 구현예에서, 제2 기판 표면의 적어도 일부는 제2 세트 분자들이 없을 수 있다. 상기 방법은, 제2 기판의 표면을 제2 세트 분자들에 대하여 화학적으로 불활성이고 적어도 제2 기판의 표면층을 퇴화(degrade)시키도록 선택된 반응제와 접촉하여, 제2 기판의 표면의 제2 세트 분자들이 없는 부분을 퇴화(degrade)하는 것, 및 제2 세트 분자를 제거하여 제2 기판 표면의 제2 기판의 표면의 일부를 노출하는 것을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명은, 제2 세트 분자들이 없는 상기 부분에 재료를 퇴적시키고, 제2 세트 분자를 제거하여 제2 기판 표면의 일부를 노출하는 것을 포함한다. 제1 및 제2 세트 분자들간의 인력은 자성(magnetic)일 수 있다.In one embodiment, at least a portion of the second substrate surface may be free of second set molecules. The method comprises contacting a surface of a second substrate with a reactant selected chemically inert with respect to the second set of molecules and selected to degrade at least the surface layer of the second substrate. Degrading the portion free of molecules, and removing the second set of molecules to expose a portion of the surface of the second substrate of the second substrate surface. For example, the present invention includes depositing material in the portion without the second set of molecules and removing the second set of molecules to expose a portion of the second substrate surface. The attraction between the first and second set molecules may be magnetic.

다른 측면에서, 본 발명은, 마스터 혹은 마스터의 일부의 복제를 형성하는 방법이다. 상기 방법은, 패턴을 형성하도록 제1 기판 상에 결합된 제1 세트 분자를 포함하는 마스터를 제공하는 단계, 상기 제1 세트 분자 상에 제2 세트 분자를 결합 형성을 통해 조립하는 단계, 제2 세트 분자와 제2 기판 사이에 결합을 형성하도록 제2 세트 분자의 반응성 작용기를 제2 기판의 표면과 접촉시키는 단계, 마스터의 상보적 이미지를 형성하도록 제2 세트 분자 상의 인식 성분과 제1 세트 분자들 사이의 결합을 파괴하는 단계, 상보적 이미지의 제2 세트 분자들 위에 제3 세트 분자들을 결합을 통해 조립하는 단계, 제3 세트 분자들과 제3 기판 사이의 결합을 형성하도록 제3 세트 분자들의 반응성 작용기를 제3 기판의 표면과 접촉시키는 단계, 마스터 또는 마스터의 일부의 복제를 형성하도록 제3 세트 분자들 위의 인식 성분과 제2 세트 분자들 사이의 결합을 파괴하는 단계, 및 선택적으로 제3 세트 분자를 조립하는 단계, 제3 세트 분자의 반응성 기를 접촉하는 단계, 제2 세트 분자와 제3 세트 분자 사이의 결합을 파괴하는 단계들을 1회 이상 반복하는 단계를 포함한다.In another aspect, the invention is a method of forming a replica of a master or part of a master. The method includes providing a master comprising a first set of molecules bound on a first substrate to form a pattern, assembling a second set of molecules on the first set of molecules through bond formation, a second Contacting the reactive functional group of the second set molecule with the surface of the second substrate to form a bond between the set molecule and the second substrate, the recognition component on the second set molecule and the first set molecule to form a complementary image of the master Breaking the bonds between the particles, assembling the third set molecules through the bond on the second set molecules of the complementary image, the third set molecules to form a bond between the third set molecules and the third substrate. Contacting a reactive functional group thereof with a surface of a third substrate, the binding between the recognition component on the third set molecules and the second set molecules to form a replica of the master or a portion of the master Destroying, and optionally assembling the third set molecule, contacting the reactive groups of the third set molecule, and repeating one or more steps of breaking the bond between the second set molecule and the third set molecule. It includes.

다른 측면에서, 본 발명은 제1 기판에 결합된 제1 세트 분자의 제1 패턴 및 제2 세트 분자들의 각 분자 위의 반응성 작용기를 경유하여 제2 기판에 결합된 결합된 제2 세트분자의 패턴을 포함하는 상보적 이미지를 포함하는 구성물(composition)에 관한 것이다. 제1 세트 분자가 핵산 서열을 포함할 경우, 제1 세트 분자들은 상이한 서열을 가지는 복수개의 핵산을 포함하며, 제2 세트 분자들 내의 각 분자는 상기 제1 세트 분자들로부터 분자의 적어도 일부에 결합하는 인식 성분을 가진다. 제1 패턴을 가진 제1 기판은 재사용 가능한 마스터이다.In another aspect, the invention provides a first pattern of a first set of molecules bound to a first substrate and a pattern of bound second set molecules bound to a second substrate via reactive functional groups on each molecule of the second set molecules. It relates to a composition comprising a complementary image comprising a. If the first set of molecules comprises a nucleic acid sequence, the first set of molecules comprises a plurality of nucleic acids having different sequences, and each molecule within the second set of molecules binds to at least a portion of the molecule from the first set of molecules. Has a recognition component. The first substrate with the first pattern is a reusable master.

다른 측면에서, 본 발명은 기판 상에 분자 패턴을 프린팅하기 위한 키트이다. 상기 키트는, 기판 상에 결합된 제1 세트 분자의 패턴 및 제2 세트 분자를 포함하며, 제2 세트 분자는 반응성 작용기 및 상기 제1 세트 분자에 결합하는 인식 성분을 포함한다.In another aspect, the invention is a kit for printing a molecular pattern on a substrate. The kit includes a pattern of a first set of molecules bound to a substrate and a second set of molecules, the second set of molecules comprising a reactive functional group and a recognition component that binds to the first set of molecules.

DNA 가닥과 같은 분자에 저장된 정보의 양은 거대할 수 있다. 본 발명의 방법은 이러한 정보를 대규모의 평행적 방법으로 (즉, 많은 단계 대신 하나 또는 단지 몇개의 단계로) 이전할 수 가능성을 가진다. 따라서, 현재 다단계 기술을 사용하여 제조되고 있는 장치가 단일단계로 제조될 수 있다. 이러한 기회로 인해 제조된 기판에서의 복잡도를 증가시키는 쪽으로 연구와 장치 제조자들은 방향을 전환할 것이다. 간단한 예로서, 본 발명의 방법을 사용하여, 예를 들면 채널의 벽을 한정하는 50종류의 상이한 DNA 가닥을 가지는 일련의 50개의 나노 및 마이크로 유체 채널을 가지는 1 ㎟ 기판 상에 본 발명의 방법으로 하나의 단일 프린팅 단계에 의해 마스터가 제조된다면, 각각이 상이한 방식으로 기능화된 벽을 구비한 상기 일련의 나노 및 마이크로 유체 채널의 상보적 이미지가 1 ㎟ 기판 상에 제조될 수 있으며, 이는 칩 상의 실제 실험실(real lab)이다.The amount of information stored in molecules such as DNA strands can be huge. The method of the present invention has the potential to transfer this information in a massively parallel way (ie in one or only a few steps instead of many steps). Thus, a device currently being manufactured using multi-stage technology can be manufactured in a single step. This opportunity will shift research and device manufacturers to increase the complexity in fabricated substrates. As a simple example, using the method of the present invention, for example, the method of the present invention on a 1 mm 2 substrate having a series of 50 nano and microfluidic channels having 50 different DNA strands defining the walls of the channel, If the master is manufactured by one single printing step, complementary images of the series of nano and microfluidic channels, each with walls functionalized in different ways, can be produced on a 1 mm 2 substrate, which is the actual on chip It's a real lab.

본 발명의 개시의 고유한 특징은, 본 발명의 병렬적 방법을 사용하여, 마스터 자체를 복사하고, 따라서 복제할 수 있는 능력이다. 이는, 현존하는 방식을 뛰어 넘는 주요 장점이다. 다수의 마스터는 종종 거대한 생산 라인을 필요로 한다. 이는, 현존하는 몰드의 소모와 결합하여, 마스터의 일정한 생산이 요구되는 것을 의미한다. 본 발명의 방법에서는, 일단 마스터가 생산되면, 이로부터 마스터의 복제물이 제조될 수 있으며, 이들 새로운 마스터는, 최종 장치를 프린팅하기 위해 사용될 수 있다. 복제성은 향상되어야 하고 연속적 방식으로 특징부를 생산하는 제1 마스터의 제조를 위한 장치의 사용은 단지 제1 마스터의 제조를 위해서만 사용되어야 할 것이다. A unique feature of the present disclosure is the ability to copy and thus duplicate the master itself using the parallel method of the present invention. This is a major advantage over existing methods. Many masters often require huge production lines. This means that, in combination with the consumption of existing molds, constant production of the master is required. In the method of the present invention, once a master is produced, replicas of the master can be made therefrom and these new masters can be used to print the final device. Replication should be improved and the use of an apparatus for the manufacture of a first master producing features in a continuous manner should only be used for the manufacture of the first master.

본 발명의 방법은, 유기 SAM을 프린팅하기 위해 사용될 수 있기 때문에 혁신적일 뿐만 아니라, 본 발명의 방법은 다중 형태의 정보 (예를 들어, 케미컬 + 형상)를 이전하고 병렬적 방식으로 마스터를 복제하기 위해 사용될 수 있기 때문에 혁명적인 것이다.The method of the present invention is not only innovative because it can be used to print organic SAMs, but also the method of the present invention transfers multiple forms of information (e.g., chemical + shape) and replicates the master in a parallel manner. It is revolutionary because it can be used for

정의Justice

본 명세서에서 사용되는 바의 "마스터"는, 랜덤 또는 비-랜덤 패턴으로 기판의 표면에 결합되어 있는 제1 세트 분자를 구비한 기판이다. 한 구현예에서, 제1 세트 분자는 비-랜덤 패턴으로 마스터에 결합되어 있다. 제1 세트 분자는 하나 이상의 상이한 분자를 포함한다. 패턴내에 암호화된 정보는 기판의 표면의 각 분자의 위치 및/또는 분자의 화학적 본성(즉, 특정 핵산 서열을 가지는 제1 세트 분자로부터의 분자는 상보적 서열을 가지는 핵산 분자에 특이적으로 결합함)으로부터 온다.As used herein, a "master" is a substrate having a first set of molecules bound to the surface of the substrate in a random or non-random pattern. In one embodiment, the first set of molecules is coupled to the master in a non-random pattern. The first set of molecules includes one or more different molecules. The information encoded in the pattern may indicate the location of each molecule on the surface of the substrate and / or the chemical nature of the molecule (ie, molecules from the first set of molecules having a particular nucleic acid sequence specifically bind to nucleic acid molecules having complementary sequences). Comes from).

본 명세서에서 사용되는 바의 "마스터의 상보적 이미지"는, 기판상의 이미지로서, 마스터 상의 패턴이 비대칭인 경우, 마스터 내에 암호화된 공간 및/또는 화학 정보 또는 이들의 일부의 거울 이미지 또는 마스터 상의 패턴이 대칭인 경우, 복사본(copy)이다. 한 구현예에서, 상보적 이미지는, 제2 기판에 제2 세트 분자를 결합함에 의해 형성된다. 예를 들어, 마스터에 결합된 제1 세트 분자가 비대칭-중심 대칭 패턴을 형성하는 핵산 분자의 경우, 마스터의 상보적 이미지는, 상기 제1 세트 분자로부터의 핵산 서열의 적어도 일부에 상보적인 서열을 가지는 핵산 서열인 제2 세트 분자를, 제2 기판 상에 형성된 마스터의 거울 이미지가 될 것이다. 몇몇 구현예에서, 상보적 이미지로 이전된 화학정보는 마스터 상의 이미지에 대하여 동일하지 않지만, 마스터로부터의 정보의 적어도 일부가 복제될 수 있도록 하기 위해서는 충분한 정보이다. 예를 들어, 제1 및 제2 세트 분자들이 핵산 분자인 경우, 상기 제1 세트 분자로부터의 분자의 적어도 3개 이상의 연속하는 염기가 제2 세트 분자로부터의 3개 이상의 연속하는 염기에 상보적일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 세트 분자들 상에서의 핵산 서열 중 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 95% 또는 적어도 99%이 상보적일 수 있다. 상보적 이미지는, 마스터에 결합된 제1 세트 분자들 중 일부 분자에 단지 결합한 제2 세트 분자를 위한 분자들을 선택함에 의해, 마스터 상에 패턴의 일부로부터 형성될 수 있다. 제2 세트 분자가 제1 세트 분자의 일부에 단지 결합한 경우, 상보적 이미지의 높이 프로파일은 둘 이상의 레벨을 가질 수 있다. 또한, 상보적 이미지는, 마스터 내에 암호화된 공간 정보의 단지 거울 이미지를 암호화할 수 있거나, 혹은 마스터 내에서 암호화된 화학적 및 공간적 정보를 모두 암호화할 수 있다. 예를 들어, 만일 마스터에 결합된 제1 세트 분자가 비대칭 패턴을 형성하는 핵산 분자인 경우, 마스터의 상보적 이미지는, 상기 제1 세트 분자로부터의 핵산 서열의 적어도 일부에 대하여 상보적인 서열을 가지는 핵산인 제2 세트 분자로 제2 기판 상에 형성된 마스터의 거울 이미지일 것이다. 이러한 실시예에서는, 마스터로부터 상보적 이미지로 공간적 정보와 화학적 정보가 모두 이전된다. 나아가, 화학적 정보의 단지 일부가 상보적 이미지로 이전될 수 있다. 예를 들어, 마스터 상의 제1 세트 분자가 핵산 분자인 경우, 상보적 이미지를 형성하는 제2 세트 분자는, (예를 들어, 전체 서열에 대하여 상보적인 것이 아니라) 마스터 상의 핵산 서열의 단지 일부에 대하여 상보적인 핵산 서열일 수 있다.As used herein, a "complementary image of a master" is an image on a substrate and, if the pattern on the master is asymmetric, a spatial image and / or chemical information encoded within the master or a mirror image of a portion thereof or a pattern on the master If it is symmetric, it is a copy. In one embodiment, the complementary image is formed by binding a second set of molecules to a second substrate. For example, in the case of a nucleic acid molecule wherein the first set of molecules bound to the master forms an asymmetric-centric symmetric pattern, the complementary image of the master may comprise a sequence complementary to at least a portion of the nucleic acid sequence from the first set of molecules. The second set of molecules, which have a nucleic acid sequence, will be a mirror image of the master formed on the second substrate. In some embodiments, the chemical information transferred to the complementary image is not the same for the image on the master, but is sufficient information to allow at least some of the information from the master to be replicated. For example, where the first and second set molecules are nucleic acid molecules, at least three or more consecutive bases of the molecule from the first set molecule may be complementary to three or more consecutive bases from the second set molecule. have. For example, at least 80%, at least 90%, at least 95% or at least 99% of the nucleic acid sequences on the first and second set molecules may be complementary. The complementary image may be formed from a portion of the pattern on the master by selecting molecules for a second set molecule that only binds some of the first set molecules bound to the master. If the second set molecule only binds to a portion of the first set molecule, the height profile of the complementary image may have more than one level. In addition, the complementary image may encrypt only a mirror image of spatial information encrypted within the master, or may encrypt both chemical and spatial information encrypted within the master. For example, if the first set of molecules bound to the master is a nucleic acid molecule that forms an asymmetric pattern, the complementary image of the master has a sequence complementary to at least a portion of the nucleic acid sequence from the first set of molecules. It will be a mirror image of a master formed on a second substrate with a second set of molecules that are nucleic acids. In this embodiment, both spatial and chemical information is transferred from the master to the complementary image. Furthermore, only some of the chemical information can be transferred to the complementary image. For example, if the first set of molecules on the master is a nucleic acid molecule, the second set of molecules forming a complementary image may be present in only a portion of the nucleic acid sequence on the master (eg, not complementary to the entire sequence). Nucleic acid sequences complementary to.

본 명세서에서 사용되는 "마스터의 복제(물)"라는 것은, 마스터의 패턴에서 암호화된 공간적 및/또는 화학적 정보의 복사(본)이다. 복제는 마스터의 패턴의 단지 일부의 복사일 수 있거나, 혹은 마스터의 전체 패턴의 복사일 수 있다. 또한, 마스터의 복제는 단지 마스터의 공간적 정보를 복사하거나 마스터 내에 암호화된 공간적 정보 및 화학적 정보 모두를 복사할 수 있다. 추가로, 마스터의 복제는 화학적 정보의 단지 일부를 복제할 수 있다.As used herein, "master copy (water)" is a copy (copy) of spatial and / or chemical information encoded in the master's pattern. The copy may be a copy of only a portion of the master's pattern or it may be a copy of the entire pattern of the master. In addition, the copy of the master can only copy the spatial information of the master or copy both the spatial and chemical information encrypted within the master. In addition, replication of the master can only replicate some of the chemical information.

"분자 내에 암호화된 화학정보"라는 것은, 분자가 다른 분자로 또는 특이적 형태의 분자로, 전형적으로는, 특이적 입체 구조에서, 특이적으로 결합하는 능력을 가리킨다. 예를 들어, 특정 핵산 서열은 상보적 서열에 대하여 특이적으로 결합할 수 있거나 또는 단백질A는 면역글로브린 (immunogloblin)에 특이적으로 결합할 수 있다."Chemical information encoded within a molecule" refers to the ability of a molecule to specifically bind to another molecule or to a specific type of molecule, typically in a specific conformation. For example, certain nucleic acid sequences may specifically bind to complementary sequences, or Protein A may specifically bind to immunoglobulins.

본 명세서에서 사용된 "패턴"이라는 용어는, 기판에 결합된 분자 세트의 각 분자의 공간적 위치 및 분자 세트내 각 분자의 화학 구조를 가리킨다.The term "pattern" as used herein refers to the spatial location of each molecule in a set of molecules bound to a substrate and the chemical structure of each molecule in the set of molecules.

"실란" 이라는 용어는 하기 화학구조를 가지는 작용기를 가리킨다:The term "silane" refers to a functional group having the following chemical structure:

Figure 112007080935916-pct00001
Figure 112007080935916-pct00001

(상기 식에서, R2는 각 경우에서, -H, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐 및 아릴알킬로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다)Wherein R 2 in each occurrence is independently selected from the group consisting of -H, alkyl, aryl, alkenyl, alkynyl and arylalkyl

본 명세서에서 사용된 "클로로실란" 이라는 용어는, 하기 화학식을 가지는 작용기를 가리킨다:The term "chlorosilane" as used herein refers to a functional group having the formula:

Figure 112007080935916-pct00002
Figure 112007080935916-pct00002

(상기 식에서, R6는 각 경우에서, -Cl, 또는 -OR2로부터 선택되고, 하나 이상의 R6는 -Cl 이다) 바람직하게는, 각 R6는 -Cl 이다.Wherein R 6 in each case is selected from -Cl, or -OR 2 , and at least one R 6 is -Cl. Preferably, each R 6 is -Cl.

본 명세서에서 사용된 "스페이서"라는 용어는, 분자의 2개의 성분을 연결하는 2가기를 지칭한다. 예시적 스페이서는, 알킬렌, 헤테로알킬렌, 헤테로시클로아킬렌, 알케닐렌, 알키닐렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌, 아릴알킬렌, 및 헤테로아릴알킬렌을 포함하며, 이 때, 알킬렌, 헤테로알킬렌, 헤테로시클로아킬렌, 알케닐렌, 알키닐렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌, 아릴알킬렌, 및 헤테로아릴알킬렌은 치환될 수 있거나 치환되지 않을 수 있다.The term "spacer" as used herein refers to a divalent group that connects two components of a molecule. Exemplary spacers include alkylene, heteroalkylene, heterocycloaylene, alkenylene, alkynylene, arylene, heteroarylene, arylalkylene, and heteroarylalkylene, wherein alkylene, hetero Alkylene, heterocycloacylene, alkenylene, alkynylene, arylene, heteroarylene, arylalkylene, and heteroarylalkylene may or may not be substituted.

본 명세서에서 사용된 "알킬" 이라는 용어는, 완전히 포화된, 직쇄 또는 분지형의 C1-C20 탄화수소 또는 환형의 C3-C20의 탄화수소를 의미한다. 알킬기는 치환되거나 혹은 치환되지 않을 수 있다.As used herein, the term "alkyl" means a fully saturated, straight or branched C 1 -C 20 hydrocarbon or a cyclic C 3 -C 20 hydrocarbon. Alkyl groups may be substituted or unsubstituted.

"알킬렌" 이라는 용어는, 적어도 2개의 잔기에 대해 적어도 2개의 부착점을 가지는 알킬기 (예를 들어, 메틸렌, 에틸렌, 이소프로필렌 등)를 가리킨다. 알킬렌 기는 치환되거나 혹은 치환되지 않을 수 있다.The term "alkylene" refers to an alkyl group having at least two points of attachment to at least two residues (eg, methylene, ethylene, isopropylene, etc.). Alkylene groups may be substituted or unsubstituted.

"알케닐기"는, 하나 이상의 이중 결합을 가지는, 직쇄 또는 분지형의 C2-C20 탄화수소 또는 환형의 C3-C20의 탄화수소이다. 알케닐기는 치환되거나 혹은 치환되지 않을 수 있다.An "alkenyl group" is a straight or branched C 2 -C 20 hydrocarbon or cyclic C 3 -C 20 hydrocarbon having one or more double bonds. Alkenyl groups may be substituted or unsubstituted.

"알케닐렌"은 적어도 2개의 잔기에 대해 2개의 부착점을 가지는 알케닐기를 가리킨다. 알킬렌기는 치환되거나 혹은 치환되지 않을 수 있다."Alkenylene" refers to an alkenyl group having two points of attachment to at least two residues. The alkylene group may or may not be substituted.

"알키닐기"는 하나 이상의 삼중 결합을 가지는, 직쇄 또는 분지형의 C2-C20 탄화수소 또는 환형의 C3-C20의 탄화수소이다. 알키닐기는 치환되거나 혹은 치환되지 않을 수 있다.An "alkynyl group" is a straight or branched C 2 -C 20 hydrocarbon or a cyclic C 3 -C 20 hydrocarbon having one or more triple bonds. Alkynyl groups may be substituted or unsubstituted.

"알키닐렌"은, 적어도 2개의 잔기에 대해 2개의 부착점을 가지는 알키닐기를 가리킨다. 알키닐렌기는 치환되거나 혹은 치환되지 않을 수 있다."Alkynylene" refers to an alkynyl group having two points of attachment to at least two residues. Alkynylene groups may be substituted or unsubstituted.

"헤테로알킬렌"은 식 -X-{(알킬렌)-X}q- (식 중, X는, -O-, -NR1-, 또는 -S-이고; q는 1 내지 10의 정수임) 이다. R1은, 수소, 알킬, 아릴, 아릴알킬, 알케닐, 알키닐, 헤테로아릴, 헤테로알릴알킬, 또는 헤테로시클로알킬이다. 헤테로알킬렌은 치환 또는 미치환일 수 있다.“Heteroalkylene” is a formula —X — {(alkylene) —X ′ q —, wherein X is —O—, —NR 1 —, or —S—; q is an integer from 1 to 10. to be. R 1 is hydrogen, alkyl, aryl, arylalkyl, alkenyl, alkynyl, heteroaryl, heteroallylalkyl, or heterocycloalkyl. Heteroalkylene may be substituted or unsubstituted.

본 명세서에서 단독으로 또는 (예를 들어, 아릴알킬과 같이) 다른 잔기의 일부로서 사용되는, "아릴" 이라는 용어는, 페닐과 같은 탄소고리형 방향족기를 가리킨다. 아릴기는 또한 융합된 폴리시클릭 방향족 고리 시스템을 포함하며, 상기 시스템에서는, 탄소고리형 방향족 고리가 다른 탄소 고리형 방향족 고리에 융합되어 있거나 (예: 1-나프틸, 2-나프틸, 1-안트라실, 2-안트라실 등) 또는 탄소 고리형 방향족 고리가 하나 이상의 탄소 고리형 비방향족 고리에 융합되어 있다 (예:테트라히드로나프틸렌, 인단 등). 탄소고리형 비방향족 고리에 융합된 아릴렌의 부착점은 방향족 또는 비방향족 고리상에 있을 수 있다. 아릴기는 치환 또는 미치환일 수 있다.As used herein, alone or as part of another moiety (such as, for example, arylalkyl), the term “aryl” refers to a carbocyclic aromatic group such as phenyl. Aryl groups also include fused polycyclic aromatic ring systems in which the carbocyclic aromatic ring is fused to another carbocyclic aromatic ring (eg, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 1-anthra) Sil, 2-anthrasyl, etc.) or carbon cyclic aromatic rings are fused to one or more carbon cyclic non-aromatic rings (eg, tetrahydronaphthylene, indan, etc.). The point of attachment of arylene fused to a carbocyclic non-aromatic ring may be on an aromatic or non-aromatic ring. The aryl group can be substituted or unsubstituted.

"아릴렌" 은, 적어도 2개의 잔기에 대해 적어도 2개의 부착점을 가지는 아릴기 (예: 페닐렌 등)를 가리킨다. 아릴렌기는 치환 또는 미치환일 수 있다."Arylene" refers to an aryl group (eg phenylene, etc.) having at least two points of attachment to at least two residues. The arylene group may be substituted or unsubstituted.

"아릴알킬"은 알킬렌 링커를 경유하여 다른 잔기에 부착된 아릴기를 가리킨다. 아릴알킬은 치환 또는 미치환일 수 있다. 아릴알킬렌이 치환된 경우, 치환체는 방향족 고리 또는 아릴알킬의 알킬렌부 상에 있다. "Arylalkyl" refers to an aryl group attached to another moiety via an alkylene linker. Arylalkyl can be substituted or unsubstituted. When arylalkylene is substituted, the substituent is on the alkylene portion of the aromatic ring or arylalkyl.

본 명세서에서 사용된 "아릴알킬렌기"는, 적어도 2개의 잔기에 대해 적어도 2개의 부착점을 가지는 아릴알킬기를 가리킨다. 제2 부착점은 방향족 고리 또는 알킬렌 상에 있을 수 있다. 아릴알킬렌은 치환 또는 미치환일 수 있다. 아릴알킬렌이 치환된 경우 치환체는, 방향족 고리 또는 아릴알킬렌의 알킬렌부 상에 있을 수 있다.As used herein, "arylalkylene group" refers to an arylalkyl group having at least two points of attachment to at least two residues. The second point of attachment may be on the aromatic ring or on the alkylene. Arylalkylene may be substituted or unsubstituted. When arylalkylene is substituted, the substituent may be on the alkylene portion of the aromatic ring or arylalkylene.

본 명세서에서 사용된, "헤테로아릴"이라는 용어는, 질소, 황 또는 산소로부터 선택된 1, 2, 3, 또는 4개의 헤테로원자를 포함하는 방향족 헤테로고리를 의미한다. 헤테로아릴은 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴과 같은, 하나 또는 2개의 고리에 융합될 수 있다. 분자에 대한 헤테로아릴의 부착점은 헤테로아릴, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬 또는 아릴 고리에 있을 수 있고, 헤테로아릴기는 탄소 또는 헤테로원자를 통해 부착될 수 있다. 헤테로아릴기의 예는, 이미다졸릴, 퓨릴, 피롤릴, 티에닐, 옥사졸릴, 티아졸릴, 이족사졸릴, 티아디아졸릴, 옥사디아졸릴, 피리디닐, 피리미딜, 피라지닐, 피리다지닐, 퀴놀릴, 이소퀴노일릴, 인다졸릴, 벤족사졸릴, 벤조퓨릴, 벤조티아졸릴, 인돌리지닐, 이미다조피리디닐, 피라졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 옥사졸릴, 테트라졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤족사졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조티아디아졸릴, 벤족사디아졸릴, 인돌릴, 테트라히드로인돌릴, 아자인돌릴, 이미다조피리딜, 퀴니자올리닐, 퓨리닐, 피롤로[2,3]피리미딜, 피라졸로[3,4]피리미딜 또는 벤조(b)티에닐을 포함하며, 각각은 선택적으로 치환될 수 있다. 헤테로아릴기는 치환 또는 미치환일 수 있다.As used herein, the term "heteroaryl" refers to an aromatic heterocycle comprising 1, 2, 3, or 4 heteroatoms selected from nitrogen, sulfur or oxygen. Heteroaryl may be fused to one or two rings, such as cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl, or heteroaryl. The point of attachment of the heteroaryl to the molecule may be on a heteroaryl, cycloalkyl, heterocycloalkyl or aryl ring, and the heteroaryl group may be attached via carbon or heteroatom. Examples of heteroaryl groups include imidazolyl, furyl, pyrrolyl, thienyl, oxazolyl, thiazolyl, isoxazolyl, thiadiazolyl, oxdiazolyl, pyridinyl, pyrimidyl, pyrazinyl, pyridazinyl, Quinolyl, isoquinoylyl, indazolyl, benzoxazolyl, benzofuryl, benzothiazolyl, indolinyl, imidazopyridinyl, pyrazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, oxazolyl, tetrazolyl, benzimily Dazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, benzothiadiazolyl, benzoxadiazolyl, indolyl, tetrahydroindolyl, azaindolyl, imidazopyridyl, quinizaolinyl, purinyl, pyrrolo [2 , 3] pyrimidyl, pyrazolo [3,4] pyrimidyl or benzo (b) thienyl, each of which may be optionally substituted. Heteroaryl groups can be substituted or unsubstituted.

"헤테로아릴렌"은 적어도 2개의 잔기에 대하여 적어도 2개의 부착점을 가지는 헤테로아릴기이다. 헤테로아릴렌기는 치환 또는 미치환일 수 있다."Heteroarylene" is a heteroaryl group having at least two points of attachment to at least two residues. Heteroarylene groups may be substituted or unsubstituted.

"헤테로아릴알킬기"는 알킬렌 링커를 경유하여 다른 잔기에 부착되어 있는 헤테로아릴기를 가리킨다. 헤테로아릴알킬기는, 치환 또는 미치환일 수 있다. 헤테로아릴이 치환된 경우, 치환체는 방향족 고리 또는 헤테로 알릴알킬의 알킬렌 부분에 있을 수 있다. 헤테로아릴알킬기는 치환 또는 미치환일 수 있다. "Heteroarylalkyl group" refers to a heteroaryl group attached to another residue via an alkylene linker. The heteroarylalkyl group may be substituted or unsubstituted. When heteroaryl is substituted, the substituent may be on the alkylene portion of the aromatic ring or hetero allylalkyl. Heteroarylalkyl groups may be substituted or unsubstituted.

"헤테로아릴알킬렌"은, 적어도 2개의 잔기에 대한 적어도 2개의 부착점을 가진 헤테로아릴알킬기를 가리킨다. 헤테로아릴알킬렌기는 치환 또는 미치환일 수 있다."Heteroarylalkylene" refers to a heteroarylalkyl group having at least two points of attachment to at least two residues. Heteroarylalkylene groups may be substituted or unsubstituted.

"헤테로시클로알킬"은, 하나 이상, 예를 들어, 1 내지 4개의 산소, 질소 또는 황을 포함하는 비-방향족 고리 (예를 들어, 몰포린, 피페리딘, 피페라진, 피롤리딘, 및 티오몰포린)를 가리킨다. 헤테로시클로알킬기는 치환 또는 미치환일 수 있다.“Heterocycloalkyl” means a non-aromatic ring comprising one or more, eg, 1-4 oxygen, nitrogen, or sulfur (eg, morpholine, piperidine, piperazine, pyrrolidine, and Thiomorpholine). Heterocycloalkyl groups can be substituted or unsubstituted.

"헤테로시클로알킬렌"은 적어도 2개의 잔기에 대하여 적어도 2개의 부착점을 가진 헤테로시클로알킬을 가리킨다. 헤테로시클로알킬렌기는 치환 또는 미치환일 수 있다."Heterocycloalkylene" refers to heterocycloalkyl having at least two points of attachment to at least two residues. Heterocycloalkylene groups may be substituted or unsubstituted.

알킬, 알킬렌, 알케닐, 알케닐렌, 알키닐, 알키닐렌, 헤테로알킬, 헤테로알킬렌, 헤테로시클로알킬, 헤테로시클로알킬렌기, 아릴, 아릴렌, 아릴알킬, 아릴알킬렌, 헤테로아릴, 헤테로아릴렌, 헤테로아릴알킬, 및 헤테로아릴알킬렌기의 적합한 치환체는, 본 발명의 방법에서 사용되는 반응조건에서 안정한 임의의 치환체를 포함한다. 치환체의 예는, 아릴(예를 들어, 페닐), 아릴알킬(예를 들어, 벤질), 니트로, 시아노, 할로(예를 들어, 불소, 염소 및 브롬), 알킬(예를 들어, 메틸, 에틸, 이소프로필, 시클로헥실 등), 할로알킬 (예를 들어, 트리플루오로메틸), 알콕시(예를 들어, 메톡시, 에톡시 등), 히드록시, -NR3R4, -NR3C(O)R5, -C(O)NR3R4, -C(O)R3, -C(O)OR3,-OC(O)R5 (이 때, 각각의 R3 및 R4는 독립적으로, -H, 알킬, 아릴, 또는 아릴알킬이고; R5는 각각, 독립적으로, 알킬, 아릴 또는 아릴알킬이다. Alkyl, alkylene, alkenyl, alkenylene, alkynyl, alkynylene, heteroalkyl, heteroalkylene, heterocycloalkyl, heterocycloalkylene group, aryl, arylene, arylalkyl, arylalkylene, heteroaryl, heteroaryl Suitable substituents for ene, heteroarylalkyl, and heteroarylalkylene groups include any substituents that are stable under the reaction conditions used in the process of the invention. Examples of substituents include aryl (eg phenyl), arylalkyl (eg benzyl), nitro, cyano, halo (eg fluorine, chlorine and bromine), alkyl (eg methyl, Ethyl, isopropyl, cyclohexyl, etc.), haloalkyl (eg, trifluoromethyl), alkoxy (eg, methoxy, ethoxy, etc.), hydroxy, -NR 3 R 4 , -NR 3 C (O) R 5 , -C (O) NR 3 R 4 , -C (O) R 3 , -C (O) OR 3 , -OC (O) R 5 , wherein R 3 and R 4 , respectively Are independently —H, alkyl, aryl, or arylalkyl; and R 5 are each, independently, alkyl, aryl, or arylalkyl.

알킬기, 알킬렌기, 헤테로시클로알킬렌기 및, 알케닐기, 알케닐렌기, 알키닐렌, 알키닐렌기의 임의의 치환된 부분은 =O 및 =S로 치환될 수 있다.Alkyl groups, alkylene groups, heterocycloalkylene groups, and any substituted portions of alkenyl groups, alkenylene groups, alkynylenes, alkynylene groups may be substituted with = O and = S.

헤테로알킬렌, 헤테로시클로알킬, 헤테로시클로알킬렌, 헤테로아릴, 또는 헤테로아릴렌기가 질소원자를 포함할 경우, 이는 치환 또는 미치환일 수 있다. 헤테로아릴 또는 헤테로아릴렌기의 방향족 고리 내의 질소원자가 치환체를 가지는 경우, 질소는 4급 질소일 수 있다.When heteroalkylene, heterocycloalkyl, heterocycloalkylene, heteroaryl, or heteroarylene group contains a nitrogen atom, it may be substituted or unsubstituted. When the nitrogen atom in the aromatic ring of the heteroaryl or heteroarylene group has a substituent, the nitrogen may be quaternary nitrogen.

본 명세서에서 사용되는, "핵산" 또는 "올리고뉴클레오티드"라는 용어는 뉴클레오티드의 폴리머를 가리킨다. 전형적으로, 핵산은 적어도 3개의 뉴클레오티드를 포함한다. 폴리머는 천연 뉴클레오시드 (즉, 아데노신, 티미딘, 구아노신, 시티딘, 유리딘, 데옥시아데노신, 데옥시티미딘, 데옥시구아노신 및 데옥시시티딘) 또는 개질된 뉴클레오시드를 포함할 수 있다. 개질된 뉴클레오티드의 예는, 염기성 개질된 뉴클레오시드 (예를 들어, 아라시티딘(aracytidine), 이노신(inosine), 이소구아노신(isoguanosine), 네블라린(nebularine), 수도유리딘(pseudouridine), 2,6-디아미노퓨린(2,6-diaminopurine), 2-아미노퓨린(2-aminopurine), 2-티오티미딘(2-thiothymidine), 3-데자-5-아자시티딘(3-deaza-5-azacytidine), 2'-디옥시유리딘(2'-deoxyuridine), 3-니트로피롤(3-nitorpyrrole), 4-메틸인돌(4-methylindole), 4-티오유리딘(4-thiouridine), 4-티오티미딘(4-thiothymidine), 2-아미노아데노신(2-aminoadenosine), 2-티오티미딘 (2-thiothymidine), 2-티오유리딘(2-thiouridine), 5-브로모시티딘(5-bromocytidine), 5-요도유리딘(5-iodouridine), 이노신(inosine), 6-아자유리딘(6-azauridine), 6-클로로퓨린(6-chloropurine), 7-데자아데노신(7-deazaadenosine), 7-데자구아노신(7-deazaguanosine), 8-아자아데노신(8-azaadenosine), 8-아지도아데노신(8-azidoadenosine), 벤즈이미다졸(benzimidazole), M1-메틸아데노신(M1-methyladenosine), 피롤로-피리미딘(pyrrolo-pyrimidine), 2-아미노-6-클로로퓨린(2-amino-6-chloropurine), 3-메틸아데노신(3-methyl adenosine), 5-프로피닐시티딘(5-propynylcytidine), 5-프로피닐유리딘(5-propynyluridine), 5-브로모유리딘(5-bromouridine), 5-플루오로유리딘(5-fluorouridine), 5-메틸시티딘(5-methylcytidine), 7-데아자아데노신(7-deazaadenosine), 7-데아자구아노신(7-deazaguanosine), 8-옥사아데노신(8-oxoadenosine), 8-옥사구아노신(8-oxoguanosine), O-(6)-메틸구아닌(O(6)-methylguanine), 및 2-티오시티딘(2-thiocytidine), 화학적 또는 생물학적으로 개질된 염기 (예를 들어, 메틸화된 베이스), 개질된 당 (예를 들어, 2-플로오로리보오스, 2'아미노리보오스, 2'아지도리보오스, 2'O-메틸리보오스, L-에난시오모 뉴클레오시드 아라미노스, 및 헥소오즈, 개질된 포스페이트 기( 예를 들어, 포스포로티오에이트 및 5'-N-포스포라미다이트 연결) 및 이들의 조합을 들 수 있다.As used herein, the term "nucleic acid" or "oligonucleotide" refers to a polymer of nucleotides. Typically, nucleic acids comprise at least three nucleotides. Polymers include natural nucleosides (ie, adenosine, thymidine, guanosine, cytidine, uridine, deoxyadenosine, deoxythymidine, deoxyguanosine, and deoxycytidine) or modified nucleosides can do. Examples of modified nucleotides include basic modified nucleosides (eg, aracytidine, inosine, isoguanosine, nebularine, pseudouridine) , 2,6-diaminopurine, 2-aminopurine, 2-thiothymidine, 3-deza-5-azacytidine (3-deaza -5-azacytidine, 2'-deoxyuridine, 3-nitorpyrrole, 4-methylindole, 4-thiouridine ), 4-thiothymidine, 2-aminoadenosine, 2-thiothymidine, 2-thiouridine, 5-bromocity 5-bromocytidine, 5 - iodouridine, inosine, 6-azauridine, 6-chloropurine, 7-dezaadenosine -deazaadenosine), 7- to Ano new domain (7- deazaguanosine), 8- aza-adenosine (8-azaadenosine), 8- Ah map adenosine (8 -azidoadenosine, benzimidazole, M1-methyladenosine, M-methyladenosine, pyrrolo-pyrimidine, 2-amino-6-chloropurine, 3-methyl adenosine, 5-propynylcytidine, 5-propynyluridine, 5-bromoidine, 5-fluoro 5-fluorouridine, 5-methylcytidine, 7-deazaadenosine, 7-deazaguanosine, 8-oxaadenosine oxoadenosine, 8-oxoguanosine, O- (6) -methylguanine, and 2-thiocytidine, chemically or biologically modified bases (E.g., methylated base), modified sugars (e.g. 2-fluororibose, 2'aminoribose, 2'azidoribose, 2'O-methylribose, L-enantisiomonucleoside Aramids, and Hexooses, Modified Pho Sulfate groups (e. G., Phosphorothioate and 5'-N- force Fora midayi set of connection), and there may be mentioned a combination of the two.

핵산의 화학적 합성을 위한 천연 및 개질된 뉴클레오티드 모노머는 상업적으로 구할 수 있다.Natural and modified nucleotide monomers for the chemical synthesis of nucleic acids are commercially available.

본 명세서에서 사용되는, "펩티드 핵산" (PNA: peptide nucleic acid)은 천연 또는 비-천연 핵산 염기가 각각의 아미노산 잔기에 부착되어 있는 펩티드 골격을 가지는 폴리머를 지칭한다. 펩티드 핵산은, Hanvey 등의 Science (1992), 258: 1481-1485에 기재되어 있으며, 상기 전체의 개시 내용은 본 명세서에 원용에 의해 통합된다. PNA는, 상기 PNA의 서열에 대하여, 3개 이상의 연속하는 염기, 예를 들어, 6개의 연속하는 염기의 상보적 서열을 가지는 핵산 또는 다른 PNA에 특이적으로 결합할 수 있다. 한 구현예에서, PNA는, 상기 핵산 또는 제2 PNA에 대하여, 적어도 80%, 적어도 90%, 또는 적어도 99% 상보적이다.As used herein, "peptide nucleic acid" (PNA) refers to a polymer having a peptide backbone with natural or non-natural nucleic acid bases attached to each amino acid residue. Peptide nucleic acids are described in Hanvey et al., Science (1992), 258: 1481-1485, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. A PNA can specifically bind to a nucleic acid or other PNA having a complementary sequence of three or more consecutive bases, eg, six consecutive bases, relative to the sequence of the PNA. In one embodiment, the PNA is at least 80%, at least 90%, or at least 99% complementary to the nucleic acid or second PNA.

본 명세서에서 사용되는, "인력(attractive force)"이라는 용어는 2개 이상의 분자를 함께 끄는 힘이다. 인력의 예는, 순 음전하를 가지는 분자에 대한 순 양전하를 가지는 분자의 인력, 쌍극자-쌍극자 인력, 및 자기력 (magnetic attraction)을 포함한다.As used herein, the term "attractive force" is a force that attracts two or more molecules together. Examples of attractive forces include the attractive force, dipole-dipole attractive force, and magnetic attraction of a molecule having a net positive charge to a molecule having a net negative charge.

공유결합이라고 특정되지 않는 한, "결합한다" 또는 "결합된다"는 것은 공유 및 비-공유 연결, 예를 들어, 수소결합, 이온결합, 정전 상호 작용(electrostatic interaction), 자기 상호작용, 공유결합 및 반데르발스 결합을 포함한다.Unless specified to be covalent, "bonds" or "bonds" means covalent and non-covalent connections, eg, hydrogen bonds, ionic bonds, electrostatic interactions, magnetic interactions, covalent bonds. And van der Waals bonds.

본 명세서에서 사용되는, "인식 성분"이라는 용어는, 다른 분자에 특이적으로 결합할 수 있는 분자의 성분이다.As used herein, the term "recognition component" is a component of a molecule that can specifically bind to another molecule.

본 명세서에서, "특이적 결합" 은, 분자의 인식 성분이, 하나 이상의 다른 분자 또는 착체와 결합하되, 상기 분자 또는 착체와 샘플의 다른 성분 또는 오염물을 구별하기에 충분한 특이성을 가지는 것이다. 인식 성분과 그들의 표적을 포함하는 분자들은 공지되어 있으며, 본 명세서에서는 상세히 기술하지 않는다. 이러한 시스템을 준비하고 이용하는 기술은 당해 기술분야에 잘 알려져 있으며, Tijssen, P. "Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology Practice and Theories of Enzyme Immunoassays" (1988) (Burdon 과 Knippenberg 편저, New York: Elsevier 에도 예시되어 있으며, 상기 문헌의 전체 개시내용은 원용에 의해 본 명세서에 통합된다. 예시적 인식 성분과 이들의 표적은 핵산/상보적 핵산, 항원/항체, 항원/항체 단편, 아비딘/비오틴, 스트렙타비딘/비오틴, 단백질 A/Ig, 렉틴/탄수화물 및 압타머(aptamer)/표적을 포함한다.As used herein, a "specific binding" is one in which the recognition component of the molecule binds to one or more other molecules or complexes, but has sufficient specificity to distinguish the molecules or complexes from other components or contaminants of the sample. Molecules comprising recognition components and their targets are known and are not described in detail herein. Techniques for preparing and using such systems are well known in the art, and are also illustrated in Tijssen, P. "Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology Practice and Theories of Enzyme Immunoassays" (1988) (Burdon and Knippenberg, New York: Elsevier). The full disclosure of this document is hereby incorporated by reference, Exemplary recognition components and their targets are nucleic acids / complementary nucleic acids, antigens / antibodies, antigens / antibody fragments, avidin / biotin, streptavidin Biotin, protein A / I g , lectin / carbohydrate and aptamer / target.

본 명세서에서 사용되는, "압타머"는, 표적에 선택적으로 결합하는 비자연적으로 발생하는 핵산을 가리킨다. 압타머를 형성하는 핵산은 자연 발생 뉴클레오시드, 개질된 뉴클레오시드, 하나 이상의 뉴클레오시드 사이에 삽입된 탄화수소 링커(예들 들어, 알킬렌) 또는 폴리에테르 링커(예를 들어, PEG 링커)를 가진 자연 발생 뉴클레오시드, 하나 이상의 뉴클레오시드 사이에 삽입된 탄화수소 또는 PEG 링커를 가진 개질된 뉴클레오시드, 또는 이들의 조합을 포함한다. 한 구현예에서, 뉴클레오티드 또는 핵산 리간드의 개질된 뉴클레오티드는, 핵산 리간드의 결합 친화성 및 선택성이 치환에 의해 실질적으로 감소하지 않는다면 (예를 들어, 표적에 대한 압타머의 해리 상수는 약 1×10-6M 보다 커야 함), 탄화수소 또는 폴리에테르 링커로 치환될 수 있다. 압타머의 표적 분자는 압타머에 결합하는 3차원 화학구조이다. 그러나, 압타머는, 단순히 핵산의 선형 상보적 서열일 뿐만 아니라, 헤어핀 루프와 같이 다른 구조에 의해 개입된 상보적 왓슨-크릭 염기 짝을 경유하여 결합한 영역을 포함할 수 있다. 압타머의 표적은 펩티드, 폴리펩티드, 탄수화물 및 핵산분자를 포함한다.As used herein, “aptamer” refers to an unnaturally occurring nucleic acid that selectively binds to a target. Nucleic acids that form aptamers may include naturally occurring nucleosides, modified nucleosides, hydrocarbon linkers (eg, alkylene) or polyether linkers (eg, PEG linkers) inserted between one or more nucleosides. Naturally occurring nucleosides, modified nucleosides having a hydrocarbon or PEG linker inserted between one or more nucleosides, or combinations thereof. In one embodiment, the modified nucleotides of the nucleotides or nucleic acid ligands, unless the binding affinity and selectivity of the nucleic acid ligands are substantially reduced by substitution (e.g., the dissociation constant of the aptamer for the target is about 1x10). Must be greater than -6 M), hydrocarbon or polyether linker. Aptamer target molecules are three-dimensional chemical structures that bind to aptamers. However, aptamers are not only linear complementary sequences of nucleic acids, but may also comprise regions bound via complementary Watson-Crick base pairs that are involved by other structures, such as hairpin loops. Targets of aptamers include peptides, polypeptides, carbohydrates and nucleic acid molecules.

상세한 기술details

본 발명의 방법은, 분자, 특히 유기분자의 가역적 자기 조립에 기초한 분자 패턴 및/또는 장치의 스탬핑에 관한 것이다. 상기 방법은, 무기 및/또는 유기의, 임의의 나노 제조된 장치의 스탬핑에 적합하고, 하나의 기판으로부터 다른 기판으로 많은 양의 정보를 전달하는 데에 사용될 수 있다. 이러한 기술의 작동 원리는, 현존하는 나노 제조 기술과 완전히 다르다.The method of the invention relates to the stamping of molecular patterns and / or devices based on reversible self-assembly of molecules, in particular organic molecules. The method is suitable for stamping any nanofabricated device, inorganic and / or organic, and can be used to transfer large amounts of information from one substrate to another. The principle of operation of this technique is completely different from existing nanofabrication techniques.

본 발명의 한 구현예에서는, 패턴 내의 하나 이상의 표면에 결합된 제1 세트 분자를 가지는 기판을 포함하는 마스터가, 가역적 초-분자 화학 (supra-molecular chemistry) (예를 들어, 수소결합, 이온성 결합, 공유결합, 정전 상호작용, 반데르발스 힘, 자기 상호작용, 또는 이들의 조합)을 경유하여 제2 세트 분자의 조립을 유도하기 위해 사용된다. 실질적으로 비가역적인 표면 화학을 이용하여, 상기 제2 세트 분자들은 기판의 표면으로 이끌리고, 이어서, 제1 세트 분자와 제2 세트 분자간의 가역적 결합이 파괴된다. 본 명세서에서 사용되는, "실질적으로 비가역적"이라는 표현은, 제2 세트 분자들이, 제1 및 제2 세트 분자들 사이의 결합이 파괴되는 조건 하에서 안정한 결합에 의해 기판의 표면에 부착되는 것을 의미한다. 초-분자 결합은 상 이전을 위한 메카니즘으로서도 이용될 수 있다; 이는 스탬핑되는 기판과 마스터 사이의 기계적 접촉을 위한 필요성을 회피하고, 따라서 Chou 및 공동 개발자들에 의해 개발된 나노-임프린팅으로부터의 주요 차이점(departure)을 구성한다. 이러한 방법은, 유기 패턴을 이전하기 위해 신뢰성 있게 주문 제작된다. 유기 분자의 사용으로 인해, 매우 다양한 변경이 가능하며, 동시에 다중 표면 특징 구조를 이전할 수 있다. In one embodiment of the invention, a master comprising a substrate having a first set of molecules bound to one or more surfaces in a pattern is provided with a reversible supra-molecular chemistry (eg, hydrogen bonding, ionic Bonds, covalent bonds, electrostatic interactions, van der Waals forces, magnetic interactions, or a combination thereof). Using a substantially irreversible surface chemistry, the second set of molecules is attracted to the surface of the substrate, and then the reversible bond between the first and second set molecules is broken. As used herein, the expression “substantially irreversible” means that the second set of molecules is attached to the surface of the substrate by a stable bond under conditions where the bond between the first and second set molecules is broken. do. Hyper-molecular bonds can also be used as a mechanism for phase transfer; This avoids the need for mechanical contact between the stamped substrate and the master and thus constitutes a major difference from nano-imprinting developed by Chou and co-developers. These methods are custom made to reliably transfer organic patterns. The use of organic molecules allows for a wide variety of modifications and at the same time transfer multiple surface feature structures.

도 1을 참조하면, 한 구현예에서, 마스터의 상보적 이미지를 형성하는 방법은 패턴을 형성하도록 제1 기판(14)에 결합된 제1 세트 분자(12)를 포함한 마스터(10)를 제공하는 것을 포함한다. 제1 세트 분자(12)는 스페이스(11) 및 인식 성분(13)을 포함한다. 제2 세트 분자(16)는 제1 세트 분자에 결합 형성을 통해 조립된다. 제2 세트 분자는 반응성 작용기(18) 및 제1 세트 분자(12)의 인식성분(13)에 결합하는 인식 성분(20)을 포함한다. (참조: 도 2, 이는 제1 세트 분자에 결합된 제2 세트 분자의 확대도임) 제2 세트 분자(16)의 반응성 작용기(18)는 이어서, 제2 기판(22)과 접촉한다. 반응성 작용기는 제2 기판 표면과 반응하여 제2 세트 분자와 제2 기판 사이에 결합이 형성된다. 한 구현예에서, 제2기판의 남아있는 노출 표면은, 제2 기판의 노출 표면을 피복하도록 표면에 결합할 수 있는, 티올 치환기를 가지는 알칸 (예를 들어, 머켑토헥산올)과 같은 반응성 작용기를 각각 가지는 또다른 군의 분자들(24)과 추가로 접촉할 수 있다. 이어서, 제1 세트 분자와 제2 세트분자 사이의 결합은 파괴되고, 제2 기판에 결합된 제2 세트 분자는 마스터(10)의 상보적 이미지(26)을 형성한다. 일단, 제1 및 제2 세트 분자 사이의 결합을 파괴함에 의해 상기 마스터가 상보적 이미지로부터 분리되면, 상기 마스터는, 추가의 상보적 이미지를 형성하기 위해, 1회 이상 재사용될 수 있다. 한 구현예에서, 상보적 이미지의 하나 이상의 특징부의 측방향 치수는 200nm 이하, 예를 들어, 100nm 이하, 50nm 이하, 또는 20nm 이하이다.Referring to FIG. 1, in one embodiment, a method of forming a complementary image of a master provides a master 10 comprising a first set of molecules 12 bonded to a first substrate 14 to form a pattern. It includes. The first set molecule 12 comprises a space 11 and a recognition component 13. The second set of molecules 16 is assembled through bond formation to the first set of molecules. The second set of molecules includes a reactive component 18 and a recognition component 20 that binds to the recognition component 13 of the first set of molecules 12. (See FIG. 2, which is an enlarged view of the second set molecule bound to the first set molecule.) The reactive functional group 18 of the second set molecule 16 is then in contact with the second substrate 22. The reactive functional group reacts with the second substrate surface to form a bond between the second set of molecules and the second substrate. In one embodiment, the remaining exposed surface of the second substrate is a reactive functional group, such as an alkane (eg mercetohexanol) having a thiol substituent, capable of binding to the surface to cover the exposed surface of the second substrate. And may be in further contact with another group of molecules 24 each having: The bond between the first set molecule and the second set molecule is then broken and the second set molecule bound to the second substrate forms a complementary image 26 of the master 10. Once the master is separated from the complementary image by breaking the bonds between the first and second set molecules, the master can be reused one or more times to form additional complementary images. In one embodiment, the lateral dimension of one or more features of the complementary image is 200 nm or less, for example 100 nm or less, 50 nm or less, or 20 nm or less.

한 구현예에서, 제2 세트 분자는 하기 성분 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다: 노출된 작용기(28); 반응성 작용기를 인식 성분에 연결하는 공유결합 또는 제1 페이서(30); 및 상기 노출된 작용기를 인식 성분에 연결하는 공유결합 또는 제2 스페이서(참조번호).In one embodiment, the second set of molecules may further comprise one or more of the following components: exposed functional group 28; A covalent bond or first phaser 30 that connects a reactive functional group to the recognition component; And a covalent bond or second spacer (reference) connecting said exposed functional group to a recognition component.

제2 세트 분자는 2개 이상의 상이한 분자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 세트 분자의 2개 이상의 분자는, 상이한 인식 성분, 예를 들어 상이한 핵산 서열을 가질 수 있거나, 제2 세트 분자의 2개 이상의 분자는, 상이한 인식 성분과 상이한 노출 작용기를 모두 가질 수 있다. 몇몇 구현예에서, 제1 세트 분자로부터의 하나 이상의 분자는 제2 세트 분자로부터 각각의 분자들이 어디에 결합되는 지를 결정한다. The second set of molecules may comprise two or more different molecules. For example, two or more molecules of the second set of molecules may have different recognition components, eg, different nucleic acid sequences, or two or more molecules of the second set of molecules may both have different recognition components and different exposure functionalities. Can have In some embodiments, one or more molecules from the first set of molecules determine where each molecule is bound from the second set of molecules.

한 구현예에서, 제2 세트 분자의 2개 이상의 상이한 분자는 2개 이상의 높이를 포함하는 프로파일을 가지는 제2 기판 상에 패턴을 형성한다. 예를 들어, 제2 세트 분자 내의 분자들은 2개 이상의 상이한 길이의 스페이서(30)를 포함할 수 있다. 스페이서의 길이에서의 차이는 제2 기판으로 이전되는 분자 이미지로 하여금 높이 변화를 초래할 수 있다.In one embodiment, two or more different molecules of the second set of molecules form a pattern on a second substrate having a profile that includes two or more heights. For example, the molecules in the second set of molecules can include two or more different lengths of spacers 30. Differences in the length of the spacers can cause the molecular image to be transferred to the second substrate to change in height.

한 구현예에서, 제2 세트 분자는 마스터를, 제2 세트 분자를 포함하는 용액과 접촉함에 의해 제1 세트 분자위에 조립된다. 마스터 상의 패턴을 제2 기판으로 이전하는 한 방법에서, 상기 마스터는, 제2 세트 분자를 포함하는 용액의 모세관 작용에 의해 제2 기판과 접촉을 유지한다. 기계적 힘, 예를 들어, 10-3 내지 1 GPa 의 힘이 적용되어 2개의 기판을 함께 유지한다. 예를 들어, 힘은, 대략 10-3Pa, 1Pa, 1KPa, 1MPa 또는 1GPa 에 따른다. 제2 세트 분자를 포함하는 용액은, 이어서, 서서히 증발되어 마스터와 제2 세트 기판이 서로 가까워지고 제2 기판에 대한 제2 세트 분자의 결합을 촉진한다.In one embodiment, the second set of molecules is assembled onto the first set of molecules by contacting the master with a solution comprising the second set of molecules. In one method of transferring a pattern on a master to a second substrate, the master maintains contact with the second substrate by capillary action of a solution comprising a second set of molecules. Mechanical forces, for example 10 −3 to 1 GPa, are applied to hold the two substrates together. For example, the force depends on approximately 10 −3 Pa, 1 Pa, 1 KPa, 1 MPa or 1 GPa. The solution comprising the second set of molecules is then evaporated slowly to bring the master and the second set of substrates closer together and to promote binding of the second set of molecules to the second substrate.

제1 세트 분자 및 제2 세트 분자의 결합은, 수소결합, 이온 결합, 공유결합, 정전 상호작용, 반데르발스 상호작용, 자기 상호작용, pi 결합 상호작용 또는 이들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 한 구현예에서, 제1 세트 분자와 제2 세트 분자 사이의 결합은 열을 가함에 의해 파괴된다. 대안적으로, 또는 추가로, 제1 세트 분자와 제2 세트 분자들 사이의 결합은 상기 결합을 높은 이온력을 가지는 용매 또는 극성 용매와 접촉시킴에 의해 파괴된다. 또 다른 구현예에서, 제1 세트 분자와 제2 세트분자 사이의 결합은 높은 이온력을 가지는 용매와 상기 결합을 접촉시키고 열을 적용함에 의해 파괴된다. 대안적으로, 제1 세트 분자 및 제2 세트 분자 사이의 결합은, 결합을 파괴하는 효소를 함유하는 용액으로 이들을 접촉시킴에 의해 파괴된다. 전형적으로, 제1 세트 분자와 제2 세트 분자 사이의 결합들은 제2 세트 분자와 제2 기판 사이의 결합의 대부분을 파괴하지 않고 파괴될 수 있다.The bond of the first set molecule and the second set molecule may be formed by hydrogen bonding, ionic bonding, covalent bonding, electrostatic interaction, van der Waals interaction, magnetic interaction, pi bond interaction, or a combination thereof. . In one embodiment, the bond between the first set molecule and the second set molecule is broken by applying heat. Alternatively, or in addition, the bond between the first set of molecules and the second set of molecules is broken by contacting the bond with a solvent having a high ionic force or a polar solvent. In another embodiment, the bond between the first set molecule and the second set molecule is broken by contacting the bond with a solvent having a high ionic force and applying heat. Alternatively, the bond between the first set molecule and the second set molecule is broken by contacting them with a solution containing an enzyme that breaks the bond. Typically, the bonds between the first set molecule and the second set molecule can be broken without breaking most of the bond between the second set molecule and the second substrate.

제2 세트 분자상의 반응성 작용기는 제2 기판의 표면에 결합할 수 있는 기이다. 예를 들어, 제2 세트 분자상의 반응성 작용기가 티올기 또는 보호된 티올기인 경우, 제2 기판 표면은, 금, 은, 구리, 카드뮴, 아연, 팔라듐, 백금, 수은, 납, 철, 크롬, 망간, 텅스텐 또는 이들 중 임의의 것의 혼합물 또는 합금일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "반응성 작용기"라는 용어는, 기판 표면과 결합을 형성하기 위해 반응할 수 있는 기이다. 티올기를 보호 또는 탈보호하는 방법은, Greene과 Wuts의 "Protective Group in Organic Synthesis", Jone Wiley & Sons (1991)에 개시되어 있으며, 상기 문헌의 전체 개시 내용은 원용에 의해 본원 명세서에 통합된다. 보호된 티올기는 기판 표면과 이들을 반응시키기 전에 탈보호된다. 다른 실시예에서, 제2 세트 분자 상의 반응성 작용기는 실란 또는 클로로실란이며, 제2 기판의 표면은 도핑되거나 도핑되지 않은 규소, 유리, 용융 실리카 혹은, 산화된 표면을 가진 기판, 예를 들어, 실리카, 알루미나, 칼슘 포스페이트 세라믹 및 히드록실화 폴리머와 같은 임의의 기판이다. 비-하이드록실화 표면은 플라즈마 에칭되어 실란과 반응할 수 있는 산화된 기를 생성한다. 다른 구현예에서, 제2 세트 분자 상의 반응성 작용기는 카르복시산이고, 제2 기판의 표면은 산화물, 예를 들어, 실리카, 알루미나, 석영 또는 유리, 또는 산화된 폴리머 기판이다. 다른 구현예에서, 제2 세트 분자 상의 반응성 작용기는 니트릴 또는 이소니트릴이고, 제2 기판의 표면은 백금, 팔라듐, 또는 이들의 합금이다. 다른 구현예에서, 제2 세트 분자 상의 반응성 작용기는 히드록사믹 애시드(hydrosamic acid)이고, 제2 기판의 표면은 구리 또는 알루미늄이다. 또한, 포스폰산이 제2 세트 분자를 알루미늄 기판에 부착시키기 위해 사용될 수 있다.Reactive functional groups on the second set of molecules are groups capable of binding to the surface of the second substrate. For example, if the reactive functional group on the second set of molecules is a thiol group or a protected thiol group, the second substrate surface may be gold, silver, copper, cadmium, zinc, palladium, platinum, mercury, lead, iron, chromium, manganese. , Tungsten or a mixture or alloy of any of these. As used herein, the term "reactive functional group" is a group that can react to form bonds with the substrate surface. Methods of protecting or deprotecting thiol groups are described in Greene and Wuts, "Protective Group in Organic Synthesis", Jone Wiley & Sons (1991), the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Protected thiol groups are deprotected prior to reacting them with the substrate surface. In another embodiment, the reactive functional group on the second set of molecules is silane or chlorosilane, and the surface of the second substrate is doped or undoped silicon, glass, fused silica, or a substrate having an oxidized surface, such as silica , Any substrate such as alumina, calcium phosphate ceramics and hydroxylated polymers. The non-hydroxylated surface is plasma etched to produce an oxidized group that can react with the silane. In another embodiment, the reactive functional group on the second set of molecules is a carboxylic acid and the surface of the second substrate is an oxide such as silica, alumina, quartz or glass, or an oxidized polymer substrate. In another embodiment, the reactive functional group on the second set of molecules is nitrile or isonitrile and the surface of the second substrate is platinum, palladium, or an alloy thereof. In another embodiment, the reactive functional group on the second set of molecules is hydrosamic acid and the surface of the second substrate is copper or aluminum. In addition, phosphonic acid can be used to attach the second set of molecules to the aluminum substrate.

한 구현예에서, 제1 세트 분자의 분자들 중 적어도 몇몇은 제2 세트 분자의 하나 이상의 분자에 결합하는 인식 성분을 포함한다. 예를 들어, 제1 세트 분자의 분자들 각각은 핵산 서열인 인식성분을 포함할 수 있다. 한 구현예에서, 제1 세트 분자 각각은 핵산 서열, 예를 들어, DNA, RNA, 개질된 핵산 서열 또는 이들의 조합을 포함하고, 제2 세트 분자의 인식 성분은 핵산 서열이다. 한 구현예에서, 제2 세트 분자 각각의 핵산 인식 성분은 제1 세트 분자로부터의 분자 중 적어도 하나의 핵산서열의 적어도 일부에 상보적일 수 있다. 예를 들어, 제2 세트 분자로부터의 분자의 3개 이상의 연속하는 핵산 염기, 예를 들어, 6개 이상의 핵산 염기가, 제1 세트 분자로부터의 분자의 3개 이상의 연속하는 핵산 염기, 예를 들어, 6개 이상의 핵산 염기와 상보적이다. 다른 실시예에서, 제1 세트 분자 상의 뉴클레오티드 중 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 99%가, 이들이 결합되는 제2 세트 분자로부터의 이들 분자들에 상보적이다. 제2 세트 분자가 제1 세트 분자 상에 조립되면, 제2 세트 분자는 제2 세트 분자의 핵산 인식 성분에 대하여 상보적 서열을 가지는 제1 세트 분자로부터의 분자들 또는 그 일부와 함께 혼성화(hybridize)될 것이다. 이러한 구현예에서, 마스터에 결합된 제1 세트 분자는 혼성화를 촉진하는 조건 하에서 제2 세트 분자의 용액과 접촉한다. 혼성화를 촉진하는 조건은 당업자에게 공지되어 있다. 혼성화 조건의 일반적 기술은, Ausebel, F.M. 등의 Current Protocols in Molecular Biology (Green Publishing Assoc. 및 Wiley-Interscience, 1989)에 개시되어 있으며, 상기 문헌의 개시내용은 원용에 의해 본 명세서에 통합된다. 서열 길이, 염기 조성, 혼성화 서열간의 백분율 불일치(percent mismatch), 온도 및 이온력은 핵산 하이브리드의 안정성에 영향을 준다. In one embodiment, at least some of the molecules of the first set molecule comprise recognition components that bind to one or more molecules of the second set molecule. For example, each of the molecules of the first set of molecules may comprise a recognition component that is a nucleic acid sequence. In one embodiment, each of the first set molecules comprises a nucleic acid sequence, eg, DNA, RNA, modified nucleic acid sequences, or a combination thereof, and the recognition component of the second set molecule is a nucleic acid sequence. In one embodiment, the nucleic acid recognition component of each of the second set molecules may be complementary to at least a portion of the nucleic acid sequence of at least one of the molecules from the first set molecule. For example, three or more consecutive nucleic acid bases of a molecule from a second set of molecules, for example six or more nucleic acid bases, may be three or more consecutive nucleic acid bases of a molecule from a first set of molecules, eg, Complementary with at least six nucleic acid bases. In another embodiment, at least 80%, at least 90%, at least 95%, at least 99% of the nucleotides on the first set molecule are complementary to these molecules from the second set molecule to which they are bound. Once the second set molecule is assembled on the first set molecule, the second set molecule hybridizes with molecules or portions thereof from the first set molecule having a sequence complementary to the nucleic acid recognition component of the second set molecule. Will be In this embodiment, the first set of molecules bound to the master is in contact with a solution of the second set of molecules under conditions that promote hybridization. Conditions for promoting hybridization are known to those skilled in the art. General description of hybridization conditions is described in Ausebel, F.M. Current Protocols in Molecular Biology (Green Publishing Assoc. And Wiley-Interscience, 1989), the disclosure of which is incorporated herein by reference. Sequence length, base composition, percent mismatch between hybridization sequences, temperature and ionic power affect the stability of nucleic acid hybrids.

한 구현예에서, 제1 세트 분자는, 상이한 핵산 서열인 인식 성분을 가지는 2개 이상의 상이한 분자를 포함한다. 이 구현예에서, 제2 세트 분자는, 제1 세트 분자의 분자들 중 적어도 하나에 대하여 상보적인, 핵산 서열을 가지는 분자, 또는 그 일부를 포함한다. 한 구현예에서, 제1 세트 분자와 제2 세트 분자들로부터 혼성화된 분자들 사이의 수소결합은, 효소로 수소결합을 접촉함에 의해 파괴된다. 예를 들어, 효소의 헬리카제 군으로부터의 효소가 혼성화된 핵산 분자 사이에 결합을 파괴하기 위헤 사용될 수 있다. 다양한 헬리카제는 이중 가닥 올리고뉴클레오티드를 탈혼성화(dehybridize)하는 것으로 보고되어 있다. 예를 들어, E.coliRep, E.coliDnaB, E.coliUvrD (헬리카제II로도 알려져 있음), E.coliRecBCD, E. coli RecQ, 박테리오파지(bacteriophage) T7 DNA 헬레카제, 인간 RECQL 시리즈; WRN(RECQ2), BLM(RBCQL3), RECQL4, RECQL5, S. Pombe rqhl, C. elegance TO4A1 1.6 (전형적으로, 헬리카제 이름은 효소가 온 유기체로부터 유래된다). 헬리카제는 1) 3' 방향으로 핵산 사슬을 따라 이동하는 헬리카제 및 2) 5' 방향으로 핵산 사슬을 따라 이동하는 헬리카제의 2종류로 나뉠 수 있다. 전형적으로, 혼성화된 핵산 사이에 수소결합을 파괴하기 위해 사용되는 헬리카제의 특정 타입은 특정한 힌드더된(hindered) 핵산의 구조적 입체장애를 고려하여 선택된다. 단일 가닥 DNA 결합 단백질 (SSB)와 같이, 단일 가닥 DNA를 아정화하는 공-요인(cofactor)이 부가될 수 있다.In one embodiment, the first set of molecules comprises two or more different molecules having recognition components that are different nucleic acid sequences. In this embodiment, the second set molecule comprises a molecule having a nucleic acid sequence, or portion thereof, that is complementary to at least one of the molecules of the first set molecule. In one embodiment, the hydrogen bonds between molecules hybridized from the first set of molecules and the second set of molecules are broken by contacting the hydrogen bonds with an enzyme. For example, enzymes from the helicase group of enzymes can be used to break bonds between hybridized nucleic acid molecules. Various helicases have been reported to dehybridize double stranded oligonucleotides. For example, E. coli Rep, E. coli DnaB, E. coli UvrD (also known as helicase II), E. coli RecBCD, E. coli RecQ, bacteriophage T7 DNA helicase, human RECQL series; WRN (RECQ2), BLM (RBCQL3), RECQL4, RECQL5, S. Pombe rqhl, C. elegance TO4A1 1.6 (typically, the helicase name is derived from the organism from which the enzyme came). Helicase can be divided into two types: 1) helicase that moves along the nucleic acid chain in the 3 'direction, and 2) helicase that moves along the nucleic acid chain in the 5' direction. Typically, certain types of helicases used to disrupt hydrogen bonds between hybridized nucleic acids are selected in consideration of the structural steric hindrance of certain hindered nucleic acids. As with the single stranded DNA binding protein (SSB), cofactors may be added that stabilize the single stranded DNA.

2개의 혼성화된 핵산 사이의 결합을 파괴하는 또 다른 방법은, 특정 염기 서열을 인식사고 핵산 서열에 특정 위치에서 양쪽 사슬을 쪼개는(cleave) 제한 엔도뉴클레아제(restriction endonuclease)를 사용하는 것이다. 제한 엔도뉴클레아제의 예는, BamHI, EcoRI, 및 BstXI를 포함한다. 효소를 사용하여 핵산을 탈혼성화하는 다른 방법은, Lubert Stryer, Biochemistry, 제4판; Benjamin Lewin, Gene VII; Kristen Moore Picha 및 Smita S. Patel의 Bacteriophage T7 DNA Heicase Binds dTTP, Forms Hexamers and Binds DNA in the Absence of Mg2+," J Biol. Chem. (1998), Vol. 273, 42권, 27315-27319; Sheng Cui, Raffaella Klima, Alex Ochem, Daniele Arosio, Arturo Falaschi 및 Alessandro Vindigni의 "Characterization of the DNA-unwinding Activity of Human RECQI, a Helicase Specifically Stimulated by Human Replication Protein A" J. Biol. Chem. (2003), Vol. 278, 3권, 1424-4432; Umezu, K., 및 Nakayama, H. (1993), J Mol, Biol. 230:1145-1150; Nakayama, K., Irino, N., 및 Nakayama, H., Mol. Gen. Genet. (1985), 200:266-271; Kusano, K., Berres, M. E., 및 Engels, W. R., Genetics (1999) 15:1027-1039; Ozsoy, A. Z., Sekelsky, J.J. 및 Matson, S. W., Nucleic Acid Res. (2001), 29:2986-299에 기재되어 있으며, 전체 개시내용은, 원용에 의해 본 명세서에 통합된다.Another method of breaking the bond between two hybridized nucleic acids is to use a restriction endonuclease that recognizes a particular nucleotide sequence and cleaves both chains at specific positions in the nucleic acid sequence. Examples of restriction endonucleases include BamHI, EcoRI, and BstXI. Other methods of dehybridizing nucleic acids using enzymes include Lubert Stryer, Biochemistry, 4th edition; Benjamin Lewin, Gene VII; Bacteriophage T7 DNA Heicase Binds dTTP, Forms Hexamers and Binds DNA in the Absence of Mg2 + by Kristen Moore Picha and Smita S. Patel, "J Biol. Chem. (1998), Vol. 273, Vol. 42, 27315-27319; Sheng Cui , "Characterization of the DNA-unwinding Activity of Human RECQI, a Helicase Specific Stimulated by Human Replication Protein A" by Raffaella Klima, Alex Ochem, Daniele Arosio, Arturo Falaschi and Alessandro Vindigni, J. Biol. Chem. (2003), Vol. 278, 3, 1424-4432; Umezu, K., and Nakayama, H. (1993), J Mol, Biol. 230: 1145-1150; Nakayama, K., Irino, N., and Nakayama, H., Mol. Gen. Genet. (1985), 200: 266-271; Kusano, K., Berres, ME, and Engels, WR, Genetics (1999) 15: 1027-1039; Ozsoy, AZ, Sekelsky, JJ and Matson, SW, Nucleic Acid Res. (2001), 29: 2986-299, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

다른 대안적 구현예에서, 제1 세트 분자의 각 성분은 펩티드 핵산(PNA) 서열이고, 제2 세트 분자의 인식 성분은 PNA 서열이다. 대안으로써, 제1 세트 분자로부터의 각 분자들의 성분은 펩티드 핵산(PNA) 서열이고, 제2 세트 분자의 인식성분은 핵산 서열이거나, 또는 이와 역인 경우(vice versa)이다. PNA 분자는, 핵산의 다른 핵산으로의 혼성화와 유사한 방법으로, 다른 PNA 분자로 및 핵산 서열로 혼성화한다. 한 구현예에서, 제2 세트 분자로부터 적어도 하나 이상의 분자는, 제1 세트로부터의 분자의 적어도 3개의 연속 염기, 예를 들어, 6개의 연속 염기에 상보적인 적어도 3개의 연속하는 염기, 예를 들어, 6개의 연속 염기를 가져야 한다. 다른 실시예에서, 제1 세트 분자들 상에, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 적어도 99%의 뉴클레오타이드는, 결합된 제2 세트 분자로부터의 이들 분자들에 상보적이다.In another alternative embodiment, each component of the first set of molecules is a peptide nucleic acid (PNA) sequence and the recognition component of the second set of molecules is a PNA sequence. Alternatively, the component of each molecule from the first set of molecules is a peptide nucleic acid (PNA) sequence and the recognition component of the second set of molecules is a nucleic acid sequence or vice versa. PNA molecules hybridize to other PNA molecules and to nucleic acid sequences in a manner similar to hybridization of nucleic acids to other nucleic acids. In one embodiment, at least one or more molecules from the second set of molecules comprise at least three consecutive bases, eg, complementary to at least three consecutive bases, eg, six consecutive bases, of the molecules from the first set. Must have six consecutive bases. In another embodiment, at least 80%, at least 90%, at least 95%, or at least 99% of the nucleotides on the first set molecules are complementary to those molecules from the bound second set molecule.

대안으로서, 제1 세트 분자와 제2 세트 분자 사이의 결합은, 열을 가함에 의해, 또는 높은 이온력 또는 양극성을 가진 용매로 상기 결합을 접촉함에 의해, 또는 자기장 또는 전기장을 인가함에 의해, 또는 이들을 조합함에 의해 파괴된다.Alternatively, the bond between the first set molecule and the second set molecule may be applied by applying heat, or by contacting the bond with a solvent having high ionic or bipolarity, or by applying a magnetic or electric field, or It is destroyed by combining them.

세트 분자가 기판 표면에 결합한 경우, 상기 분자는 서로에 대하여 포개지거나 쌓여서 분자의 일부가 기판 표면으로 노출된다. 노출된 작용기는 소수성, 친수성 또는 양성 이온성 (amphipathic) 작용기이다. 추가로, 노출된 작용기는 예를 들어, 단백질, 항체, 항원, 당과 기타 탄수화물 등과 같은 다양한 생물학적 또는 다른 화학적 종들에 선택적으로 결합하는 작용기일 수 있다. 노출된 작용기는 예를 들어, 하기의 비제한적 열거의 구성원과 같이, 임의의 특이적 또는 비특이적 결합쌍의 구성원을 포함할 수 있다: 항원/항체, 항체/합텐(hapten), 효소/기질, 효소/저해제, 효소/공동인자, 결합단백질/기질, 캐리어단백질/기질, 렉틴/탄수화물, 수용체/호르몬, 수용체/이펙터(effector), 핵산의 상보적 가닥, 억제체(repressor)/유도인자(inducer) 등. 다른 노출된 작용기의 예는 하기를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다: -OH, -CONH-, -CONHCO-, -NH2, -NH-, -COOH, -COOR, -CSNH-, -NO2, -SO2, -SH, -RCOR-, -RCSR--, -RSR, -ROR-, -PO4 -3, -OSO3 -2, -SO3 -, -COO-, SOO-, -RSOR-, -CONR2, -(OCH2CH2)nOH [식 중, n은 1-20, 바람직하게는, 1-8), -CH3, -PO3H-, -2-이미다졸, -N(CH3)2, -N(R)2, -PO3H2, -CN, -(CF2)nCF3 (식 중 n= 1~20, 바람직하게는 1 내지 8)(식 중, R은 수소, 탄화수소, 할로겐화 탄화수소, 단백질, 효소, 탄수화물, 렉틴, 호르몬, 수용체, 항원, 항체, 또는 합텐이다)When set molecules bind to the substrate surface, the molecules overlap or stack with respect to each other so that some of the molecules are exposed to the substrate surface. Exposed functional groups are hydrophobic, hydrophilic or amphipathic functional groups. In addition, the exposed functional groups can be functional groups that selectively bind to various biological or other chemical species such as, for example, proteins, antibodies, antigens, sugars and other carbohydrates, and the like. Exposed functional groups may include members of any specific or nonspecific binding pair, such as, for example, members of the following non-limiting enumerations: antigen / antibody, antibody / hapten, enzyme / substrate, enzyme Inhibitors, enzymes / cofactors, binding proteins / substrates, carrier proteins / substrates, lectins / carbohydrates, receptors / hormones, receptors / effectors, complementary strands of nucleic acids, repressors / inducers Etc. Other examples of the exposed functional groups include the following, but are not limited to: -OH, -CONH-, -CONHCO-, -NH 2, -NH-, -COOH, -COOR, -CSNH-, - NO 2 , -SO 2, -SH, -RCOR-, -RCSR--, -RSR, -ROR-, -PO 4 -3, -OSO 3 -2, -SO 3 -, -COO -, SOO -, -RSOR -, -CONR 2, - (OCH 2 CH 2) n OH [ wherein, n is 1-20, preferably, 1-8), -CH 3, -PO 3 H -, -2- imidazole, -N (CH 3 ) 2 , -N (R) 2 , -PO 3 H 2 , -CN,-(CF 2 ) n CF 3 (where n = 1-20, preferably 1-8) R is hydrogen, hydrocarbon, halogenated hydrocarbon, protein, enzyme, carbohydrate, lectin, hormone, receptor, antigen, antibody, or hapten)

노출된 작용기는, 상보적 이미지의 추가 개질을 행하거나 마스터의 복제를 행하도록 제거될 수 있는, 보호기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광제거 가능한 보호기가 사용될 수 있다. 예를 들어, o-니트로벤질 유도체와 같은 니트로아로마틱 화합물 또는 벤질 술포닐과 같은 매우 다양한 포지티브-광 반응성 기는, 당해 기술 분야에 공지되어 있다. 광-제거가능한 보호기는 예를 들어, 미국특허 제5,143,854호 (상기 문헌의 모든 개시 내용은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다) 뿐만 아니라, Patchornik, JACS, 92:6333 (1970) 및 Amit 등의 JOC, 39:192, (1974)에 개시되어 있으며, 양 문헌은 모두 원용에 의해 본 명세서에 통합된다.The exposed functional group may include a protecting group, which may be removed to perform further modification of the complementary image or to duplicate the master. For example, a photoremovable protector can be used. For example, a wide variety of positive-photoreactive groups such as nitroaromatic compounds such as o-nitrobenzyl derivatives or benzyl sulfonyl are known in the art. Photo-removable protecting groups are described, for example, in US Pat. No. 5,143,854 (all disclosures of which are incorporated herein by reference), as well as JOC of Patchornik, JACS, 92: 6333 (1970) and Amit et al. , 39: 192, (1974), both of which are incorporated herein by reference.

한 구현예에서, 상보적 이미지는, 금속 또는 금속 이온에 하나 이상의 제2 세트 분자의 노출기를 결합시킴에 의해 더 개질될 수 있다. 예를 들어, 노출된 작용기는 아민, 아미드, 니트로실, 시아노, 카르보닐, 티올, 티오카르보닐, 셀레노카르보닐, 알케닐, 아릴, 아릴알킬, 헤테로아릴, 헤테로아릴알킬, 또는 시클로펜타디엔기를 그 말단에 포함할 수 있거나, 하나 이상의 이중 결합 또는 공액된 파이 시스템을 가지는 선형 또는 환형 유기기를 포함할 수 있다. 이들 기는, 철, 코발트, 니켈, 금, 은, 아연, 포타슘, 인, 셀레늄, 소디움, 백금, 팔라듐, 티타늄, 바나듐, 몰리브덴, 마그네슘, 레늄, 루테늄, 및 오스뮴과 같은 금속의 원자 또는 이온과 배위될 수 있다. 적절한 킬레이트 기가 너무 크거나, 혹은 그렇지 않으면 퇴적 동안 제2 세트 분자 상에 위치하기에 잘 맞지 않는 경우, 제2 세트 분자는 적어도 분자의 일부에 적절한 킬레이트 기를 부착하도록 개질될 수 있다. 예를 들어, 포피린, 또는 코린 고리는 제2 세트 분자의 인식 성분을 스페이서에 부착시키기 위하여, 후술하는 동일한 커플링 화학적 성질(coupling chemistry)을 사용하여 제2 세트 분자의 일부에 부착될 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 제2 세트 분자는, 그의 작용기가 그의 작용기가 금속 원자 또는 이온에 결합되어 있는, 펩티드 서열 또는 효소 또는 다른 단백질의 일부을 포함할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 금속 원자 또는 이온은 2개, 3개, 또는 그 이상의 제2 세트 분자 위의 작용기에 배위될 수 있다.In one embodiment, the complementary image can be further modified by binding the exposed group of one or more second set molecules to the metal or metal ion. For example, the exposed functional groups are amine, amide, nitrosyl, cyano, carbonyl, thiol, thiocarbonyl, selenocarbonyl, alkenyl, aryl, arylalkyl, heteroaryl, heteroarylalkyl, or cyclopenta The diene group may be included at its terminus, or may comprise linear or cyclic organic groups having one or more double bond or conjugated pi systems. These groups are coordinated with atoms or ions of metals such as iron, cobalt, nickel, gold, silver, zinc, potassium, phosphorus, selenium, sodium, platinum, palladium, titanium, vanadium, molybdenum, magnesium, rhenium, ruthenium, and osmium Can be. If a suitable chelating group is too large or otherwise not well suited to be placed on the second set of molecules during deposition, the second set of molecules can be modified to attach the appropriate chelating group to at least a portion of the molecule. For example, the porphyrin, or corinary ring, can be attached to a portion of the second set of molecules using the same coupling chemistry described below to attach the recognition component of the second set of molecules to the spacer. Alternatively or additionally, the second set of molecules may comprise a peptide sequence or part of an enzyme or other protein whose functional group is attached to a metal atom or ion. In some embodiments, metal atoms or ions may be coordinated to functional groups on two, three, or more second set molecules.

제1 및 제2 세트 분자의 제1 및 제2 스페이서는, 알킬렌, 헤테로알킬렌, 헤테로시클로알킬렌, 알케닐렌, 알키닐렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌, 아릴알킬렌, 및 헤테로아릴알킬렌으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택될 수 있다. 알킬렌, 헤테로알킬렌, 헤테로시클로알키렌, 알케닐렌, 알키닐렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌, 아릴알킬렌, 및 헤테로아릴알킬렌 스페이서는 치환 또는 미치환일 수 있다. 한 구현예에서, 제1 또는 제2 스페이서, 혹은 제1 및 제2 스페이서 모두는 하나 이상의 할로겐 및/또는 히드록시로 치환될 수 있다. The first and second spacers of the first and second set molecules are alkylene, heteroalkylene, heterocycloalkylene, alkenylene, alkynylene, arylene, heteroarylene, arylalkylene, and heteroarylalkylene It may be independently selected from the group consisting of. Alkylene, heteroalkylene, heterocycloalkyrene, alkenylene, alkynylene, arylene, heteroarylene, arylalkylene, and heteroarylalkylene spacers can be substituted or unsubstituted. In one embodiment, the first or second spacer, or both the first and second spacers, can be substituted with one or more halogen and / or hydroxy.

다른 구현예에서, 퇴적되는 기판은, 실란 또는 다른 반응성 작용기에 의해 기판에 고착된 스페이서로 제조될 수 있다. 스페이서의 말단은 에폭시 또는 카르복실레이트와 같은 반응성기를 포함한다. 이러한 구현예에서, 제2 세트 분자의 인식 성분(20)은 스페이서 상의 반응성 기와 반응하여 스페이서와 인식성분 간의 공유결합을 생성하는 반응성 기를 포함한다. 예를 들어, 인식 성분은, 예를 들어, 아민-말단 DNA와 같이 아민-말단의 분자일 수 있다. 카르복시 말단의 분자는, 또한, 에폭시기와 반응하여 무수물을 형성한다. 제2 세트 분자를 기판 상의 스페이서 세트에 커플링시키기 위해 이용될 수 있는 다른 화학적 성질들은, 안하이드라이드-히드록실, 카아보디이미드 커플링, 아민, 히드록시, 또는 다른 기와의 카르복실레이트 반응, 및 당해 기술분야에 공지되어 있는 기타 커플링 반응일 수 있다. 반응 조건은 인식 성분의 안정성을 유지할 수 있다록 선택될 수 있다. 예를 들어, 일부의 인식 성분들이 열 또는 특정 용매에 대하여 안정하지 않은 경우, 이러한 조건에 대하여, 이들은 짧은 노출 (예를 들어, 몇 시간)에 관해 안정할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 제2 세트 분자들 및 스페이서의 말단 상의 반응성 기는, 퇴적된 스페이서 또는 분자들이 제2 세트 분자를 기판에 링크하는 대신, 서로 부착되는 것을 방지하도록, 이들 자신과 반응하지 않는다.In other embodiments, the substrate to be deposited may be made of a spacer secured to the substrate by silane or other reactive functional groups. The terminal of the spacer contains a reactive group such as epoxy or carboxylate. In this embodiment, the recognition component 20 of the second set of molecules includes a reactive group that reacts with the reactive group on the spacer to create a covalent bond between the spacer and the recognition component. For example, the recognition component may be an amine-terminal molecule, such as, for example, amine-terminal DNA. The carboxy terminal molecule also reacts with the epoxy group to form an anhydride. Other chemical properties that can be used to couple the second set molecule to the spacer set on the substrate include, but are not limited to, an hydride-hydroxyl, carbodiimide coupling, carboxylate reaction with an amine, hydroxy, or other group, And other coupling reactions known in the art. The reaction conditions may be selected to maintain the stability of the recognition component. For example, if some of the recognition components are not stable to heat or to certain solvents, for these conditions they may be stable for short exposures (eg, several hours). In some embodiments, the second set molecules and reactive groups on the ends of the spacer do not react with themselves to prevent the deposited spacer or molecules from attaching to each other, instead of linking the second set molecule to the substrate.

마스터는, 당업자에게 공지되어 있는 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다 (참조: Xia, 등, Chem Rev. (1999), 99:1823~1848, 상기 문헌의 전체 개시내용은 참조로서 본 명세서에 포함된다). 예를 들어, 마스터를 형성하는 방법은 나노패턴화 방법이다. 한 구현예에서, 마스터는, 전자 빔 리소그라피를 사용하여, 하나 이상의 금속, 금속 산화물, 또는 이들의 조합의 패턴을 형성함에 의해 제조된다. 기판의 표면은, 이어서, 제1 세트 분자와 접촉한다. 이러한 구현예에서, 제1 세트 분자 각각은 금속 또는 금속 산화물과 제1 세트 분자 사이의 결합을 형성하는 반응성 작용기를 가질 수 있어서, 제1 세트 분자는 기판에 결합하여, 패턴을 형성하도록 기판에 결합된 제1 세트 분자를 가진 마스터를 형성한다. 마스터를 형성하기 위해 사용되는 반응성기 및 기판 재료는 제2 세트 분자를 패터닝하기 위해 사용되는 것과 동일하거나 상이할 수 있다.Masters can be prepared by any method known to those skilled in the art. (Xia, et al., Chem Rev. (1999), 99: 1823-1848, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference. do). For example, the method of forming the master is a nanopatterning method. In one embodiment, the master is prepared by forming a pattern of one or more metals, metal oxides, or a combination thereof, using electron beam lithography. The surface of the substrate is then in contact with the first set of molecules. In such embodiments, each of the first set molecules may have a reactive functional group that forms a bond between the metal or metal oxide and the first set molecule such that the first set molecule binds to the substrate to form a pattern. To form a master with the first set molecule. The reactive group and substrate material used to form the master may be the same or different than that used to pattern the second set of molecules.

대안으로서, 마스터는, 딥 펜 나노리소그라피를 사용한다. 딥 펜 나노 리소그라피를 사용하여, 분자적으로 패턴화된 기판을 제조하는 방법은 Schwartz, Langmuir (2002), 18 4041~4046 및 Piner 등의 Science (1999) 283: 661-663에 기재되어 있으며, 상기 문헌들의 전체 개시 내용은 참조로서 본 명세서에 통합된다.As an alternative, the master uses dip pen nanolithography. Methods for making molecularly patterned substrates using dip pen nano lithography are described in Schwartz, Langmuir (2002), 18 4041-4046 and in Science (1999) 283: 661-663 by Piner et al. The entire disclosure of the documents is incorporated herein by reference.

대안으로서, 마스터는, 대체 리소그라피(replacement lithography), 나노 쉐이딩(nanoshading) 또는 나노그라프팅(nanographting)을 사용하여 제조될 수 있다. 이러한 방법들은, Sun 등의 JACS (2002) 124 (11):2414-2415; Amro, 등의 Langmuir (2000), 16:3006-3009; Liu 등의 Nano Letters (2002), 2(8):863-867; Lui 등의 Acc. Chem, Res. (2000)33:457-466에 기재되어 있으며, 이들 문헌의 전체 개시내용은 참조로서 본 명세서에 통합된다.As an alternative, the master can be prepared using replacement lithography, nanoshading or nanographting. Such methods are described in Sun et al., JACS (2002) 124 (11): 2414-2415; Amro, et al. Langmuir (2000), 16: 3006-3009; Nano Letters (2002), 2 (8): 863-867 by Liu et al .; Lui et al. Chem, Res. (2000) 33: 457-466, the entire disclosures of which are incorporated herein by reference.

다른 구현예는, 제2 기판 표면의 적어도 일부에 제2 세트 분자가 없는 리소그라피 방법이다. 이러한 구현예에서, 제2 기판의 노출된 표면은, 레지스트로서 활동하는, 제2 세트 분자에 대하여 화학적으로 불활성이고 제2 기판 표면의 표층의 일부에서 퇴화되도록 선택된 반응물과 접촉하여 제2 세트 분자가 없는 제2 기판의 표면의 상기 일부를 퇴화시킨다. 예를 들어, 반응물은 반응성 이온 에칭 화합물이다. 이어서, 제2 세트 분자가 제거되어 제2 기판 표면의 일부가 노출된다.Another embodiment is a lithographic method in which at least a portion of a second substrate surface is free of second set molecules. In this embodiment, the exposed surface of the second substrate is brought into contact with a reactant selected to degenerate at a portion of the surface layer of the surface of the second substrate and is chemically inert with respect to the second set of molecules, acting as a resist. Degenerate the portion of the surface of the second substrate that is absent. For example, the reactants are reactive ion etch compounds. The second set of molecules is then removed to expose a portion of the second substrate surface.

또 다른 구현예에서, 적어도 일부의 제2 기판 표면은 제2 세트 분자가 없고, 제2 세트 분자가 없는 제2 기판 표면의 상기 부분에 재료가 퇴적된다. 퇴적된 재료의 예는, 반도체, 절연체(dielectric), 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 탄화물 및 이들의 조합이다. 이어서, 제2 세트 분자가 제거되어 제2 기판의 표면의 일부가 드러난다. In another embodiment, at least some of the second substrate surface is free of second set molecules, and material is deposited on the portion of the second substrate surface that is free of second set molecules. Examples of deposited materials are semiconductors, dielectrics, metals, metal oxides, metal nitrides, metal carbides, and combinations thereof. The second set of molecules is then removed to reveal a portion of the surface of the second substrate.

본 발명의 한 측면에서, 마스터의 상보적 이미지를 형성하는 방법은, 제1 세트 분자 상에 인력을 통해 제2 세트 분자를 조립하는 것을 포함한다. 인력의 예는, 순 양전하를 가지는 분자의 순 음전하를 가지는 분자에 대한 인력, 쌍극자-쌍극자 인력, 및 자기적 인력이다. 한 구현예에서, 인력은 자기적 인력이다. 예를 들어, 인력이 자기적 인력인 경우, 제1 세트 분자로부터 및 제2 세트 분자로부터, 하나 이상의 분자는 철 또는 철 산화물 성분을 포함한다. 이러한 구현예에서, 제1 세트 분자와 제2 세트 분자 사이의 인력은 자기장을 가함에 의해 파괴된다.In one aspect of the invention, a method of forming a complementary image of a master comprises assembling a second set of molecules via attraction on the first set of molecules. Examples of attractive forces are the attractive force, the dipole-dipole attractive force, and the magnetic attractive force for the molecule having the net negative charge. In one embodiment, the attraction is magnetic attraction. For example, if the attraction is magnetic attraction, from the first set of molecules and from the second set of molecules, the one or more molecules include iron or iron oxide components. In this embodiment, the attractive force between the first set molecule and the second set molecule is destroyed by applying a magnetic field.

본 발명의 다른 측면에서, 상기 방법은, 마스터 또는 그 일부의 복제를 형성하는 것을 포함한다. 본 발명의 방법의 이 구현예에서 사용된 마스터는 패턴을 형성하도록 제 1 기판에 결합된 제1 세트 분자를 포함한다. 제2 세트분자는 결합 형성을 통해 제1 세트 분자에 조립된다. 제2 세트 분자는 반응성 작용기 및, 제1 세트 분자에 결합하는 인식 성분을 포함한다. 이어서, 제2 세트 분자의 반응성 작용기는 제2 기판 표면과 접촉한다. 제2 세트 분자의 반응성 작용기는 제2 기판의 표면과 반응하여 제2 세트 분자 및 제2 기판 간에 결합을 형성한다. 그리고나서, 제1 세트 분자와 제2 세트 분자간의 결합이 파괴되고, 제2 기판에 결합된 제2 세트 분자는 마스터의 상보적 이미지를 형성한다. 제3 세트 분자는, 이어서, 상기 상보적 이미지의 제2 세트 분자 상에 결합 형성을 통해 조립된다. 제 3 세트 분자의 각 분자는 반응성 작용기를 포함하며, 제2 세트에 결합하는 인식 성분을 포함한다. 이어서, 제3 세트 분자의 상기 반응성 작용기는 제3 기판의 표면과 접촉한다. 제3 기판의 표면은, 제3 세트 분자의 반응성 작용기와 반응하여 제3 세트 분자 및 제3 기판 사이에 결합을 형성한다. 제2 세트 분자와 제3 세트 분자간의 결합은, 이어서, 파괴되고, 제3 기판에 결합된 제3 세트 분자는 마스터의 패턴 또는 그 일부의 복제물을 형성한다. 일단 상보적 이미지가 복제로부터 분리된 다음에는, 상보적 이미지는 1회 이상 재사용될 수 있다. 한 구현예에서, 복재물의 적어도 하나의 특징부의 측방향 치수는, 200nm 이하, 예를 들어, 100nm 이하, 50nm 이하, 또는 20nm 이하이다. In another aspect of the invention, the method comprises forming a replica of the master or part thereof. The master used in this embodiment of the method of the invention comprises a first set of molecules bound to the first substrate to form a pattern. The second set molecule is assembled to the first set molecule through bond formation. The second set of molecules includes reactive functional groups and recognition components that bind to the first set of molecules. The reactive functional groups of the second set of molecules then contact the second substrate surface. The reactive functional groups of the second set of molecules react with the surface of the second substrate to form bonds between the second set of molecules and the second substrate. The bond between the first set molecule and the second set molecule is then broken and the second set molecule bound to the second substrate forms a complementary image of the master. The third set molecule is then assembled via bond formation on the second set molecule of the complementary image. Each molecule of the third set of molecules includes a reactive functional group and includes a recognition component that binds to the second set. The reactive functional group of the third set of molecules is then in contact with the surface of the third substrate. The surface of the third substrate reacts with the reactive functional groups of the third set of molecules to form a bond between the third set of molecules and the third substrate. The bond between the second set molecule and the third set molecule is then broken, and the third set molecule bound to the third substrate forms a copy of the pattern or part of the master. Once the complementary image is separated from the replica, the complementary image can be reused one or more times. In one embodiment, the lateral dimension of at least one feature of the composite is 200 nm or less, for example 100 nm or less, 50 nm or less, or 20 nm or less.

복제물을 형성하는 상기 방법은, 마스터의 상보적 이미지가 탬플레이트(또는 "마스터")로서 사용되어 패턴을 제3 기판으로 이전하는 것을 제외하고는, 상보적 이미지를 형성하도록 사용되는 바와 같다. 따라서, 제2 세트 분자 및 제2 기판을 위해 앞서 기술한 구현예와 예시들은 제3 세트 분자 및 제3 기판에도, 각각 적용될 수 있다. 또한, 제1 세트 분자 위의 제2 세트 분자를 조립하기 위한 조건들 및, 제1 세트 분자와 제2 세트 분자 간의 결합을 파괴하기 위한 조건들의 예시들도, 제2 세트 분자 위에 제3 세트 분자를 조립하기 위한 조건들 및 제3 세트 분자와 제2 세트 분자사이의 결합을 파괴하기 위한 조건들에 동일하게 적용될 수 있다.The method of forming a replica is as used to form a complementary image, except that a complementary image of the master is used as a template (or “master”) to transfer the pattern to the third substrate. Thus, the embodiments and examples described above for the second set molecule and the second substrate can also be applied to the third set molecule and the third substrate, respectively. Also, examples of conditions for assembling a second set molecule on a first set molecule and conditions for breaking the bond between the first set molecule and the second set molecule also include a third set molecule on the second set molecule. The same may be applied to the conditions for assembling and conditions for breaking the bond between the third set molecule and the second set molecule.

다른 구현예에서, 본 발명은, 마스터의 상보적 이미지를 만들어 내기 위한 분자 프린터와 관련되는데, 이 경우, 상기 마스터는 제1 기판에 결합된 제1 세트 분자를 가진다. 상기 분자 프린터는 제2 세트 분자의 용액을 마스터 표면으로 배달하기 위한 장치 및 제2 세트 분자를 제2 기판과 접촉시키기 위한 장치를 포함한다. 이 구현예에서, 제2 세트 분자는 반응성 작용기; 및 제1 세트 분자에 결합된 인식 성분을 포함한다.In another embodiment, the present invention relates to a molecular printer for producing a complementary image of a master, in which case the master has a first set of molecules bound to a first substrate. The molecular printer includes a device for delivering a solution of a second set of molecules to a master surface and a device for contacting the second set of molecules with a second substrate. In this embodiment, the second set of molecules comprises a reactive functional group; And a recognition component bound to the first set molecule.

상기 기구는, 제2 세트 분자를 포함하는 하나 이상의 저장소 및 제2 세트 분자를 함유하는 용액을 배달하기 위해 마스터를 제 위치에 유지시키기 위한 부품을 포함한다. 또한, 상기 기구는, 마스터를 사용하여 저장소로부터 표면으로 제2 세트 분자 용액을 전달하기 위해, 컴퓨터 제어 장치(computer-controlled device)를 포함할 수 있다. 또한, 마스터를 제2 기판에 고정하기 위한 클램프가 상기 기구 내에 포함될 수 있다. 제2 세트 분자의 용액 온도 및 마스터를 포함하는 용기 또한 제어될 수 있다. 상기 기구는, 높은 이온력을 가진 용액 또는 결합을 파괴하기 위한 효소를 함유한 용액과 같이 제1 및 제2 분자들 사이의 결합을 파괴하기 위한 용액을 함유하는 저장소 및 상기 용액을 배달하기 위한 장치를 더 포함할 수 있다. 추가로, 제2 기판이 제2 세트 분자에 결합된 후에, 결합된 제1 및 제2 세트 분자와 접촉하여 결합을 파괴하기위해 용액을 가열하도록 가열 요소가 사용될 수 있다. 용액을 전달하고 온도를 제어하기 위한, 컴퓨터 제어 장치는 일반적 목적의 실험실 로봇 중 임의의 것일 수 있으며, 이는 Harrison 등의 Biotechniques, 14: 88-97 (1993); Fujita 등의 Biotechniques, 9:584-591 (1990); Wada 등의 Rev. Sci. Instrum, 54: 1569-1572 (1983)에 개시되어 있고, 이들 문헌의 전체 개시내용은 참조로 본 명세서에 통합된다. 적절한 실험실 로봇은, 예를 들어, Applied Biosystems Model 800 Catalyst (Foster City, calif)와 같이, 상업적으로 구할 수 있다. 한 구현예에서, 상기 장치는, 또한, 제1 세트 분자와 제2 세트 분자 사이의 결합이 파괴된 후에, 마스터로부터 제2 기판을 분리하기 위한 장치를 더 포함할 수 있다.The instrument includes one or more reservoirs containing a second set of molecules and components for holding the master in place for delivering a solution containing the second set of molecules. The instrument may also include a computer-controlled device for delivering a second set of molecular solutions from the reservoir to the surface using a master. In addition, a clamp for securing the master to the second substrate may be included in the instrument. The vessel containing the solution temperature and the master of the second set of molecules can also be controlled. The apparatus comprises a reservoir containing a solution for breaking the bond between the first and second molecules, such as a solution with a high ionic force or a solution containing an enzyme for breaking the bond, and an apparatus for delivering the solution. It may further include. In addition, after the second substrate is bonded to the second set of molecules, the heating element may be used to heat the solution in contact with the bound first and second set molecules to break the bond. Computer controlled devices for delivering solutions and controlling temperature can be any of general purpose laboratory robots, such as those described by Harrison et al., Biotechniques, 14: 88-97 (1993); Biotechniques, 9: 584-591 (1990) by Fujita et al .; Rev. Wada et al. Sci. Instrum, 54: 1569-1572 (1983), the entire disclosures of which are incorporated herein by reference. Suitable laboratory robots are commercially available, for example, Applied Biosystems Model 800 Catalyst (Foster City, calif). In one embodiment, the device may further comprise a device for separating the second substrate from the master after the bond between the first set molecule and the second set molecule is broken.

본 발명의 상기 측면들 및 다른 측면들이 후술되는 실시예를 고려하여 더 이해될 것이다. 그러나, 이들 실시예들은 본 발명의 특정한 구현예를 설명한 것일 뿐, 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.These and other aspects of the invention will be further understood in view of the embodiments described below. However, these embodiments are only illustrative of specific embodiments of the present invention, but are not intended to limit the scope of the invention as defined by the claims.

본 발명은 도면에 나타낸 특정 구현예를 참조하여 기술한다. 도면에서의 구현예는 예시로서 개시한 것이며, 어떠한 방식으로 제한하기 위한 것은 아니다.The invention is described with reference to the specific embodiments shown in the drawings. The embodiments in the figures are disclosed by way of example and are not intended to be limiting in any way.

도 1A 내지 D는 상보적 이미지를 제조하기 위한 본 발명의 방법의 한 구현예의 모식적 대표도이고,1A-D are schematic representations of one embodiment of the method of the present invention for producing complementary images,

도 2는 제2 세트 분자에 결합된 제1 세트 분자의 모식적 대표도이고,2 is a schematic representation of a first set of molecules bound to a second set of molecules,

도 3A 및 도 3B는 기판 표면에 결합된 핵산 분자의 단층을 구비한 마스터의 AFM 이미지이다.3A and 3B are AFM images of a master with a monolayer of nucleic acid molecules bound to the substrate surface.

도 3C는 도 3A에 나타낸 마스터의 상보적 이미지의 AFM 이미지이다.3C is an AFM image of the complementary image of the master shown in FIG. 3A.

도 3D는 도 3B에서 나타낸 아마스터의 상보적 이미지의 AFM 이미지이다.FIG. 3D is an AFM image of the complementary image of the Amaster shown in FIG. 3B.

도 4A는 그리드 패턴으로 기판에 결합된 핵산을 가지는 마스터의 AFM 이미지이다.4A is an AFM image of a master with nucleic acid bound to the substrate in a grid pattern.

도 4B는 도 4A에 나타낸 마스터의 상보적 이미지의 AFM 이미지이다.4B is an AFM image of the complementary image of the master shown in FIG. 4A.

실시예 1: DNA 단층의 상보적 이미지의 제조Example 1 Preparation of Complementary Images of DNA Monolayers

A. DNA 용액의 제조A. Preparation of DNA Solution

모든 유리 제품은, 75%의 H2SO4 용액 및 25% H2O2 용액으로 사용 전에 세정될 수 있다. 사용된 모든 물은, 초 순수이다(18MΩ/cm).All glassware can be cleaned before use with 75% H 2 SO 4 solution and 25% H 2 O 2 solution. All water used is ultra pure (18 MΩ / cm).

제1 DNA , 5'-/5-TiolMC6-D/ACG CAA CTT CGG GCT CTT -3' 는 Integrated DNA Technologies, Inc. (IDT), Coraville, IA로부터 구매하였다. DNA 가닥는 제조사로부터 받은 대로 사용하였다. 제1 DNA를 1㎍/mL 농도로 물에 용해시기코, 50㎕의 작은 분량(aliquots)으로 나누어서 -20℃로 보관하였다. 상기 용액의 일부를 사용하는 경우, 분량은 디티오트레이톨 (Dithiothreitol: DTT)을 가진 40mM 버퍼 용액 (0.17M 소디움 포스페이트, pH 8) 내에 16시간 동안 위치시킴에 의해 환원(reduce)시켰다. 올리고뉴클레오티드는 제조사의 지침서에 따라 사이즈 배제 크로마토그라피(size exclusion chromatography) (Pharmacia Biotech사로부터의 NAP 10 컬럼)을 사용하여 DTT 반응의 부산물로 분리하였다. 10mM 소디움 포스페이트 버퍼 (pH 6.8)를 사용하여 컬럼을 평형화하고 올리고뉴클레오티드를 용출시켰다. 최종 DNA 용액의 농도는 260nm 에서의 용액의 흡광도로부터 계산되었다. 제1 DNA (즉, 마스터를 형성하기 위해 사용되는 DNA)의 경우, 1M 포타슘 포스페이트 버퍼 용액 (pH 3.8)을 DNA 용액에 부가하여 용액의 이온 강도를 증가시켰다. DNA 최종 농도는 4-5μM 였다.First DNA, 5 ′-/ 5-TiolMC6-D / ACG CAA CTT CGG GCT CTT-3 ′ is an Integrated DNA Technologies, Inc. (IDT), Coraville, IA. DNA strands were used as received from the manufacturer. The first DNA was dissolved in water at a concentration of 1 μg / mL and stored at −20 ° C. in small aliquots of 50 μl. When using part of the solution, the portions were reduced by placing for 16 hours in 40 mM buffer solution (0.17 M sodium phosphate, pH 8) with Dithiothreitol (DTT). Oligonucleotides were isolated as by-products of the DTT reaction using size exclusion chromatography (NAP 10 column from Pharmacia Biotech) according to the manufacturer's instructions. The column was equilibrated with 10 mM sodium phosphate buffer (pH 6.8) and the oligonucleotides eluted. The concentration of the final DNA solution was calculated from the absorbance of the solution at 260 nm. For the first DNA (ie, the DNA used to form the master), 1M potassium phosphate buffer solution (pH 3.8) was added to the DNA solution to increase the ionic strength of the solution. DNA final concentration was 4-5 μΜ.

제2 DNA (즉, 상보적 이미지를 형성하는 DNA) 용액의 경우, TE 버퍼 내의 1M NaCl (10mM 트리스 버퍼 pH 7.2 및 1mM EDTA)를 첨가하여 용액의 이온 강도를 증가시켰다. 사용된 제2 DNA는 Integrated DNA Technologies, Inc. (IDT), Coraville, IA로부터 구매하였고, 다음 구조를 가진다: 5'-/5-TiolMC6-D/AAG AGC CCG AAG TTG CGT-3'.For a second DNA (ie, DNA forming complementary image) solution, 1M NaCl (10 mM Tris buffer pH 7.2 and 1 mM EDTA) in TE buffer was added to increase the ionic strength of the solution. The second DNA used was Integrated DNA Technologies, Inc. (IDT), Coraville, IA, and has the following structure: 5 '-/ 5-TiolMC6-D / AAG AGC CCG AAG TTG CGT-3'.

B. DNA 단층을 가지는 마스터의 제조B. Preparation of Master with DNA Monolayer

운모 상의 깨끗하고 원자적으로 플랫 골드를 기판으로 사용하였다. 상기 기판을 위에서 준비한 제1 DNA 용액 내에 5일 동안 위치시켜 DNA가 기판 표면에 결합되도록 하였다. 상기 기판을 1M 포타슘 포스페이트 버퍼로 2회, 그리고 물로 5회 세정하였다. 상기 기판을 1mM 스페이서 티올, 6- 머캅토-1-헥산올, 수성 용액에 2 hr 동안 노출시켜서 단일 가닥 DNA의 비특이적 흡수를 최소화하고, 이어서 물로 5회 세정하였다.Clear, atomically flat gold on the mica was used as the substrate. The substrate was placed in the first DNA solution prepared above for 5 days to allow DNA to bind to the substrate surface. The substrate was washed twice with 1M potassium phosphate buffer and five times with water. The substrate was exposed to 1 mM spacer thiol, 6-mercapto-1-hexanol, aqueous solution for 2 hr to minimize nonspecific uptake of single stranded DNA and then washed 5 times with water.

C. 상보적 이미지의 제조C. Preparation of Complementary Images

단계 B에서 제조된 마스터를, 제2 DNA에 2시간 동안 침지하여 상보적 DNA가 마스터에 결합된 DNA로 혼성화하게 하였다. 상기 기판을 TE 내의 1M NaCl 버퍼로 2회 세정하고 물로 5회 세정하였다.The master prepared in step B was immersed in the second DNA for 2 hours to allow the complementary DNA to hybridize to the DNA bound to the master. The substrate was washed twice with 1M NaCl buffer in TE and five times with water.

운모 상의 제2 클린 골드를 마스터와 접촉하게 위치시켜서 2개의 금 표면이 서로 마주보도록 하고 이들 사이에 소량의 물을 가지도록 하였다. 2개의 기판을 함께 밀도록 작은 기계적 힘을 적용하였다. 2개의 기판 사이의 물이 증발함에 따라, 표면 간의 간격은 점점 줄어들어 모세관 인력을 증가시켰다. 그 결과, 제2 DNA의 티올기가 제2 기판에 접근하여 그에 결합되었다. 대략 5시간 후, 상기 기판을 TE 내의 1M NaCl 버퍼 용액 (70℃)에 20분 동안 침지하였다. 상기 기판 (즉, 상기 마스터 및 상기 상보적 이미지)은 자발적으로 분리되었고, TE 내의 1M NaCl 버퍼로 2회 세정하고, 물로 5회 세정한 다음, 공기 건조하였다. 마스터(도 3A 및 3B)와 상보적 이미지(도 3C 및 도 3D)를 AFM 탭핑 모드를 사용하여 이미지화하였다.The second clean gold on the mica was placed in contact with the master so that the two gold surfaces faced each other with a small amount of water between them. A small mechanical force was applied to push the two substrates together. As the water between the two substrates evaporated, the spacing between the surfaces gradually decreased to increase capillary attraction. As a result, the thiol group of the second DNA approached and bound to the second substrate. After approximately 5 hours, the substrate was immersed in 1M NaCl buffer solution (70 ° C.) in TE for 20 minutes. The substrates (ie the master and the complementary images) were spontaneously separated, washed twice with 1M NaCl buffer in TE, washed five times with water and then air dried. The master (FIGS. 3A and 3B) and the complementary images (FIGS. 3C and 3D) were imaged using AFM tapping mode.

D. 결과D. Results

DNA의 제1 기판 표면의 피복(coverage)이 완성되었다. 완전한 피복은 단층 및 팁 사이의 강한 상호작용 때문에 AFM 을 어렵게 하였다. 제2 기판으로 이전된 층 또한 완전한 피복을 가졌다.Coverage of the surface of the first substrate of DNA was completed. Complete coating made AFM difficult because of the strong interaction between the monolayer and the tip. The layer transferred to the second substrate also had a complete coating.

실시예 2: 금 그리드의 패턴 이전 Example 2: Transfer of Pattern of Gold Grid

AFM 교정 금 그리드를, 실시예 1에서 기술한 제1 DNA 분자의 4μM 용액 내에 5일동안 침지하였다. 상기 마스터를 1mM 6-머캅토-1-헥산올 수용액에 2시간 동안 노출시켜 단일 가닥 DNA의 비특이적 흡수를 최소화한 다음, 물로 5 회 세정하고 공기 건조하였다. 상기 마스터를, 이어서, 실시예 1에서 기술된 제2 DNA의 6μM 용액에 2시간 동안 노출시켜 혼성화가 일어나도록 하였다. 운모 상 금의 제2 기판을 상기 마스터 위에 위치시키고 2개의 금 표면을 서로 마주보게 하고 소량의 물을 이들 사이에 가지도록 하였다. 2개의 기판이 함께 있도록 소량의 기계적 힘을 적용하였다. 대략 5시간 후에, 상기 기판을 TE 내의 1M NaCl 버퍼 (70℃) 내에 20 시간 동안 침지하였다. 상기 2개의 기판 (즉, 마스터와 상보적 이미지)는 자발적으로 분리되었고 TE 내의 1M NaCl 버퍼로 2회 세정하고 물로 5회 세정한 다음, 공기 건조하였다. 마스터(도 4A 및 4B)와 상보적 이미지(도 4C 및 도 4D)를 AFM 탭핑 모드를 사용하여 이미지화하였다.AFM calibrated gold grids were immersed for 5 days in a 4 μM solution of the first DNA molecule described in Example 1. The master was exposed to an aqueous 1 mM 6-mercapto-1-hexanol solution for 2 hours to minimize nonspecific uptake of single stranded DNA, then washed 5 times with water and air dried. The master was then exposed to a 6 μM solution of the second DNA described in Example 1 for 2 hours to allow hybridization to occur. A second substrate of mica phase gold was placed on the master and the two gold surfaces faced each other with a small amount of water between them. A small amount of mechanical force was applied so that the two substrates were together. After approximately 5 hours, the substrate was immersed for 20 hours in 1M NaCl buffer (70 ° C.) in TE. The two substrates (ie, complementary images with the master) were spontaneously separated and washed twice with 1M NaCl buffer in TE, washed five times with water and then air dried. Master (FIGS. 4A and 4B) and complementary images (FIGS. 4C and 4D) were imaged using AFM tapping mode.

실시예 3: DNA 칩의 제조Example 3: Preparation of DNA Chips

Demer 등의 Angew. Chem. Ed. (2001), 40: 3071-3073에 기술된 바와 같이, 딥 펜 나노그라피를 사용하여 마스터를 준비하였으며, 상기 문헌에 기재된 내용은, 참조로서 본 명세서에 통합된다. 상기 마스터를 제조하기 위해, 운모 기판 상의 골드 표면은, 에탄올 내의 1-옥타데칸디올 (ODT)의 1mM 용액으로 5분간 접촉시켜 ODT 분자로 노출된 금 기판을 피복하였다. 상기 기판을 이어서, 1,16-머켑토헥사데카노익애시드 (MHA) 1mM 용액에 침지하고 원자력 현미경의 팁을 사용하여, 100nm 도트를 만들도록 상기 기판을 약 5nN 힘으로 접촉시킴에 의해, 기판에 결합된 ODT 분자를 옮겼다. 용액 내의 MHA 는 상기 도트의 노출된 금 표면에 결합되었다. 상기 MHA의 카르복시산은 pH4.5의 0.1M 몰포린/에탄술폰산 내의 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 하이드로클로라이드 (EDAC)의 10mg/mL 용액로 활성화되고, 0.1M 소디움 보레이트/붕산 버퍼(pH 9.5) 용액으로 세정되었다. 보레이트 버퍼 내의 1-n 헥실 아민기로 개질된 DNA 25μM 용액에 상기 기판의 표면을 위치시켰다. DNA의 아민기는 활성화된 MHA 분자에 결합하여 100nm 직경을 가지는 DNA 도트를 형성하였다. MHA 도트를 형성하고 여기에 DNA 분자를 결합하는 과정은, 상이한 아민 개질 DNA 분자와 함께 수회 반복되어 약 100nm 의 특징부를 가지는 DNA 어래이를 가지는 마스터를 형성하였다.Demer et al. Angew. Chem. Ed. (2001), 40: 3071-3073, a master was prepared using dip pen nanographies, the contents of which are incorporated herein by reference. To prepare the master, the gold surface on the mica substrate was contacted for 5 minutes with a 1 mM solution of 1-octadecanediol (ODT) in ethanol to cover the gold substrate exposed with ODT molecules. The substrate was then immersed in a 1,16-Mercetohexadecanoic acid (MHA) 1 mM solution and using the tip of an atomic force microscope to contact the substrate with about 5 nN force to make 100 nm dots. The ODT molecules bound to were transferred. MHA in solution was bound to the exposed gold surface of the dot. The carboxylic acid of the MHA is activated with a 10 mg / mL solution of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDAC) in 0.1M morpholine / ethanesulfonic acid at pH4.5, 0.1M sodium Washed with borate / boric acid buffer (pH 9.5) solution. The surface of the substrate was placed in a 25 μM solution of DNA modified with 1-n hexyl amine groups in borate buffer. The amine groups of the DNA bind to the activated MHA molecules to form DNA dots having a diameter of 100 nm. The process of forming MHA dots and binding DNA molecules to it was repeated several times with different amine modified DNA molecules to form a master with a DNA array having features of about 100 nm.

상기 마스터를 사용하여, DNA 서열의 상보적 이미지 어레이를 제2 기판 상에 프린트하였는 바, 이 경우, 각 DNA 서열은 상기 마스터 상의 DNA 분자의 하나에 대하여 상보적이며 마스터 상에 그의 상보적 서열의 거울상인 제2 기판 상에서의 지점에 위치하였다. 상기 상보적 어레이는, 헥실 티올 링커를 가지는 마스터 상의 DNA 분자들에 대하여 상보적인 모든 DNA 분자들을 포함하는 한 세트의 DNA 분자를 개질함에 의해 제조되었다. 상기 티올 개질된 DNA 분자를 pH 6.8 및 1M NaCl 를 가 지는 포스페이트 내에 위치시켰다. 상기 마스터를 티올 개질된 DNA를 함유하는 용액 내에 2시간 동안 침지하고, 마스터를 상기 용액으로부터 제거하여 TE 내의 1M NaCl 버퍼로 한번 세정하고 물로 5번 세정하였다. Using the master, a complementary image array of DNA sequences was printed on a second substrate, where each DNA sequence is complementary to one of the DNA molecules on the master and its complementary sequence on the master. It was located at a point on the mirror-like second substrate. The complementary array was prepared by modifying a set of DNA molecules containing all DNA molecules complementary to the DNA molecules on the master with hexyl thiol linker. The thiol modified DNA molecule was placed in phosphate with pH 6.8 and 1M NaCl. The master was immersed in a solution containing thiol modified DNA for 2 hours, the master was removed from the solution and washed once with 1M NaCl buffer in TE and five times with water.

운모 기판 상에 제2의 깨끗한 금을 상기 마스터와 접촉하게 위치시켜서 상기 금 표면이 서로 마주보도록 하고, 이들 사이에 소량의 물을 가졌다. 2개의 기판을 함께 밀도록 작은 기계적 힘을 적용하였다. 2개의 기판 사이의 물이 증발함에 따라, 표면 간의 간격은 점점 줄어들어 모세관 인력을 증가시켰다. 그 결과, 티올 개질된 DNA의 티올기가 제2 기판에 접근하여 그에 결합되었다. 대략 5시간 후, 상기 기판을 TE 내의 1M NaCl 버퍼 용액 (70℃)에 20분 동안 침지하였다. 상기 기판 (즉, 상기 마스터 및 상기 상보적 이미지)은 자발적으로 분리되었고, TE 내의 1M NaCl 버퍼로 2회 세정하고, 물로 5회 세정한 다음, 공기 건조하였다. 상기 마스터는 하나 이상의 추가의 상보적 이미지를 제조하기 위해 사용될 수 있다.A second clean gold was placed on the mica substrate in contact with the master so that the gold surfaces faced each other with a small amount of water between them. A small mechanical force was applied to push the two substrates together. As the water between the two substrates evaporated, the spacing between the surfaces gradually decreased to increase capillary attraction. As a result, the thiol group of the thiol modified DNA approached and bound to the second substrate. After approximately 5 hours, the substrate was immersed in 1M NaCl buffer solution (70 ° C.) in TE for 20 minutes. The substrates (ie the master and the complementary images) were spontaneously separated, washed twice with 1M NaCl buffer in TE, washed five times with water and then air dried. The master can be used to produce one or more additional complementary images.

실시예 4: DNA 어레이의 상보적 이미지의 제조 Example 4 Preparation of Complementary Images of DNA Arrays

DNA 칩을 구매하여 제1 마스터로 사용하였다. 상기 DNA 칩은 12×12 정사각형 어레이를 가졌으며, 이 때, 각각의 정사각형은 300nm ×300nm이고, 총 144개의 상이한 DNA 서열을 위해 기판에 부착된 상이한 DNA 서열을 가졌다. 300nm ×300nm 정사각형은 상기 기판의 표면의 x-축과 y-축을 따라 100nm 이격되었다.DNA chips were purchased and used as the first master. The DNA chip had a 12 × 12 square array, where each square was 300 nm × 300 nm and had a different DNA sequence attached to the substrate for a total of 144 different DNA sequences. A 300 nm × 300 nm square was spaced 100 nm along the x-axis and y-axis of the surface of the substrate.

상기 마스터를 제2 기판 상에 DNA의 12×12 상보적 이미지 어레이를 프린팅하기 위해 사용하였으며, 이 경우, 각각의 DNA 서열은 상기 마스터 상의 DNA 분자의 하나에 대하여 상보적이고, 상기 마스터 상의 그 상보적 서열의 거울상 이미지 인 제 2 기판 상의 지점에 위치하였다. 상기 마스터 상의 DNA 분자에 대하여 상보적인 모든 DNA 분자를 포함하는 한 세트의 DNA 분자 (즉, 144개의 상이한 상보적 DNA 서열)가 헥실 티올 링커로 개질되었다. 상기 티올 개질 DNA 분자를 pH 6.8 및 1M NaCl 를 가지는 포스페이트 버퍼 내에 위치시켰다. 상기 마스터를 티올 개질된 DNA 분자를 함유하는 용액 내에 2시간 동안 침지하고, 마스터를 상기 용액으로부터 제거하여 TE 내의 1M NaCl 버퍼로 한번 세정하고 물로 5번 세정하였다. The master was used to print a 12 × 12 complementary image array of DNA on a second substrate, in which case each DNA sequence was complementary to one of the DNA molecules on the master and its complementary on the master. It was located at a point on the second substrate which is a mirror image of the sequence. A set of DNA molecules (ie 144 different complementary DNA sequences) containing all DNA molecules complementary to the DNA molecule on the master was modified with hexyl thiol linker. The thiol modified DNA molecule was placed in phosphate buffer with pH 6.8 and 1M NaCl. The master was immersed in a solution containing thiol modified DNA molecules for 2 hours, the master was removed from the solution and washed once with 1M NaCl buffer in TE and five times with water.

운모 기판 상에 깨끗한 금을 상기 마스터와 접촉하게 위치시켜서 새로운 기판의 금 표면이 12×12 어레이의 DNA 분자와 마주보도록 하였다. 이들 사이에는 소량의 물이 존재하였다. 2개의 기판을 함께 밀도록 작은 기계적 힘을 적용하였다. 2개의 기판 사이의 물이 증발함에 따라, 표면 간의 간격은 점점 줄어들어 모세관 인력을 증가시켰다. 그 결과, 티올 개질된 DNA의 티올기가 제2 기판에 접근하여 그에 결합되었다. 대략 5시간 후, 상기 기판을 TE 내의 1M NaCl 버퍼 용액 (70℃)에 20분 동안 침지하였다. 상기 기판 (즉, 상기 마스터 및 상기 상보적 이미지)은 자발적으로 분리되었고, TE 내의 1M NaCl 버퍼로 2회 세정하고, 물로 5회 세정한 다음, 공기 건조하였다. 상보적 이미지는, 상기 마스터 상에서 DNA 분자에 대하여 상보적인 12×12 어레이의 DNA를 가졌다. 상기 마스터는, 동일한 단계를 따라, 하나 이상의 추가의 상보적 이미지 어레이를 제조하기 위해 사용될 수 있다.Clean gold was placed on the mica substrate in contact with the master so that the gold surface of the new substrate would face 12 × 12 arrays of DNA molecules. There was a small amount of water between them. A small mechanical force was applied to push the two substrates together. As the water between the two substrates evaporated, the spacing between the surfaces gradually decreased to increase capillary attraction. As a result, the thiol group of the thiol modified DNA approached and bound to the second substrate. After approximately 5 hours, the substrate was immersed in 1M NaCl buffer solution (70 ° C.) in TE for 20 minutes. The substrates (ie the master and the complementary images) were spontaneously separated, washed twice with 1M NaCl buffer in TE, washed five times with water and then air dried. The complementary image had a 12 × 12 array of DNA complementary to the DNA molecules on the master. The master can be used to manufacture one or more additional complementary image arrays, following the same steps.

추가로, 상기 상보적 이미지가 상기 마스터를 대신하여 사용되고 제 1 마스터 상의 DNA 분자와 동일한 서열을 가지고 헥실 티올 링커로 개질된 제3세트의 144 DNA 분자들이 상보적 이미지 상에 조립하는 것을 제외하고는, 상기 제1 마스터는, 전술한 바와 같은 방법을 따름에 의해 복제될 수 있다. 이어서, 운모 상의 금의 제3 기판을 상기 제1 마스터 및 제2 기판을 위해 전술한 바와 같이 상보적 이미지와 접촉시킨다. 제3 기판에 결합되고 상보적 이미지로부터 분리된 제3 세트의 DNA는 제1 마스터의 복제품이다.In addition, except that the complementary image is used on behalf of the master and the third set of 144 DNA molecules modified with a hexyl thiol linker with the same sequence as the DNA molecule on the first master is assembled on the complementary image The first master may be replicated by following the method described above. A third substrate of gold on mica is then contacted with the complementary image as described above for the first master and second substrate. The third set of DNA bound to the third substrate and separated from the complementary image is a replica of the first master.

본 발명은, 본 명세서의 고려 또는 여기에 개시된 발명의 실시로부터 명확하게 이해될 것이다. 명세서 및 실시예들은 단지 예시적인 것으로 고려되어야 하며, 본 발명의 진정한 범위와 내용은 후속하는 청구범위에 의해 따른다.The invention will be clearly understood from consideration of this specification or practice of the invention disclosed herein. It is intended that the specification and examples be considered as exemplary only, with a true scope and content of the invention being indicated by the following claims.

Claims (107)

하기 단계들을 포함하는, 마스터의 상보적 이미지를 형성하는 방법:A method of forming a complementary image of a master, comprising the following steps: a) 패턴을 형성하도록 제1 기판에 결합된 제1 세트 분자를 포함하는 마스터를 제공하는 단계; a) providing a master comprising a first set of molecules bound to a first substrate to form a pattern; b) 상기 제1 세트 분자 위에 제2 세트 분자를, 인력 또는 결합형성을 통해 자기조립하는 단계로서, 여기서, 상기 제2 세트 분자 내의 각 분자는 이하를 포함하고;b) self-assembling a second set of molecules on the first set of molecules through attraction or bond formation, wherein each molecule in the second set of molecules comprises: (i) 반응성 작용기; 및(i) reactive functional groups; And (ii) 상기 제1 세트 분자의 하나 이상에 결합하거나 끌리게 되는 인식 성분; 그리고(ii) a recognition component that is bound or attracted to one or more of the first set of molecules; And (iii) 선택적으로 상기 반응성 작용기를 상기 인식 성분에 연결하는 공유 결합 또는 제1 스페이서, (iii) a covalent bond or first spacer, optionally connecting said reactive functional group to said recognition component, c) 상기 제2 세트 분자의 상기 반응성 작용기를 제2 기판 표면과 접촉시기는 단계로서, 이로써 상기 제2 세트 분자와 상기 제2 기판 표면 사이의 결합을 형성하여, 상기 제2 세트 분자가, 상기 제 1세트 분자와 상기 제2세트 분자 사이의 결합을 파괴하는 조건에서 파괴되지 않는 결합에 의하여, 상기 제2 기판 표면에 부착되고; 그리고c) contacting said reactive functional group of said second set molecule with a second substrate surface, thereby forming a bond between said second set molecule and said second substrate surface such that said second set molecule comprises: Attached to the surface of the second substrate by bonds that do not break under conditions that disrupt the bonds between the first set molecule and the second set molecule; And d) 상기 제1 세트 분자 및 상기 제2 세트 분자 사이의 인력 또는 결합을, 이 인력 또는 결합을 파괴하는 이온력을 갖는 용액을 사용하여, 파괴하는 단계로서, 이로써, 상기 마스터의 상보적 이미지를 형성하고; 그리고d) disrupting the attractive force or bond between the first set molecule and the second set molecule, using a solution having an ionic force that breaks the attractive force or bond, thereby creating a complementary image of the master Forming; And e) 선택적으로, b) 내지 d)의 단계를 1회 이상 반복하는 단계.e) optionally, repeating steps b) to d) one or more times. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 하기 단계들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:And further comprising the following steps: a) 전자 빔 리소그라피를 사용하여 하나 이상의 금속, 금속 산화물, 또는 이들의 조합의 패턴을 상기 제 1 기판의 표면 상에 형성하는 단계;a) using electron beam lithography to form a pattern of one or more metals, metal oxides, or a combination thereof on the surface of the first substrate; b) 상기 제 1 기판의 표면을 제1 세트 분자와 접촉하는 단계로서, 여기서 제1 세트 분자의 각 분자는 상기 금속 또는 금속 산화물과 제1 세트 분자 사이의 결합을 형성하는 반응성 작용기를 가지고, 이로써 패턴을 형성하도록 상기 제 1 기판에 결합된 제1 세트 분자를 포함하는 마스터를 형성함.b) contacting the surface of the first substrate with a first set of molecules, wherein each molecule of the first set of molecules has a reactive functional group that forms a bond between the metal or metal oxide and the first set of molecules, thereby Forming a master comprising a first set of molecules bonded to the first substrate to form a pattern. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 기판 표면의 적어도 일부는 제2 세트 분자가 없는 것을 특징으로 하는 방법.At least a portion of the second substrate surface is free of second set molecules. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 하기 단계들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:And further comprising the following steps: a) 상기 제2 기판의 표면을, 상기 제2 세트 분자에 대하여 불활성이고 상기 제2 기판의 적어도 표면층을 퇴화하도록 선택되는 반응제와 접촉시키는 단계로서, 이로써, 제2 세트 분자가 없는 상기 제2 기판 표면의 상기 일부가 퇴화되고; 그리고a) contacting a surface of the second substrate with a reactant that is inert to the second set of molecules and is selected to degrade at least a surface layer of the second substrate, whereby the second without the second set of molecules. Said portion of the substrate surface is degraded; And b) 상기 제2 기판의 표면의 일부를 노출하도록 상기 제2 세트 분자를 제거하여 단계.b) removing the second set of molecules to expose a portion of the surface of the second substrate. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 하기 단계들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:And further comprising the following steps: a) 상기 제2 세트 분자가 없는 상기 제2 기판 표면의 상기 일부 위에 물질을 퇴적하는 단계; 및a) depositing a material on said portion of said second substrate surface free of said second set molecules; And b) 상기 제2 기판의 표면의 일부를 노출하도록 상기 제2 세트 분자를 제거하는 단계.b) removing the second set of molecules to expose a portion of the surface of the second substrate. 하기 단계들을 포함하는, 마스터 또는 그 일부의 복제물을 형성하는 방법:A method of forming a replica of a master or part thereof, comprising the following steps: a) 패턴을 형성하도록 제1 기판에 결합된 제1 세트 분자를 포함하는 마스터를 제공하는 단계;a) providing a master comprising a first set of molecules bound to a first substrate to form a pattern; b) 상기 제1 세트 분자 위에 제2 세트 분자를, 결합형성을 통해 자기조립하는 단계로서, 이 때, 상기 제2 세트 분자 내의 각 분자는 이하를 포함하고;b) self-assembling a second set of molecules on the first set of molecules through bond formation, wherein each molecule in the second set of molecules comprises: (i) 반응성 작용기; 및(i) reactive functional groups; And (ii) 상기 제1 세트 분자에 결합하는 인식 성분; 그리고(ii) a recognition component that binds to the first set molecule; And (iii) 선택적으로 상기 반응성 작용기를 상기 인식 성분에 연결하는 공유 결합 또는 제1 스페이서,(iii) a covalent bond or first spacer, optionally connecting said reactive functional group to said recognition component, c) 상기 제2 세트 분자의 상기 반응성 작용기를 제2 기판 표면과 접촉시키는 단계로서, 이로써 제2 세트 분자 및 제2 기판 사이에 결합이 형성되어, 상기 제2 세트 분자가, 상기 제 1세트 분자와 상기 제2세트 분자 사이의 결합을 파괴하는 조건에서 파괴되지 않는 결합에 의하여, 상기 제2 기판 표면에 부착되고;c) contacting said reactive functional group of said second set molecule with a second substrate surface, whereby a bond is formed between said second set molecule and said second substrate, such that said second set molecule is incorporated into said first set molecule. Adheres to the second substrate surface by bonds that are not broken under conditions that disrupt the bonds between the second set of molecules and the second set of molecules; d) 제1 세트 분자 및 제2 세트 분자 사이의 결합을, 이 결합을 파괴하는 이온력을 갖는 용액을 사용하여 파괴하는 단계로서, 이로써 상기 마스터의 상보적 이미지를 형성하고; d) breaking the bond between the first set molecule and the second set molecule using a solution having an ionic force that breaks the bond, thereby forming a complementary image of the master; e) 상기 상보적 이미지의 제2 세트 분자 상에 제3 세트 분자를, 결합 형성을 통해 자기조립하는 단계로서, 이 때, 상기 제3 세트 분자 내의 각각의 분자는 이하로 구성되고;e) self-assembling, through bond formation, a third set molecule on the second set molecule of the complementary image, wherein each molecule in the third set molecule consists of: (i) 반응성 작용기; 및(i) reactive functional groups; And (ii) 상기 제2 세트 분자에 결합하는 인식 성분; 그리고(ii) a recognition component that binds to the second set molecule; And (iii) 선택적으로 상기 반응성 작용기를 상기 인식 성분에 연결하는 공유 결합 또는 제1 스페이서, (iii) a covalent bond or first spacer, optionally connecting said reactive functional group to said recognition component, f) 상기 제3 세트 분자의 상기 반응성 작용기를 제3 기판 표면과 접촉시키는 단계로서, 이로써 상기 제3 세트 분자와 상기 제3 기판 사이에 결합이 형성되어, 상기 제3 세트 분자가, 상기 제 2세트 분자와 상기 제3세트 분자 사이의 결합을 파과하는 조건에서 파괴되지 않는 결합에 의하여, 상기 제3 기판 표면에 부착되고;및f) contacting said reactive functional group of said third set molecule with a third substrate surface, whereby a bond is formed between said third set molecule and said third substrate, such that said third set molecule is formed in said second substrate. Attached to the third substrate surface by a bond that does not break under conditions that break the bond between the set molecule and the third set molecule; and g) 상기 제2 세트 분자와 제3 세트 분자들 사이의 결합을, 이 결합을 파괴하는 이온력을 갖는 용액을 사용하여 파괴하는 단계로서, 이로써 상기 마스터 또는 그의 일부의 복제를 형성하고; 그리고g) breaking the bond between the second set molecule and the third set molecule using a solution having an ionic force that breaks the bond, thereby forming a copy of the master or a portion thereof; And h) 선택적으로, e) 내지 g)를 1회 이상 반복하는 단계.h) optionally, repeating e) to g) one or more times. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 하기 단계들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:And further comprising the following steps: a) 전자 빔 리소그라피를 사용하여 하나 이상의 금속, 금속 산화물, 또는 이들의 조합의 패턴을 상기 제 1 기판의 표면 상에 형성하는 단계;a) using electron beam lithography to form a pattern of one or more metals, metal oxides, or a combination thereof on the surface of the first substrate; b) 상기 제 1 기판의 표면을 제1 세트 분자와 접촉하는 단계로서, 여기서 제1 세트 분자의 각 분자는 상기 금속 또는 금속 산화물과 제1 세트 분자 사이의 결합을 형성하는 반응성 작용기를 가지고, 이로써 패턴을 형성하도록 상기 제 1 기판에 결합된 제1 세트 분자를 포함하는 마스터를 형성함. b) contacting the surface of the first substrate with a first set of molecules, wherein each molecule of the first set of molecules has a reactive functional group that forms a bond between the metal or metal oxide and the first set of molecules, thereby Forming a master comprising a first set of molecules bonded to the first substrate to form a pattern. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제3 기판 표면의 적어도 일부는 제3 세트 분자가 없는 것을 특징으로 하는 방법.At least a portion of the third substrate surface is free of third set molecules. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 하기 단계들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:And further comprising the following steps: a) 상기 제3 기판의 표면을, 상기 제3 세트 분자에 대하여 불활성이고 상기 제3 기판의 적어도 표면층을 퇴화하도록 선택되는 반응제와 접촉시키는 단계로서, 이로써, 제3 세트 분자가 없는 상기 제3 기판 표면의 상기 일부가 퇴화되고; 그리고a) contacting a surface of the third substrate with a reactant that is inert with respect to the third set of molecules and is selected to degrade at least a surface layer of the third substrate, whereby the third without the third set of molecules Said portion of the substrate surface is degraded; And b) 상기 제3 기판의 표면의 일부를 노출하도록 상기 제3 세트 분자를 제거하여 단계.b) removing the third set of molecules to expose a portion of the surface of the third substrate. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 하기 단계들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:And further comprising the following steps: a) 상기 제3 세트 분자가 없는 상기 제3 기판 표면의 상기 일부 위에 물질을 퇴적하는 단계; 및a) depositing a material on said portion of said third substrate surface free of said third set molecules; And b) 상기 제3 기판의 표면의 일부를 노출하도록 상기 제3 세트 분자를 제거하는 단계.b) removing the third set of molecules to expose a portion of the surface of the third substrate. 하기 단계들을 포함하는, 마스터의 상보적 이미지를 형성하는 방법:A method of forming a complementary image of a master, comprising the following steps: a) 패턴을 형성하도록 제1 기판에 결합된 제1 세트 분자를 포함하는 마스터를 제공하는 단계; a) providing a master comprising a first set of molecules bound to a first substrate to form a pattern; b) 상기 제1 세트 분자 위에 제2 세트 분자를, 인력 또는 결합형성을 통해 자기조립하는 단계로서, 여기서, 상기 제2 세트 분자 내의 각 분자는 이하로 구성되고;b) self-assembling a second set of molecules on the first set of molecules through attraction or bond formation, wherein each molecule in the second set of molecules consists of: (i) 반응성 작용기; 그리고(i) reactive functional groups; And (ii) 상기 제1 세트 분자의 하나 이상에 결합하거나 끌리게 되는 인식 성분; (ii) a recognition component that is bound or attracted to one or more of the first set of molecules; (iii) 선택적으로 상기 반응성 작용기를 상기 인식 성분에 연결하는 공유 결합 또는 제1 스페이서;(iii) a covalent bond or first spacer, optionally connecting said reactive functional group to said recognition component; (iv) 이하에서 선택된 노출된 작용기:-OH, -CONH-, -CONHCO-, -NH2, -NH-, -COOH, -COOR, -CSNH-, -NO2 -, -SO2, -SH, -RCOR-, -RCSR-, -RSR, -ROR-, -PO4 -3, -OSO3 -2, -SO3 -, -COO-, SOO-, -RSOR-, -CONR2, -(OCH2CH2)nOH [식 중, n은 1-20], -CH3, -PO3H-, -2-이미다졸, -N(CH3)2, -N(R)2, -PO3H2, -CN, -(CF2)nCF3 [식 중, n은 1-20], 포피린, 코린 고리 및 올레핀으로 이루어진 군 (식 중, R은 수소, 탄화수소, 할로겐화 탄화수소, 단백질, 효소, 탄수화물, 렉틴, 호르몬, 수용체, 항원, 항체 또는 합텐임);(iv) exposing the selected functional groups below: -OH, -CONH-, -CONHCO-, -NH 2, -NH-, -COOH, -COOR, -CSNH-, - NO 2 -, -SO 2, -SH , -RCOR-, -RCSR-, -RSR, -ROR- , -PO 4 -3, -OSO 3 -2, -SO 3 -, -COO -, SOO -, -RSOR-, -CONR 2, - ( OCH 2 CH 2) n OH [wherein, n is 1-20], -CH 3, -PO 3 H -, -2- imidazole, -N (CH 3) 2, -N (R) 2, - PO 3 H 2 , -CN,-(CF 2 ) n CF 3 [wherein n is 1-20], a group consisting of porphyrin, corinic ring and olefin, wherein R is hydrogen, hydrocarbon, halogenated hydrocarbon, protein , Enzymes, carbohydrates, lectins, hormones, receptors, antigens, antibodies or haptens); (v) 선택적으로 상기 반응성 작용기를 상기 인식 성분에 연결하는 공유 결합 또는 제2 스페이서;, (v) a covalent bond or a second spacer, optionally connecting said reactive functional group to said recognition component; c) 상기 제2 세트 분자의 상기 반응성 작용기를 제2 기판 표면과 접촉시기는 단계로서, 이로써 상기 제2 세트 분자와 상기 제2 기판 사이의 결합을 형성하여, 상기 제2 세트 분자가, 상기 제 1세트 분자와 상기 제2세트 분자 사이의 결합을 파괴하는 조건에서 파괴되지 않는 결합에 의하여, 상기 제2 기판 표면에 부착되고; 그리고c) contacting said reactive functional group of said second set molecule with a surface of a second substrate, thereby forming a bond between said second set molecule and said second substrate, such that said second set molecule is bonded to said second substrate. Adheres to the surface of the second substrate by bonds that do not break under conditions that disrupt the bond between the one set molecule and the second set molecule; And d) 상기 제1 세트 분자 및 상기 제2 세트 분자 사이의 인력 또는 결합을, 이 인력 또는 결합을 파괴하는 이온력을 갖는 용액을 사용하여 파괴하는 단계로서, 이로써, 상기 마스터의 상보적 이미지를 형성하고; 그리고d) disrupting the attractive force or bond between the first set molecule and the second set molecule using a solution having an ionic force that breaks the attractive force or bond, thereby forming a complementary image of the master and; And e) 선택적으로, b) 내지 d)의 단계를 1회 이상 반복하는 단계.e) optionally, repeating steps b) to d) one or more times. 하기 단계들을 포함하는, 마스터 또는 그 일부의 복제물을 형성하는 방법:A method of forming a replica of a master or part thereof, comprising the following steps: a) 패턴을 형성하도록 제1 기판에 결합된 제1 세트 분자를 포함하는 마스터를 제공하는 단계;a) providing a master comprising a first set of molecules bound to a first substrate to form a pattern; b) 상기 제1 세트 분자 위에 제2 세트 분자를, 결합형성을 통해 자기조립하는 단계로서, 이 때, 상기 제2 세트 분자 내의 각 분자는 이하로 구성되고;b) self-assembling a second set of molecules on the first set of molecules through bond formation, wherein each molecule in the second set of molecules consists of: (i) 반응성 작용기; 그리고(i) reactive functional groups; And (ii) 상기 제1 세트 분자의 하나 이상에 결합하는 인식 성분; 그리고(ii) a recognition component that binds one or more of the first set molecules; And (iii) 선택적으로 상기 반응성 작용기를 상기 인식 성분에 연결하는 공유 결합 또는 제1 스페이서; (iii) a covalent bond or first spacer, optionally connecting said reactive functional group to said recognition component; (iv) 선택적으로 이하에서 선택된 노출된 작용기:-OH, -CONH-, -CONHCO-, -NH2, -NH-, -COOH, -COOR, -CSNH-, -NO2 -, -SO2, -SH, -RCOR-, -RCSR-, -RSR, -ROR-, -PO4 -3, -OSO3 -2, -SO3 -, -COO-, SOO-, -RSOR-, -CONR2, -(OCH2CH2)nOH [식 중, n은 1-20], -CH3, -PO3H-, -2-이미다졸, -N(CH3)2, -N(R)2, -PO3H2, -CN, -(CF2)nCF3 [식 중, n은 1-20], 포피린, 코린 고리 및 올레핀으로 이루어진 군 (식 중, R은 수소, 탄화수소, 할로겐화 탄화수소, 단백질, 효소, 탄수화물, 렉틴, 호르몬, 수용체, 항원, 항체 또는 합텐임);(iv) optionally exposing the selected functional groups below: -OH, -CONH-, -CONHCO-, -NH 2, -NH-, -COOH, -COOR, -CSNH-, - NO 2 -, -SO 2, -SH, -RCOR-, -RCSR-, -RSR, -ROR-, -PO 4 -3, -OSO 3 -2, -SO 3 -, -COO -, SOO -, -RSOR-, -CONR 2, - (OCH 2 CH 2) n OH [ wherein, n is 1-20], -CH 3, -PO 3 H -, -2- imidazole, -N (CH 3) 2, -N (R) 2 , -PO 3 H 2 , -CN,-(CF 2 ) n CF 3 [wherein n is 1-20], the group consisting of porphyrin, corinic ring and olefin, wherein R is hydrogen, hydrocarbon, halogenated hydrocarbon , Protein, enzyme, carbohydrate, lectin, hormone, receptor, antigen, antibody or hapten); (v) 선택적으로 상기 반응성 작용기를 상기 인식 성분에 연결하는 공유 결합 또는 제2 스페이서;(v) a covalent bond or a second spacer, optionally connecting said reactive functional group to said recognition component; c) 상기 제2 세트 분자의 상기 반응성 작용기를 제2 기판 표면과 접촉시키는 단계로서, 이로써 제2 세트 분자 및 제2 기판 사이에 결합이 형성되어, 상기 제2 세트 분자가, 상기 제 1세트 분자와 상기 제2세트 분자 사이의 결합을 파괴하는 조건에서 파괴되지 않는 결합에 의하여, 상기 제2 기판 표면에 부착되고;c) contacting said reactive functional group of said second set molecule with a second substrate surface, whereby a bond is formed between said second set molecule and said second substrate, such that said second set molecule is incorporated into said first set molecule. Adheres to the second substrate surface by bonds that are not broken under conditions that disrupt the bonds between the second set of molecules and the second set of molecules; d) 제1 세트 분자 및 제2 세트 분자 사이의 결합을, 이 결합을 파괴하는 이온력을 갖는 용액을 사용하여 파괴하는 단계로서, 이로써 상기 마스터의 상보적 이미지를 형성하고; d) breaking the bond between the first set molecule and the second set molecule using a solution having an ionic force that breaks the bond, thereby forming a complementary image of the master; e) 상기 상보적 이미지의 제2 세트 분자 상에 제3 세트 분자를, 결합 형성을 통해 자기조립하는 단계로서, 이 때, 상기 제3 세트 분자 내의 각각의 분자는 이하로 구성되고;e) self-assembling, through bond formation, a third set molecule on the second set molecule of the complementary image, wherein each molecule in the third set molecule consists of: (i) 반응성 작용기; 그리고 (i) reactive functional groups; And (ii) 상기 제2 세트 분자의 하나 이상에 결합하는 인식 성분; 그리고(ii) a recognition component that binds one or more of the second set molecules; And (iii) 선택적으로 상기 반응성 작용기를 상기 인식 성분에 연결하는 공유 결합 또는 제1 스페이서;(iii) a covalent bond or first spacer, optionally connecting said reactive functional group to said recognition component; (iv) 이하에서 선택된 노출된 작용기:-OH, -CONH-, -CONHCO-, -NH2, -NH-, -COOH, -COOR, -CSNH-, -NO2 -, -SO2, -SH, -RCOR-, -RCSR-, -RSR, -ROR-, -PO4 -3, -OSO3 -2, -SO3 -, -COO-, SOO-, -RSOR-, -CONR2, -(OCH2CH2)nOH [식 중, n은 1-20], -CH3, -PO3H-, -2-이미다졸, -N(CH3)2, -N(R)2, -PO3H2, -CN, -(CF2)nCF3 [식 중, n은 1-20], 포피린, 코린 고리 및 올레핀으로 이루어진 군 (식 중, R은 수소, 탄화수소, 할로겐화 탄화수소, 단백질, 효소, 탄수화물, 렉틴, 호르몬, 수용체, 항원, 항체 또는 합텐임); (iv) exposing the selected functional groups below: -OH, -CONH-, -CONHCO-, -NH 2, -NH-, -COOH, -COOR, -CSNH-, - NO 2 -, -SO 2, -SH , -RCOR-, -RCSR-, -RSR, -ROR- , -PO 4 -3, -OSO 3 -2, -SO 3 -, -COO -, SOO -, -RSOR-, -CONR 2, - ( OCH 2 CH 2) n OH [wherein, n is 1-20], -CH 3, -PO 3 H -, -2- imidazole, -N (CH 3) 2, -N (R) 2, - PO 3 H 2 , -CN,-(CF 2 ) n CF 3 [wherein n is 1-20], a group consisting of porphyrin, corinic ring and olefin, wherein R is hydrogen, hydrocarbon, halogenated hydrocarbon, protein , Enzymes, carbohydrates, lectins, hormones, receptors, antigens, antibodies or haptens); (v) 선택적으로 상기 반응성 작용기를 상기 인식 성분에 연결하는 공유 결합 또는 제2 스페이서; (v) a covalent bond or a second spacer, optionally connecting said reactive functional group to said recognition component; f) 상기 제3 세트 분자의 상기 반응성 작용기를 제3 기판 표면과 접촉시키는 단계로서, 이로써 상기 제3 세트 분자와 상기 제3 기판 사이에 결합이 형성되어, 상기 제3 세트 분자가, 상기 제 2세트 분자와 상기 제3세트 분자 사이의 결합을 파과하는 조건에서 파괴되지 않는 결합에 의하여, 상기 제3 기판 표면에 부착되고;f) contacting said reactive functional group of said third set molecule with a third substrate surface, whereby a bond is formed between said third set molecule and said third substrate, such that said third set molecule is formed in said second substrate. Adhered to the third substrate surface by a bond that does not break under conditions breaking the bond between the set molecule and the third set molecule; g) 상기 제2 세트 분자와 제3 세트 분자들 사이의 결합을, 이 결합을 파괴하는 이온력을 갖는 용액을 사용하여 파괴하는 단계로서, 이로써 상기 마스터 또는 그의 일부의 복제를 형성하고; 그리고g) breaking the bond between the second set molecule and the third set molecule using a solution having an ionic force that breaks the bond, thereby forming a copy of the master or a portion thereof; And h) 선택적으로, e) 내지 g)를 1회 이상 반복하는 단계.h) optionally, repeating e) to g) one or more times. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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