KR20070004596A - 펩티드 또는 핵산의 미세패턴 형성을 이용하는 탄소나노튜브의 제조 방법 - Google Patents

펩티드 또는 핵산의 미세패턴 형성을 이용하는 탄소나노튜브의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070004596A
KR20070004596A KR1020067015153A KR20067015153A KR20070004596A KR 20070004596 A KR20070004596 A KR 20070004596A KR 1020067015153 A KR1020067015153 A KR 1020067015153A KR 20067015153 A KR20067015153 A KR 20067015153A KR 20070004596 A KR20070004596 A KR 20070004596A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
attached
polymer
nucleic acid
nanotubes
Prior art date
Application number
KR1020067015153A
Other languages
English (en)
Inventor
징 수
나라얀 순다라라잔
미네오 야마카와
앤드류 베를린
레이 순
유에강 장
Original Assignee
인텔 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인텔 코포레이션 filed Critical 인텔 코포레이션
Publication of KR20070004596A publication Critical patent/KR20070004596A/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D01F9/127—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by thermal decomposition of hydrocarbon gases or vapours or other carbon-containing compounds in the form of gas or vapour, e.g. carbon monoxide, alcohols
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/16—Preparation
    • C01B32/162—Preparation characterised by catalysts
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
    • H10K85/221—Carbon nanotubes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/08—Aligned nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/20—Nanotubes characterized by their properties
    • C01B2202/36—Diameter

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

본원에서 개시된 방법, 장치 및 시스템은 탄소 나노튜브의 정렬된 어레이에 관한 것이다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 나노튜브 어레이는 촉매 나노입자 (140, 230)를 중합체 (210, 210) 분자에 부착하고, 상기 중합체 (210, 210) 분자를 기판에 부착하며, 중합체 (210, 210) 분자를 제거하여 촉매 나노입자 (140, 230) 상에 탄소 나노튜브를 제조하는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성된다. 나노튜브 어레이는 기판의 선택된 영역 (110, 310)에 부착될 수 있다. 선택된 영역 (110, 310) 내에서 나노튜브는 비무작위적으로 분포된다. 본원에서 개시된 기타 실시양태는 청구된 방법에 의해 제조되는, 기판에 부착된 탄소 나노튜브의 정렬된 어레이를 포함하는 시스템 및 기판에 부착된 나노튜브의 정렬된 어레이를 포함하는 장치에 관한 것이다. 특정 실시양태에서, 본원에서는 분자 전선을 이중 가닥 DNA 분자에 결찰시킴으로써 분자 전선을 배열하는 방법이 제공된다.

Description

펩티드 또는 핵산의 미세패턴 형성을 이용하는 탄소 나노튜브의 제조 방법{METHODS OF PRODUCING CARBON NANOTUBES USING PEPTIDE OR NUCLEIC ACID MICROPATTERNING}
본 발명은 일반적으로 탄소 나노튜브 기술에 관한 것이고 더 구체적으로는 탄소 나노튜브의 패턴 형성된 어레이를 제조하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
탄소 나노튜브는 원통형 튜브로 감겨진 흑연 시트로 생각할 수 있다. 흑연 시트의 기본적 반복 단위는 탄소 원자의 6각형 고리로 이루어지고, 이때 탄소-탄소 결합의 길이는 약 1.42 Å이다. 튜브의 제조 방법에 따라서, 이들은 다중벽이거나 단일벽일 수 있다.
나노튜브의 구조적 특징으로 인하여 이들은 독특한 물리적 특성을 갖는다. 나노튜브의 기계적 강도는 강철의 100배에 이를 수 있고, 길이는 2 mm이하일 수 있다. 나노튜브의 키랄성 또는 꼬임의 정도에 따라 이는 금속이나 반도체의 전기적 특성을 나타낸다. 탄소 나노튜브의 전자적 특성은 부분적으로 튜브의 직경 및 길이에 의해 결정된다.
탄소 나노튜브는 미소전자 장치 및 미소감지기의 제조에 있어서 그 중요성이 점차 커지고 있다. 그러나, 기판의 10,310개의 영역 내의 나노튜브 분포가 비무작위적인, 기판의 110,310개의 영역에 탄소 나노튜브가 정렬되어 부착된 나노 크기의 조립체 또는 마이크로 크기의 조립체를 효과적으로 제조하기 위한 방법은 현재 존재하지 않는다. 현재의 방법을 사용시에, 기판의 110,310개의 영역 각각에 부착된 나노튜브의 분포는 본질적으로 무작위적이다. 상기 무작위 분포는 탄소 나노튜브를 사용하는 각종 전기 장치 및/또는 기계 장치에 최적의 성능을 제공할 수 없다. 따라서, 기판에 부착된 탄소 나노튜브의 정렬된 나노 크기의 조립체 또는 마이크로 크기의 조립체를 효과적으로 제조하기 위한 방법 및 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
도 1은 핵산 (120)에 부착된 촉매 나노입자 (140)를 사용하여 탄소 나노튜브의 패턴 형성된 어레이를 제조하는 대표적 방법을 도시한다.
도 2는 펩티드 (210)에 부착된 촉매 나노입자 (230)를 포함하는, 탄소 나노튜브의 패턴 형성된 어레이를 제조하기 위한 대표적 구성물을 도시한다.
도 3은 펩티드 (210)에 부착된 촉매 나노입자 (230)를 사용하여 탄소 나노튜브의 패턴 형성된 어레이를 제조하는 대표적 방법을 도시한다.
도 4는 단일 가닥 DNA를 유체 배열하는 대표적 방법을 도시한다.
본원에서 더 상세하게 개시되는 바와 같이, 본원에서는 1 이상의 촉매 나노입자 (140, 230)를 1 이상의 중합체 (210, 210) 분자에 부착하고, 상기 중합체 (210, 210) 분자를 기판에 부착하며, 일반적으로 상기 중합체 (210, 210) 분자를 제거하여 촉매 나노입자 (140, 230) 상에 탄소 나노튜브를 제조하는 단계를 포함하는, 탄소 나노튜브의 제조 방법이 제공된다. 중합체 (210, 210) 분자는 예를 들어 핵산 (120)이거나 펩티드 (210)일 수 있고, 이는 탄소 나노튜브를 제조하기 이전에 임의로 배열한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 단수의 표현은 1 보다는 1 이상을 의미하는 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 수에 사용하는 "약"이라는 용어는 그 수의 ±10% 이내를 의미한다. 예를 들어, "약 100"은 90 ∼ 110 사이의 임의의 수를 의미한다.
"핵산" (120)은 DNA (디옥시리보핵산), RNA (리보핵산), 이의 단일 가닥 형태, 이중 가닥 형태 또는 삼중 가닥 형태 및 임의의 화학적 변형체를 포함하는 것이다. 상기 용어는 임의의 공지된 핵산 유사체 (120)도 포함하고, 이의 비제한적인 예로서 펩티드 핵산 (120) (PNA), 핵산 유사 펩티드 (NAAP) (120) 및 고정(locked) 핵산 (120) (LNA)을 들 수 있다. "핵산" (120)은 2개 이상의 염기의 올리고뉴클레오티드 (150)에서부터 전장 염색체의 DNA 분자에 이르기까지 거의 모든 길이를 가질 수 있다. "핵산" (120)은 올리고뉴클레오티드 (150) 및 폴리뉴클레오티드를 포함하지만 이에 국한되는 것은 아니다. 자연 발생 핵산 (120) 중 뉴클레오티드 잔기는 일반적으로 포스포디에스테르 결합에 의해 서로 결합되는 반면, 본 발명의 방법에 있어서 뉴클레오티드 잔기는 포스포디에스테르 결합 또는 임의의 기타 유형의 공지된 공유 결합에 의해 결합될 수 있다.
"단백질" (210), "폴리펩티드" (210) 및 "펩티드" (210)는 본원에서 혼용하여 사용하며, 이는 자연 발생 아미노산, 비-자연 발생 아미노산, 아미노산 유사체 및/또는 아미노산 유도체가 조합된 중합체 분자 (20, 210)를 의미하는 것이다. 상기 용어간의 차이는 주로 길이에 의한 것이고, 당업자는 하기 개시 내용에 있어서 단백질 (210), 폴리펩티드 (210) 또는 펩티드 (210)를 언급하는 경우 그 용어는 임의의 길이의 중합체 (120, 210)를 포함하는 것이라는 점을 이해할 것이다. 자연 발생 단백질 (210), 폴리펩티드 (210) 및 펩티드 (210) 중 아미노산 잔기는 일반적으로 펩티드 결합에 의해 서로 결합되는 반면, 본 발명의 방법에 있어서 아미노산 잔기는 펩티드 결합 또는 임의의 기타 유형의 공지된 공유 결합에 의해 결합될 수 있다.
탄소 나노튜브는 튜브의 길이 및 직경에 의해 조절되는 강력한 전자적 특성을 갖는다. 튜브 길이가 전자파 함수에 미치는 영향은 하기 수학식에 의해 간단하게 측정된다:
△E = hυF/2L
상기 식 중, △E 에너지 수준 갈라짐(splitting)이고, L은 튜브 길이이고, h는 플랑크 상수이며, υF는 페르미 속도 (8.1 x 105 m/초)이다(Venema et al., "Imaging Electron Wave Functions of Carbon Nanotubes," Los Alamos Physics Preprints:cond- mat/9811317, 23 Nov. 1996.). 전자 에너지 수준 간의 차이값은 나노튜브 길이에 반비례하며, 더 긴 튜브의 경우 더 미세한 갈라짐이 관측된다.
탄소 나노튜브의 전자적 특성은 튜브 직경의 함수이기도 하다. 주요 에너지 갭 (최고로 점유된 분자 오비탈 - 최소로 점유된 분자 오비탈)과 튜브 직경간의 관계는 하기 수학식으로 나타낼 수 있다:
E갭 = 2 yo acc/d
상기 식 중, yo는 탄소-탄소 밀착 결합 오버랩 에너지 (2.7 ± 0.1 eV)이고, acc는 가장 짧은 이웃 탄소-탄소의 거리 (0.142 mm)이며, d는 튜브 직경이다 (Jeroen et al,, Nature 391:59-62, 1998). 페르미 에너지 수준에 걸쳐 에너지가 증가함에 따라, 반 호프 특이점으로 불리는 상태 밀도에서의 가파른 피크가 특정 에너지 수준에서 나타난다 (Odom et al., Nature 391:62-64, 1998)
본 발명의 특정 실시양태에서, 나노튜브는 약 10 ∼ 100 nm, 100 ∼ 200 nm, 200 ∼ 500 nm, 500 nm ∼ 1 ㎛, 1 ∼ 2 ㎛, 2 ∼ 5 ㎛, 5 ∼ 10 ㎛, 10 ∼ 20 ㎛, 20 ∼ 50 ㎛ 및/또는 50 ∼ 100 ㎛의 길이를 가질 수 있다. 기타 실시양태에서, 1 ∼ 2 mm 길이의 더 긴 나노튜브를 사용할 수 있다. 일부 실시양태에서, 약 1 ∼ 1.5 mm 직경을 갖는 단일벽 탄소 나노튜브를 사용할 수 있다. 다른 실시양태에서, 약 1 ∼ 2 nm, 2 ∼ 3 nm, 1 ∼ 5 nm 및/또는 2 ∼ 10 nm의 직경의 나노튜브를 사용할 수 있다. 사용할 나노튜브의 길이 및/또는 직경은 제한되지 않고 단일벽 나노튜브 및 이중벽 나노튜브를 비롯한 실질적으로 임의의 길이 또는 직경의 나노튜브를 사용할 수 있다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 나노튜브의 직경 및 길이는 특정 크기 범위 이내에 있도록 선택할 수 있다. 하기 기술하는 바와 같이, 나노튜브의 직경은, 적어도 부분적으로는, 사용하는 촉매 나노입자 (140, 230)의 크기에 따라 결정할 수 있다. 나노튜브의 길이를 조절하는 각종 방법이 공지되어 있고 (예를 들어, 미국 특허 제 6,283,812호) 임의의 공지된 방법을 사용할 수 있다.
본원에서 개시된 특정 실시양태는 기판에 부착된 패턴 형성된 나노튜브를 포함하는 장치 및/또는 이의 제조 방법을 포함한다. 각종 실시양태에서, 나노튜브간 평균 거리, 나노튜브간 거리의 범위 또는 기판 상의 나노튜브 분포의 특정 패턴조차도 조절할 수 있다. 상기 나노튜브 어레이는 각종 용도에 사용할 수 있고, 이의 비제한적인 예로서 미니어쳐 전자장치, 화학 장치 및 분자 장치의 제조, 주사 탐침 현미경에서 사용하기 위한 프로브, 분자 전선, 초고속 임의 추출 기억 장치로의 도입 (Rueckes et al,. Science 298:94, 2000), 전계 효과 트랜지스터, 단일 전자 트랜지스터, 전계 방사 어레이, 평판 스크린 패널, 전자기계적 변환기, 분자 스위치 및 탄소 나노튜브 어레이에 대한 기타 공지된 용도를 들 수 있다.
탄소 나노튜브의 각종 제조 방법, 예컨대 탄소 아크 방전, 탄화수소의 촉매적 열분해를 통한 화학 증착, 플라즈마 화학 증착, 흑연 표적을 함유하는 촉매 금속의 레이저 증착 및 축합상 전기분해가 공지되어 있다 (예를 들어, 미국 특허 제 6,258,401호, 6,283,812호 및 6,297,592호 참조). 그러나, 상기 공지된 방법은 기판에 정밀하게 패턴 형성된 배열로 부착되는 나노튜브를 생성하지는 않는다.
본 발명의 각종 실시양태에서, 기판에 부착된 탄소 나노튜브의 패턴 형성된 어레이는 중합체 (120, 210), 예컨대 핵산 (120) 또는 펩티드 (210)에 부착된 촉매 나노입자 (140, 230)를 사용하여 제조할 수 있다. 중합체 (210, 210) 분자는 나노튜브의 합성 이전에 정렬된 패턴으로 기판에 부착될 수 있으므로, 생성되는 나노튜브는 기판 상의 중합체 (210, 210) 분자를 함유하는 촉매의 분포에 의해 평가시 정렬된 패턴으로 기판에 부착된다. 나노튜브의 제조 이전에, 예를 들어 공기 또는 산소 중 약 600 ∼ 800℃로 가열함으로써 중합체 (210, 210) 분자를 제거할 수 있다.
촉매 나노입자 (140, 23), 예컨대 페리틴을 사용하는 탄소 나노튜브의 제조 방법은 공지되어 있다 (예를 들어, 문헌 [Dai, Acc. Chem. Res. 35: 1035-44, 2002; Kim et al., Nano Letters 2:703- 708, 2002; Bonard et al., Nano Letters 2:665-667, 2002; Zhang et al., Appl. Phys. A 74:325-28, 2002]; 미국 특허 제 6,232,706호 및 6,346,189호 참조). 일반적으로, 탄소 나노입자 (140, 230)는 H2 가스 병류(co-flow)를 사용하여, 약 500 ∼ 1000℃의 온도에서 촉매 함유 튜브 반응기를 통해 탄화수소 가스 (예를 들어, CH4, C2H4)를 유동시킴으로써 환원 조건을 제공하는, 화학 증착(CVD) 기술과 함께 사용한다. 촉매 나노입자 (140, 230)는 탄소 나노튜브의 형성 및 성장을 위한 핵형성 부위로서 작용한다. 상기 조건 하에서, 형성되는 나노튜브의 직경은 사용하는 촉매 나노입자 (140, 230)의 직경의 함수인 것으로 보인다 (Dai, 2002). 나노튜브 형성의 메커니즘은 분해된 탄소 원자가 나노입자 (140, 230) 내로 흡수되어 고체 상태의 탄소-금속 용액을 형성한 후, 상기 나노입자 (140, 230)로부터 탄소 원자가 과포화되고 침전되며, 이들 원자가 성장하는 나노튜브의 베이스로 도입되는 것을 포함하는 것으로 제시되었다.
나노튜브 어레이의 배열을 더 제어하기 위하여, 탄소 나노튜브를 기판에 부착된 1 이상의 쌍의 미소가공된 전극을 사용하는 외부 전기장 (장의 강도는 약 1 ∼ 5 V/㎛ (볼트/마이크로미터)임)의 존재 하에 CVD 기술에 의해 성장시킬 수 있다. 전기장은 성장하는 단일벽 탄소 나노튜브 (SWNT) 중 이의 긴 축에 평행하게 쌍극자를 유도하여 나노튜브가 전기장에 평행하게 성장하게 한다. 각종 실시양태에서, 나노튜브는 2 이상의 쌍의 전극을 사용하는 상이하게 배향된 전기장에 의하여 서로에 대한 각도로 배열할 수 있다. 전기장에 의해 배열된 나노튜브는 CVD 성장에 사용되는 온도에서 열 요동에 대하여 안정한 것으로 보고되어 있다 (Dai, 2002).
상기 방법은 기판, 예컨대 규소 칩에 부착된 탄소 나노튜브의 어레이를 제조하기 위해 사용하여 왔고, 이때 나노튜브가 형성되는 영역 (110, 310)은, 예를 들어 표준 광선 또는 전자선 리소그래피, 섀도 마스킹(shadow masking) 또는 미소접촉 인쇄에 의하여 기판 상에 탄소 나노입자 (140, 230)의 분포를 제어함으로써 측정할 수 있다. 그러나, 기판 상의 상기 영역 (110, 310) 각각에 있어서 나노튜브 분포의 패턴은 본질적으로 무작위적이고, 상기 영역 (110, 310) 내에서 나노튜브-대-나노튜브의 간격에 대한 제어 또는 나노튜브 분포의 정밀한 패턴에 대한 제어가 거의 이루어지지 않거나 전혀 이루어지지 않는다. 본원에서 개시된 방법을 사용하여, 촉매 나노입자 (140, 230)를 중합체 (120, 210), 예컨대 단백질 (210), 펩티드 (210) 또는 핵산 (120) 상의 1 이상의 선택된 위치에 부착시킴으로써, 기판 상의 개별 영역 (110, 310) 내의 나노튜브 분포의 패턴을 제어하고 인접한 나노튜브 간의 거리를 측정하는 것이 가능하다. 분자 배열 기술과 함께 공지된 배치를 갖는 핵산 (120) 또는 펩티드 (210)을 사용함으로써 또는 바이러스 외피 중합체 (210)를 사용함으로써 중합체 (120, 210)가 스스로 기판 상에 정렬된 패턴으로 함께 집합되도록 하는 것이 가능하므로, 칩 상의 선택된 각 영역 (110, 310) 내의 나노튜브의 간격 및 분포를 측정할 수 있는 탄소 나노튜브의 어레이를 제조하는 것이 가능하다.
중합체 (210, 210) 분자의 분자 배열을 위한 다수의 공지된 기술을 사용할 수 있고, 이의 비제한적인 예로서 광학 집게(예를 들어, 문헌[Walker et al., FEBS Lett. 459:39-42, 1999; Smith et al., Am. J. Phys. 67:26-35, 1999)]), 직류(DC) 및/또는 교류(AC) 전기장(예를 들어, 문헌[Adjari and Prost, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 88:4468-71, 1991)]), 강자성 나노입자 (140, 230)를 사용하는 자기장, 미소유체 (유체역학)류 및/또는 분자 코밍(molecualr combibg) (예를 들어, 미국 특허 제 5,840,862호; 6,054,327호; 6,344,319호)의 사용을 들 수 있다. 배열 방법은 제한되지 않고 임의의 공지된 방법을 사용할 수 있다. 기판에 부착되는 중합체 (210, 210) 분자의 분자 배열 기술은 상기 기재한 탄소 나노튜브의 배열 기술과 함께 사용할 수 있다.
개별 중합체 (210, 210) 분자 상의 탄소 나노입자 (140, 230)의 부착 부위를 결정할 수 있다. 예를 들어, 단백질 (210) 또는 펩티드 (210) 상의 아미노산 잔기를 사용하여 비오티닐화 페리틴 (140, 230)을 3차원 단백질 (210) 또는 펩티드 (210) 구조체의 선택한 부위에 결합시킬 수 있다. 대안으로, 스트렙타비딘 개질된 올리고뉴클레오티드 (150) 프로브를 사용하여 단일 가닥 DNA 분자 (120) 상의 선택한 위치에 하이브리드화시킨 후 비오티닐화 페리틴 (140, 230)을 결합시킬 수 있다. 단백질 (210), 펩티드 (210), 핵산 (120) 및 기타 중합체 (120, 210)를 부위 특이적으로 개질하는 다수의 기술이 공지되어 있고 이 기술을 개시된 방법에서 사용할 수 있다. 예를 들어, 펩티드 (210) 또는 핵산 (120)을 화학적으로 합성하여 개질된 아미노산(예를 들어, 비오티닐화 리신 또는 비오시틴 (220)) 또는 개질된 뉴클레오티드를 성장하는 중합체 (120, 210)에 있어서 중합체 (120, 210) 서열 내부의 소정의 위치에 도입할 수 있다. 그 후, 상기 개질된 아미노산 또는 뉴클레오티드 잔기를 사용하여 촉매 나노입자 (140, 230)를 중합체 (120, 210) 상의 특정 위치에 부착할 수 있다. 아미노산 또는 뉴클레오티드의 유사체도 나노입자 (140, 230)의 부위 특이적 부착에 사용할 수 있다. 대안으로, 단백질 (210) 또는 펩티드 (210)를 합성한 이후 표준 기술을 사용하여 이들 중 특정 유형의 잔기, 예컨대 시스테인 또는 리신 잔기를 화학적으로 개질할 수 있다. 그 후, 상기 개질된 아미노산 잔기는 탄소 나노입자 (140, 230)에 대한 부착 부위로서 작용할 수 있다. 기타 대안으로서, 측쇄 특이적 시약을 사용하여 나노입자 (140, 230) 결합 부위를 생성할 수 있다. 예를 들어, 비오틴-PE-말레이미드 (메릴랜드주 개테스버그 소재의 도진도 몰리큘러 테크날러지)는 단백질 (210) 또는 펩티드 (210)의 시스테인 잔기 또는 설피드릴 개질된 뉴클레오티드와 반응할 수 있다. 그 후, 비오틴 부분 (160)을 사용하여 아비딘-페리틴 결합된 나노입자 (140, 230)를 부착할 수 있다.
본원에서 개시한 대표적 실시양태에서는 단백질 (210), 펩티드 (210) 및 단일 가닥 핵산 (120)을 기재한 반면, 본 실시양태가 중합체 (120, 210)의 임의의 특정 형태에 국한되지는 않는다. 대안적 실시양태에서, 개질된 올리뉴클레오티드 (150)를 이중 가닥 핵산 (120)에 결합시켜 촉매 나노입자 (140, 230)에 결합할 수 있는 삼중 가닥 구조의 짧은 졀편을 형성하는 것이 가능하다. 대안으로, 핵산 (120), 펩티드 (210) 및 단백질 (210) 이외의 기타 유형의 공지된 중합체 (120, 210)를 나노입자 (140, 230) 부착에 사용할 수 있다. 상기 중합체 (120, 210)의 비제한적인 예로서 지질, 다당류, 당지질, 당단백질, 리포다당류, 리포단백질, 알칸, 알켄, 알킨, 핵산, 인지질, 스핑고지질 등을 들 수 있다. 특정 실시양태에서, 분지된 중합체 (120, 210), 예컨대 분지된 핵산 (120) 또는 분지된 단백질 (210)을 사용할 수 있다.
단백질 코팅된 철 나노입자 (140, 230), 예컨대 페리틴이 중합체 (120, 210) 분자에 부착하기에 적합한, 비오틴 (160) 또는 아비딘 (170)의 결합체 (예를 들어, 캘리포니아주, 버링게임 소재의 벡터 러보로터리스; 캘리포니아주 산 마테오 소재의 E-Y 러버로터리스 인코포레이티드)로서 시판된다. 대안으로, 정의된 크기를 갖는 나노입자 (140, 230)를 공지된 방법으로 제조할 수 있다(예를 들어, 문헌[Li et al. J. Phys. Chem. B. 105:11424-431, 2001]). 예를 들어, 조절가능한 수의 Fe3+ 원자를 아포페리틴의 핵에 삽입할 수 있다 (Zhang et al. 2002). 예를 들어, 800℃에서 5분 동안 공기 중 소성하여 페리틴 껍질을 제거하고 철 핵을 산화시켜 SWNT의 촉매적 성장에 적합한 약 1.5 nm의 평균 크기를 갖는 개별 Fe2O3 나노입자 (140, 230)를 제조한다 (Dai, 2002). 나노입자 (140, 230)의 유형은 제안되지 않는다. 개시된 방법은 철 함유 페리틴 나노입자 (140, 230)의 사용에 관한 것인 반면, 기타 공지된 유형의 나노입자 (140, 230), 예컨대 비-페리틴 철 나노입자 (140, 230), 니켈 나노입자 (140, 230), 코발트 나노입자 (140, 230), 몰리브덴 나노입자 (140, 230), 아연 나노입자 (140, 230), 루테늄 나노입자 (140, 230) 및/또는 합금 나노입자 (140, 230)를 사용할 수 있다. 유일한 필요조건은 나노입자 (140, 230)가 탄소 나노튜브를 형성할 수 있어야 한다는 것이다.
본원에서 지시된 바와 같이, 나노튜브의 제조시 중합체 분자를 제거하는 것이 일반적이다. 그러나, 본원에서 개시된 방법의 특정 측면에서, 촉매는 몰르브덴 나노입자 (140, 230)이고, 중합체 (210, 210) 분자는 나노튜브 제조시 제거하지 않는다.
하나의 실시양태에서, 본 발명은 핵산 (120)에 부착된 촉매 나노입자를 사용하여 제조한 탄소 나노튜브의 어레이를 제공한다. 사용하는 핵산 분자 (120)는 임의의 공지된 기술에 의해 제조할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 핵산 (120)은 자연 발생의 단일 가닥 또는 이중 가닥의 DNA 분자이다. 각종 형태의 세포 핵산 (120)을 제조하고 단리하는 방법은 공지되어 있다 (예를 들어, 문헌[Guide to Molecular Cloning Techniques, eds. Berger and Kimmel, Academic Press, New York, NY, 1987; Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Ed., eds. Sambrook, Fritsch and Maniatis, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989]). 적절한 경우, 자연 발생 핵산 (120)은 공지된 기술, 예를 들어 제한 엔도뉴클레아제 분해 및 겔 전기영동 또는 고압 액체 크로마토그래피(HPLC)를 사용함으로써 더 짧은 길이의 단편으로 제한하고 분류할 수 있다. 이중 가닥의 핵산 (120)을 제조하는 경우, 일반적으로 핵산 (120)을 가열하고 임의로 변성시킨 후, 핵산 (120)에 부착되거나 핵산 (120)에 하이브리드화되는 올리고뉴클레오티드에 부착된 촉매 나노입자 (140, 230)로부터 탄소 나노튜브를 형성시킨다.
자연 발생 핵산 (120)은 단일 가닥이거나 이중 가닥일 수 있다. 이중 가닥의 핵산 (120)을 사용하는 경우, 기판에 부착시키기 이전 또는 이후에 공지된 기술을 사용하여, 예를 들어 약 95℃로 약 5분 동안 가열함으로써 상기 가닥을 2개의 가닥으로 분리할 수 있다. 단일 가닥의 핵산 (120)을 사용하여 특정 프로브 서열, 예컨대 비오틴 (160)에 결합된 올리고뉴클레오티드 (150)로의 하이브리드화를 촉진할 수 있다.
자연 발생 핵산 (120) 또는 이의 단편은 임의의 선택된 길이일 수 있다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 약 10,000개의 염기쌍(10 kb)을 갖거나 약 3.4 ㎛ 길이인 핵산 (120)을 사용할 수 있다. 전장 염색체 DNA에 이르는, 최대 길이의 자연 발생 핵산 (120)이 공지되어 있고 이를 개시된 방법에서 사용할 수 있다. 고도로 재생가능한 크기의 DNA 단편 (120)이 요구되는 경우, 공지된 크기의 플라스미드, 코스미드, 박테리아 염색체 또는 기타 자연 핵산 (120)을 복제하고, 정제하며, 예를 들어 공지된 부위 특이적 제한 엔도뉴클레아제에 의해 절단하여 정확한 크기의 이중 가닥의 핵산 (120)을 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 비-자연 발생 핵산 (120)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 표준 증폭 기술, 예컨대 폴리머라제 사슬 반응 (PCR3) 증폭에 의해 이중 가닥의 핵산 (120)을 제조할 수 있다. 상기 증폭 기술은 원형에 결합하여 수천개의 염기쌍 길이에 이르는 임의의 선택된 크기의 증폭된 절편(앰프리콘)을 생성하도록 고안된 프라이머 쌍을 사용할 수 있다. 핵산 (120)의 증폭 방법은 종래 기술에서 공지되어 있다.
비-자연 발생 핵산 (120)의 기타 공급원으로서 화학적으로 합성된 핵산 (120)을 들 수 있다. 상기 핵산 (120)은 시판원 (예를 들어, 텍사스주 미드랜드 소재의 미드랜드 서티파이드 레전츠; 콜로라도주 볼더 소재의 플로리고)으로부터 구입할 수 있다. 대안으로, 핵산 (120)은 시판원(예를 들어, 캘리포니아주 포스터 시티 소재의 어플라이드 바이오시스템)으로부터 구입할 수 있는 광범위한 올리고뉴클레오티드 (150)를 사용하여 화학적으로 합성할 수 있다. 일반적으로, 화학적으로 합성된 핵산 (120)은 크기가 다소 제한된다. 약 50 ∼ 100개의 뉴클레오티드를 도입한 이후에는, 도입 효율은 생성물의 수율을 낮추게 된다. 그러나, 더 짧은 올리고뉴클레오티드 (150)는, 예를 들어 일치하는 상보 서열을 하이브리드화하고 이후 결찰함으로써 길이를 증가시킬 수 있다. 핵산 (120)의 화학적 합성은 핵산 (120) 서열 중 임의의 선택된 부위에 도입되어 촉매 나노입자 (140, 230)의 부착 부위로서 작용할 수 있는 개질된 핵산 또는 핵산 유사체의 도입을 가능하게 한다. 본 발명의 대안적 실시양태에서, 나노입자 (140, 230)의 부착 부위는 개질된 올리고뉴클레오티드 (150)와의 하이브리드화를 사용하여 알아낼 수 있다. 상기 올리고뉴클레오티드 (150)는 핵산 (120) 서열 상의 오로지 하나의 부위에 결합하도록 고안할 수 있고, 예를 들어 비오티닐화에 의해 개질하여 나노입자 (140, 230), 예컨대 아비딘-페리틴 나노입자 (140, 230)의 부착을 촉진할 수 있다.
본 발명의 각종 실시양태에서, 핵산 (120)은 고체 표면에 부착함으로써 고정할 수 있다. 핵산 분자 (120)의 고정은 비-공유 결합 또는 공유 결합을 비롯한 각종 공지된 방법에 의해 달성할 수 있다. 예를 들어, 고정은 고체 표면을 스트렙타비딘 또는 아비딘 (170)으로 코팅하고 비오틴 (160) 결합된 핵산 (120)을 결합시킴으로써 달성할 수 있다. 또한, 고정은 규소, 석영, 중합체 표면, 예컨대 PDMS(폴리디메틸 실록산) 또는 기타 고체 표면을 폴리-L-Lys 또는 아미노실란으로 코팅한 후, 이작용기성 가교 시약을 사용하여 아미노-개질되거나 설피드릴-개질된 핵산 (120)을 공유 결합시킴으로써 수행할 수 있다. 잠재적으로 사용할 수 있는 이작용기성 가교 시약으로서 글루타르알데히드, 이작용기성 옥시란, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 및 카르보디이미드, 예컨대 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드를 들 수 있다.
고정은 화학적으로 개질된 표면, 예를 들어 상기 처리된 규소에 5'-인산화 핵산 (120)을 직접 공유 결합시킴으로써 수행할 수 있다. 핵산 (120)과 고체 표면 간의 공유 결합은 가교 시약으로 축함시킴으로써 형성할 수 있다. 상기 방법은 핵산 (120)의 5'-포스페이트를 통하여 주로 상기 핵산의 5'에의 부착을 촉진한다.
핵산 (120)은 먼저 표면을 실란화한 후, 카르보디이미드 또는 글루타르알데히드로 활성화함으로써 표면에 결합시킬 수 있다. 대안적 방법에서는 시약, 예컨대 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란 또는 아미노프로필트리메톡시실란(APTS)을 사용하여 DNA 합성시 분자의 3' 말단 또는 5' 말단에 도입된 아미노 링커를 통해 핵산 (120)을 결합시킬 수 있다.
본 발명의 특정 측면에서, 포획(capture) 올리고뉴클레오티드 (150)가 표면에 결합될 수 있다. 포획 올리고뉴클레오티드 (150)은 촉매 나노입자 (140, 230)에 부착된 핵산 (120)과 하이브리드화할 것이다. 대안적 측면에서, 핵산 (120)이 포획 올리고뉴클레오티드 (150)와 하이브리드화한 후, 촉매 나노입자 (140, 230)로 표지된 올리고뉴클레오티드 (150) 일단이 결합된 핵산 (120)과 하이브리드화할 수 있다.
핵산 (120)의 고정에 사용되는 표면의 유형은 제한되지 않는다. 각종 실시양태에서, 고정화 표면은 탄소 나노튜브 형성 시에 1000℃에 이르는 온도의 적용에도 그 표면이 안정한 한, 석영, 규소, 산화규소, 이산화규소, 질화규소, 게르마늄, 또는 종래 기술에서 공지된 임의의 기타 표면일 수 있다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 핵산 (120) 또는 기타 중합체 (210, 210) 분자는 탄소 나노튜브의 합성 이전에 기판 상에 배열할 수 있다. 공지된 기술을 사용하여 핵산 (120)을 먼저 기판 상의 특정 영역 (110, 310)에 부착할 수 있다. 예를 들어, 기판은 광선 또는 전자선 리소그래피, 섀도 마스킹 또는 미소접촉 인쇄를 사용하여 금 박막으로 패턴 형성할 수 있다 (예를 들어, Bonard et al., 2002). 티올 개질된 핵산 (120)은 기판 상의 금 패치 (110, 310)와 공유 결합할 수 있다. 단백질 (210), 핵산 (120) 및 기타 중합체 (120, 210)를 기판 상의 특정 영역 (110, 310)에 부착하는 방법은 잘 공지되어 있고, 그러한 공지된 임의의 방법을 사용할 수 있으며, 이의 비제한적인 예로서 광리소그래피 및 에칭, 레이저 증착, 분자선 증착, 딥-펜 나노리소그래피, 화학 증착 (CVD) 가공, 전자선 또는 집속 이온선 기술 또는 임프린팅 기술을 들 수 있다.
부착된 핵산 (120)은 다수의 공지된 기술 중 임의의 기술을 사용하여 배열할 수 있다. 기판 상에 핵산 (120)을 배열하는 대표적인 방법은 분자 코밍으로서 공지되어 있다(예를 들어 문헌[See, e.g. Bensimon et al., Phys. Rev. Lett. 74:4754-57, 1995; Michalet et al., Science 277: 1518-23, 1997]; 미국 특허 제 5,840,862호; 6,054,327호; 6,225,055호; 6,248,537호; 6,265,153호; 6,303,296호 및 6,344,319호 참고). 상기 기술에 있어서, 핵산 (120) 및 기타 친수성 중합체 (120, 210)는 기판, 예컨대 규소 칩의 한쪽 말단 또는 양쪽 말단에 부착된다. 기판 및 부착된 핵산 (120)은 용액, 예컨대 수성 완충제에 침지시키고 용액으로부터 서서히 꺼낸다. 공기-물-기판 인터페이스의 이동은 핵산 (120)을 메니스커스의 이동 방향에 평행하게 배열하는 작용을 한다.
중합체 (120, 210)의 배열 방법은 제한되지 않고, 임의의 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 이의 비제한적인 예로서 광학 집게, DC 및/또는 AC 전기장, 미소유체류, 및/또는 부착된 강자성 나노입자 (140, 230)에 적용된 자기장의 사용을 들 수 있다. 또다른 비제한적인 실시예에서, 핵산 (120) 또는 기타 하전된 중합체 (120, 210)는 자유 유동 전기영동에 의해 기판 상에 배열할 수 있다(예를 들어, 문헌[Adjari and Prost, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 88:4468-71, 1991]). 표면은 전극으로서 작용하는 전도성 물질과 비전도성 물질의 교번하는 띠를 포함할 수 있고, 또는 다른 유형의 미소전극도 사용할 수 있다. 교번하는 전류 전기장의 존재 하에, 핵산 (120) 상에 하전된 잔기, 예컨대 인산기를 포함하는 중합체 (120, 210)는 전기장에 따라 배열될 것이다 (Adjari 및 Prost, 1991). 상기 방법은 핵산 (120)에만 국한되지 않으며, 하전된 기를 함유하는 단백질 (210) 및 기타 중합체 (120, 210)에도 적용할 수 있다. 중합체 (210, 210) 분자 상의 전하가 고정되지 않는 경우, 예를 들어 용액의 pH를 변화시킴으로써 전체 전하를 조절할 수 있다.
각종 유형의 중합체 분자 (즉, 분자 전선 또는 연쇄된 분자쇄)의 유체 배열 법이 증명되었다 (Bensimon et al., Science, 265: 1096-98 (1994) (이중 가닥 DNA); Lieber et al., Science, 291:630 (2001)(반도체 나노 전선); Lienemann et al., Nanoletters, 1:345 (2001) (단일 가닥 DNA)). 그러나, 상기 방법에 있어서 한가지 문제점은 짧은 분자 전선의 경우 배열 수율이 낮다는 점이다. 특히, 단일 가닥 DNA는 하기 이유로 인하여 배열되기 힘들다:
1.) 유동은 종종 분자내 염기쌍을 파괴하기에 충분한 지연력을 제공하지 않고 (Hansma, et al., Nucleic Acids Res. 24:713 (1996));
2.) 단일 가닥 핵산은 유동성이 매우 커서, 건조 이후 이들이 풀리는 것을 막기가 힘들고;
3.) 일부 분자는 배열되기 이전에 고도의 양전하 표면에 부착되며;
4.) 단일 가닥 핵산은 이들의 짧은 높이로 인하여 원자 힘 현미경(AFM) 관측이 힘들다.
상기 문제를 해결하기 위하여, Lienemann 등(2001)은 유체 배열 이전에 DNA를 가열하여 분자내 염기쌍을 파괴하였다. 이로 인하여 배열 수율에 있어서는 약간 성공하였지만, 가열 단계는 하이브리드화를 통해 부착되는 핵산의 임의의 특성을 변성시켰다. 따라서, 상기 방법으로는 핵산 유도 패턴 형성과 같은 적용이 불가능하다.
따라서, 본원에서는 도 4에서 도시되는 바와 같이, 열 변성 없이 고 수율로 짧은 분자 전선 (420)을 배열하는 방법이 제공된다. 상기 방법에 따르면, 이중 가닥 DNA (410), 예컨대 파지 Σ DNA는 분자 전선 (420)의 양쪽 말단에 부착되고, 앵커(anchor) 표면 상에 유체 배열을 수행한다. 특정 실시예에서, 앵커 표면은 양전하 표면 (430)이다. 상기 방법은 본원에서, 특히 "이중 가닥 DNA/강제류 배열법"으로 일컫는다.
분자 전선 (420)을 배열하는 방법은 분자 전선 (420)을 이중 가닥 DNA 분자 (410)에 결찰시켜 이중 가닥 DNA 분자/분자 전선 하이브리드 분자 (440)를 생성하고, 이를 양전하 표면 (430)에 적용하며, 유체 배열법을 사용하여 양전하 표면 (430)에 배열시키는 것을 포함한다. 또한, 상기 방법은 일반적으로 이중 가닥 DNA/분자 전선 하이브리드 분자 (440)를 표면 (430)에서 건조시키는 것을 포함한다. 분자 전선 (420)은 이중 가닥 DNA/분자 전선 하이브리드 분자 (440) 중 2개의 이중 가닥 핵산 (410) 사이에 "끼워넣어진다".
특정 측면에서, 분자 전선 (420)은 단일 가닥 핵산 (120)이다. 다른 측면에서, 분자 전선은 펩티드이다. 특정 측면에서, 예를 들어, 분자 전선 (420)은 촉매 나노입자 (140, 230), 예컨대 페리틴 나노입자를 포함하고, 이는 직간접적으로 결합되거나, 또는 촉매 나노입자가 결합되는 결합 파트너, 예컨대 비오틴 또는 아비딘을 포함한다. 따라서, 특정 측면에서, 분자 전선 (420)은 단일 가닥 핵산 분자 (120), 예컨대 단일 가닥 DNA이고, 이는 촉매 나노입자 (140, 230)에 부착된다. 또한, 상기 방법은 촉매 나노입자 (140, 230) 상에 탄소 나노튜브를 생성하는 것을 포함할 수 있다.
특정 측면에서, 올리고뉴클레오티드 (150)는 이중 가닥 DNA/분자 전선 하이브리드 분자 (440) 상의 이중 가닥 DNA (410) 사이에 끼워넣어진 단일 가닥 핵산 분자 (120) 분자 전선 (420)에 결합된다. 예를 들어, 올리고뉴클레오티드 (150)는 단일 가닥 DNA (120)에 하이브리드화된 개질된 올리고뉴클레오티드 (150)이거나 개질된 올리고뉴클레오티드 (150)의 집단이다. 또한, 개질된 올리고뉴클레오티드 (150, 460) 또는 개질된 올리고뉴클레오티드 (150, 460) 집단은 하기 더 상세히 개시되어 있는 바와 같이 촉매 나노입자 (140), 예컨대 페리틴에 직간접적으로 부착됨으로써 개질될 수 있다. 이들 측면에서, 이중 가닥 DNA/분자 전선 하이브리드 분자 (440) 상의 이중 가닥 DNA (410) 사이에 끼워넣어진 단일 가닥 DNA (120)는 개질된 올리고뉴클레오티드 (140, 460)에 하이브리드화되는, 하기에서 개시된 바와 같은 포획 올리고뉴클레오티드 (120)이다. 개질되는 올리고뉴클레오티드 (150)는, 예를 들어 아비딘 부분을 통해 촉매 나노입자 (140)에 결합된 비오틴 부분에 의해 개질될 수 있다.
본원에서 제공되는 이중 가닥 DNA/강제류 배열법에서 사용되는 이중 가닥 DNA (120)는 특정 뉴클레오티드 서열로 제한되는 것은 아니지만, 이의 길이는 일반적으로 약 100 ∼ 1,000,000 뉴클레오티드이고, 특정 측면에서는 500 ∼ 50,000 뉴클레오티드이다. 특정 측면에서, 이중 가닥 DNA는 파지 람다 DNA이다. 이중 가닥 DNA를 분자 전선, 예컨대 단일 가닥 DNA 및 펩티드에 결찰시키는 방법은 종래 기술에서 공지되어 있다. 예를 들어, DNA 리가제를 사용하여 이중 가닥 DNA를 단일 가닥 DNA에 결찰시킬 수 있다.
이중 가닥 DNA/강제류 배열에 대하여 본원에서 제공된 방법은 이중 가닥 DNA 상에서 형성되고 결찰된 분자 전선으로 전달되는 단일 가닥 DNA와 같은 분자 전선에 더 큰 신장력을 제공한다. 따라서, 열변성과 같은 과정을 피할 수 있다. 또한, 건조 이후, 이중 가닥 DNA는 표면에 견고하게 부착되며 이는 앵커로서 작용하여 이중 가닥 DNA에 의하여 각 말단에 결합된 분자 전선이 이의 선형 형태를 유지할 것이다. 또한, 더 약한 양전하의 표면이 배열 수율을 증진시키기 위하여 필요하다. 마지막으로, 긴 이중 가닥 DNA는 AFM 또는 형광 현미경 검사를 사용하여 시각화하기에 용이하다. 상기 이중 가닥 DNA를 따라감에 의해, 분자 전선, 예컨대 단일 가닥 DNA를 시각화하는 것이 가능하다.
이해되는 바와 같이, 다수의 상이한 양전하의 표면을 이중 가닥 DNA/강제류 배열에 사용할 수 있다. 예를 들어, 고정화 표면은 이것이 양전하를 띠고 탄소 나노튜브 형성시 1000℃에 이를 수 있는 온도의 적용에도 안정한 한, 석영, 규소, 산화규소, 이산화규소, 질화규소, 게르마늄, 또는 임의의 기타 공지된 표면일 수 있다.
본 발명의 하나의 측면에서, 환형 M 13 DNA는 제한 효소에 의해 절단되어 단일 가닥 DNA를 형성하고, m13 DNA의 특정 서열에 특이적인 비오틴 표지된 짧은 가닥과 하이브리드화된다. 그 후, 상기 M13 DNA는 람다-파지 DNA의 어느 한쪽 면에 결찰된다. 그 후, 상기 비오틴 표지를 사용하여 아비딘-페리틴 분자를 부착한다.
다수의 기술을 사용하여 배열된 핵산 또는 배열되지 않은 핵산에 촉매 나노입자를 부착시킬 수 있다. 기판에 부착된 핵산 (120)을 사용하여 탄소 나노튜브의 패턴 형성된 어레이를 생성하는 방법은 도 1에서 도시되어 있다. 기판, 예컨대 골드 패치 (110) 상의 핵산 (120) 부착 영역 (110)을 사용하여 핵산을 중합체 (120)에 부착한다. 부착 영역 (110)은 그 크기가 1 ∼ 약 100 nm로부터 1 ㎛에 이르기까지 임의의 크기일 수 있다. 특정 용도에 있어서, 1 ㎛ 크기 초과의 부착 영역 (110)을 사용할 수 있다. 용도에 따라, 나노입자가 부착되는 기판 구조체는 종래 기술에서 공지되어 있는 바와 같이 전도성 물질 및/또는 비전도성 물질로 이루어질 수 있다.
도 1에서 도시되어 있는 실시예에서, 중합체 (120)는 단일 가닥 DNA 분자이다. 중합체 (120)의 한쪽 말단은 기판 상의 DNA 결합 영역 (110)에 부착되기 위하여 예를 들어 티올기로 공유 변형할 수 있다. 기판에 부착된 DNA 분자 (120)는 예를 들어 광학 집게, 분자 코밍, 자기장, 미소유체류 및/또는 자유 유동 전기영동을 사용하여 배열할 수 있다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 핵산 (120)의 다른쪽 말단은 제2의 기 (130)로 변형하여 DNA (120)의 배열 이후 이를 기판에 고정될 수 있다. 대안으로, DNA 분자 (120)는 기판에 양전하를 적용하고 기판 상의 DNA 분자를 건조시킴으로써 고정할 수 있다. 특정 측면에서, DNA 분자 (120)는 본원에서 개시된 바와 같은 이중 가닥 DNA/강제류 배열법을 사용하여 배열한다. 상기 기재된 바와 같이 핵산 (120)을 기판에 부착시키는 기타 공지된 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 스트렙타비딘 코팅된 마이크로비드를 사용하여 DNA 분자 (120)를 식별하거나 측량할 수 있다. 영역 (110)에 부착된 DNA 분자 (120)의 수는 예를 들어 DNA-비드 복합체의 스프링 장력을 측정함으로써 또는 염료 염색된 DNA 분자 (120)를 시각화함으로써 측량할 수 있다. 특정 실시양태에서, 하나의 DNA 분자 (120)가 골드 패치 (110)에 부착되게 하는 것이 가능하다.
도 1에서 도시되어 있는 바와 같이, 촉매 나노입자 (140)는 개질된 올리고뉴클레오티드 (150)와의 하이브리드화를 사용하여 DNA 중합체 (120)에 부착할 수 있다. 올리고뉴클레오티드 (150)의 서열은 각 DNA 중합체 (120) 내부의 하나의 상보적 서열에만 결합하도록 디자인하거나 각 DNA 분자 (120) 상의 다수의 부위에 결합하도록 디자인힐 수 있다. 인접한 올리고뉴클레오티드 (150)간의 거리 및 위치는 하이브리드화를 위한 적절한 상보적 서열을 선택함으로써 선별할 수 있다.
상기 대표적 실시양태에서, 올리고뉴클레오티드 (150)의 한쪽 말단이 비오틴 부분 (160)에 결합된다. 나노입자 (140)의 결합을 촉진하기 위하여, 올리고뉴클레오티드 (150)의 비오틴 (160) 표지된 말단이 DNA 분자 (120)에 상보적이지 않도록 디자인한다. 따라서, 올리고뉴클레오티드 (150)의 비오틴(160) 표지된 말단은 기판의 표면으로부터 튀어나올 것이다. 이는 비오틴 (160) 표지된 말단이, 예를 들어 아비딘 부분 (170)에 결합된 촉매 나노입자 (140)에 결합되는 것을 촉진한다. 상기 결합 작용은 1 대 1 화학양론으로 일어나므로, 각 올리고뉴클레오티드 (150)는 오로지 하나의 촉매 나노입자 (140)에 부착될 것이다. 이러한 비제한적인 실시예에서, 각 촉매 나노입자 (140)은 아비딘 (170) 결합된 페리틴 분자 (140)을 포함한다. 하이브리드화되지 않은 올리고뉴클레오티드 (150) 및 결합되지 않은 나노입자 (140)는, 예를 들어 비이온성 계면활성제를 갖는 수성 완충제를 사용하여 기판으로부터 씻어낼 수 있다. 기판 상의 나노입자 (140)의 분포는 주사 전자 현미경법(SEM), 투과 전자 현미경법(TEM), 주사 탐침 현미경법(SPM) 또는 기타 공지된 방법에 의해 입증할 수 있다.
당업자는 본 발명의 개시된 실시양태가 제한적인 것이 아니며 핵산 (120)을 기판에 부착시키고/시키거나 촉매 나노입자를 핵산 (120)에 부착시키는 기타 기술을 사용할 수 있다는 것을 알 것이다. 일부 경우, 핵산 (120)은, 예를 들어 비오틴 (160) 표지된 뉴클레오티드를 DNA 분자 (120)에 직접 도입함으로써 페리틴 (140)에 결합하도록 직접 개질할 수 있다. 본 발명의 대안적 실시양태에서, 결합기, 예컨대 올리고뉴클레오티드 (150)의 사용은 입체 장애를 감소시킴으로써 나노입자 (140)의 결합을 촉진시킬 수 있다.
일단 촉매 나노입자 (140)가 기판에 부착되면, 탄소 나노튜브는 상기 개시된 바와 같은 CVD 기술을 사용하여 나노입자 (140) 상에서 성장시킬 수 있다. 나노튜브의 합성 이후, 잔류하는 DNA 분자 (120)는, 예를 들어 공기 또는 산소 중 약 600 ∼ 800℃로 가열함으로써 기판으로부터 제거하여, 기판에 부착된 산화철 나노튜브의 정렬된 어레이를 남긴다.
하기의 기술에서, "단백질" (210)은 펩티드 (210), 폴리펩티드 (210) 및 단백질 (210)을 비롯한, 임의의 길이의 아미노산 중합체 (210)를 말한다.
또다른 실시양태에서, 펩티드 또는 단백질에 부착된 촉매 나노입자를 사용하여 탄소 나노튜브의 어레이를 생성하는 방법이 본원에서 제공된다. 정제된 단백질 (210)은 다양한 시판원, 예컨대 시그마 케미칼스(미주리주, 세인트 루이스), 바이오-라드 러보로토리스(캘리포니아주, 헤라클스), 프로메가(위스콘신주, 매디슨) 및 다수의 기타 회사로부터 구입할 수 있다. 단백질 (210)은 종래 기술에서 공지된 기술을 사용하여 다양한 공급원으로부터 정제할 수 있다. 상기 기술은 일반적으로 세포 또는 조직의 균질물 및/또는 추출물을 단백질 (210) 및 비-단백질 분획으로 대략 초기 분할하는 것을 포함한다. 분할은, 예를 들어 수용액, 세정제 및/또는 유기 용매 중 상이한 용해도, 효소 분해에 의한 오염물질의 제거, 황산암모늄, 폴리에틸렌 글리콜, 항체, 열변성 등을 이용한 단백질 (210)의 침전, 이후 초원심분리를 사용할 수 있다. 저분자량의 오염물질은 투석, 초미세투과 및/또는 유기상 추출에 의해 제거할 수 있다.
단백질 (210)은 이온 교환 크로마토그래피, 겔 배제 크로마토그래피, 폴리아크릴아미드 겔 전기영동, 친화성 크로마토그래피, 면역친화성 크로마토그래피, 히드록실아파타이트 크로마토그래피, 소수성 상호작용 크로마토그래피, 역상 크로마토그래피, 등전 포커싱, 고속 단백질 액체 크로마토그래피 (FPLC) 및 고압 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 포함하지만 이에 국한되지는 않는 전기영동 기술 및/또는 크로마토그래피를 사용하여 추가로 정제할 수 있다. 면역친화성 크로마토그래피 및 기타 면역성에 기초한 기술은 관심을 갖는 단백질 (210)에 특이적인 모노클로날 항체 또는 폴리클로날 항체를 사용하는 것에 의존한다. 상기 항체는 시판되는 것이거나 종래 기술에서 공지된 표준 기술 (예를 들어, 문헌[Harlow and Lane, Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, 1988])을 사용하여 제조할 수 있다.
본 발명의 대안적 실시양태에서, 단백질 (210)은 mRNA 원형을 갖는 시험관내 해독 시스템을 사용하여 발현시킬 수 있다. 시험관내 해독을 수행하는 키트는 시판원, 예컨대 앰비온 (텍사스주, 오스틴), 프로메가 (위스콘신주, 매디슨), 아머샴 파마시아 바이오테크 (뉴저지주, 피스카타웨이), 인비트로겐 (캘리포니아주, 칼스바드) 및 노바겐 (위스콘신주, 매디슨)으로부터 이용가능하다. 상기 키트는 전 RNA, 정제된 폴리아데닐화 mRNA, 및/또는 정제된 개별 mRNA 종류를 이용할 수 있다. 통상적으로 사용되는 시험관내 해독 시스템은 토끼 망상적혈구 용해물, 밀 배아 추출물 또는 이 콜라이 추출물을 기반으로 한다. 상기 시스템은 해독에 필요한 리보좀 소단위, 전달 RNA (tRNA), 아미노아실-tRNA 합성효소, 개시 인자, 연장 인자 및 종료 인자 및/또는 모든 기타 성분을 함유한다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 상기 추출물 중 존재하는 천연 아미노산을 하나 이상의 상이한 유형의 표지된 아미노산, 예컨대 비오시틴 (220)으로 보충할 수 있다.
본 발명의 특정 대안적 실시양태에서, 시험관내 해독을 mRNA를 생성하는 유전자와 연결할 수 있다. 상기 전사/해독 연결 시스템은 PCR(등록 상표) 증폭 제품, 및/또는 표준 발현 벡터, 예컨대 BAC (박테리아 인공 염색체), YAC (효모 인공 염색체), 코스미드, 플라스미드, 파지 및/또는 기타 공지된 발현 벡터로 삽입된 DNA 서열을 사용할 수 있다. 전사/해독 연결 시스템은 시판원(예를 들어, 텍사스주, 오스틴, 앰비온의 Proteinscript3 II 키트; 위스콘신주, 매디슨, 프로메가의 Quick Coupled System; 캘리포니아주, 칼스바드, 인비트로겐의 Expressway)으로부터 이용가능하다.
관심을 갖는 단백질 (210)을 코딩하는 핵산 (120)은 숙주 세포로 형질전환되고 코딩된 단백질 (210)을 생성하도록 발현 벡터로 도입될 수도 있다. 완전한 유전자가 발현되거나 단백질 (210)의 일부를 코딩하는 유전자의 단편이 발현될 수 있다. 관심을 갖는 단백질(들) (210)을 코딩하는 유전자 또는 유전자 단편은 표준 클로닝 기술에 의해 발현 벡터로 도입할 수 있다.
본 발명의 기타 실시양태에서, 사용하는 단백질 (210)은 표준 합성법에 의해 제조할 수 있다. 각종 자동화된 단백질 (210) 합성기가 시판되고 있고 공지된 프로토콜에 따라 사용할 수 있다(예를 들어, 문헌[Stewart and Young, Solid Phase Peptide Synthesis, 2d ed., Pierce Chemical Co., 1984; Tam et al., J. Am. Chem. Soc., 105:6442, 1983; Merrifield, Science, 232:341-347, 1986; Barany and Merrifield, The Peptides, Gross and Meienhofer, eds., Academic Press, New York, pp. 1-284, 1979] 참고). 길이가 보통 약 50 ∼ 100 아미노산 이하인 짧은 단백질 (210) 서열은 상기 방법에 의해 쉽게 합성할 수 있다. 상기 합성 단백질 (210)은 단백질 (210) 서열 내부에 개질된 아미노산 잔기 및/또는 아미노산 유사체를 함유하도록 디자인할 수 있다. 더 긴 합성 단백질 (210)은 더 짧은 단편을 화학적으로 합성하고 정제하며, 예를 들어 펩티드 결합을 카르보디이미드를 촉매로 하여 형성함으로써 상기 단편을 공유 가교시킴으로써 제조할 수 있다. 그러나, 더 긴 단백질 (210)은 일반적으로 관심을 갖는 단백질 (210)을 코딩하는 적절한 핵산 (120) 서열을 상기 기재한 발현 벡터로 클로닝함으로써 제조한다. 본 발명의 각종 실시양태에서, 길이가 약 100개의 아미노산 잔기 (크기가 약 20 ∼ 40 nm) 이하인 단백질 (210)을 사용할 수 있다. 기타 실시양태에서, 10개의 아미노산 잔기로부터 수천개의 아미노산 잔기의 전장 단백질 (210)에 이르는 단백질 (210)을 사용할 수 있다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 사용하는 합성 단백질 (210)은 특정 3차원 구조를 나타내고/내거나 정렬된 4차원 조립체의 단백질 (210)로 자연적으로 조립되도록 디자인할 수 있다(예를 들어, 문헌 [Aggeli et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98:11857- 11862, 2001; Brown et al., J. Am. Chem. Soc., 124:6846-48, 2002]). 1차 단백질 (210) 구조 (아미노산 서열)가 2차 및 3차 구조에 미치는 영향은 종래 기술에서 공지되어 있다.
Chou 및 Fasman에 의해 제안된 것과 같은 실험적 방식에 기초로하여 단백질 (210)을 컴퓨터 모델링하여 이의 2차 구조, 예컨대 알파 나선구조, 베타 병풍구조 및 리버스 턴(reverse turn)을 예측한다(Adv, Enzymol. 47:45-148, 1978). 각 유형의 아미노산 잔기가 상이한 유형의 2차 구조를 형성하고 가능한 구조 영역에 대하여 윈도우 알고리즘 룩을 이동시키는 확률값을 정한다. 새로운 단백질 (210)을 합성하는 경우, 특정 유형의 2차 구조, 예컨대 알파 나선구조는 알파 나선구조를 형성하는 잔기를 높은 비율로 도입함으로써 디자인할 수 있다. 나선의 말단은 나선-종료자(예를 들어, 프롤린 잔기)를 도입함으로써 디자인할 수 있다.
3차(3차원) 단백질 (210) 구조는 Monte Carlo 시뮬레이션 (예를 들어, 문헌[Sadanobu and Goddard, J. Chem. Phys. 106:6722, 1997)]), 에너지 최소화, 분자 역학(예를 들어, 문헌[van Gunsteren and Berendsen, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 29:992-1023, 1990]), 토포머 샘플링 방법(예를 들어, 문헌[Debe et al., Proc. Nat Acad. Sci. USA, 96:2596-2601, 1999]) 및 기타 공지된 방법을 포함하지만 이에 국한되지는 않는 각종 공지된 분자 모델링 기술을 사용하여 예측할 수 있다. 단백질 (210) 3차 구조를 예측하는 표준 컴퓨터 모델링 프로그램이 이용가능하다(예를 들어, AMBER, http://www.amber.ucsf.edu/amber; X-PLOP, Yale University, New Haven, CT; INSIGHTII, Molecular Simulations Inc., San Diego, CA; CHARMM, Harvard University, Cambridge, MA; DISCOVER, Molecular Simulations Inc., San Diego, CA; GROMOS, ETH Zurich, Zurich, Switzerland).
단백질 (210) 구조의 정보를 포함하는 각종 대표적 데이타베이스 및/또는 단백질 (210) 구조를 예측하는 컴퓨터 프로그램이 하기 표 1에서 제시되어 있다 (또한, http://www.aber.ac.uk/~phiwww/prof;http://www.embl-heidelberg.de/cgi/predator_serv.pl;http://www.embl-heidelberg.de/predictprotein/ppDoPredDef.html 참고).
[표 1]
단백질 구조 데이타베이스
Figure 112006053994853-PCT00001
4차 조립체의 단백질 (210)을 형성할 수 있는 단백질 (210)의 디자인 방법은 종래 기술에서 공지되어 있다. 예를 들어, Aggeli 등 (2001)은 용액 중 1차원 자가-조립체를 형성하여 테이프, 리본, 소섬유 및 섬유로 일컬어지는 일반적 3차 구조 배열을 형성할 수 있는, 역평행 β-병풍 구조를 개시하였다. 8 nm 폭의 소섬유는 매우 안정한 것으로 관측되었다. 단량체 (210)는 상이한 상부 및 하부 표면(예를 들어, 친수성 및 소수성)을 갖도록 디자인되므로, 규소 기판 상의 상기 구조의 자가-조립체는 규칙적으로 반복되는 하부단위 (210)의 정렬된 2차원 배열을 형성한다. Aggeli 등 (2001)에 의해 개시된 막대 유사형 단량체 (210)는 L- 아미노산의 키랄 특성으로 인한 고유한 키랄성을 나타내어 꼬인 3차 구조를 형성한다. 꼬임이 바람직하지 않는 경우, L-아미노산 및 D-아미노산을 교번하여 사용하여 단량체 (210)의 키랄성을 감소시켜 단량체 (210)의 평면 조립체의 안정성을 개선시킬 수 있다.
또다른 비제한적 실시예에서, Brown 등 (2002)은 역평행 β-병풍 구조로 조립되도록 고안된 63개의 아미노산 잔기 단량체 (210)로 구성된 새롭게 고안된 단백질 (210)의 원형 유도의(template-directed) 조립체를 기재하였다. 단량체 (210)는 6개의 β-가닥으로 구성되고, 각각은 7개의 아미노산의 길이이다. 병풍 구조의 2개의 면은 고도로 소수성이거나 고도로 친수성이도록 디자인한다. 단백질 (210)의 단량체 용액을 결정의 6각형 배열을 포함하는, 고도로 정렬된 열분해 흑연(HOPG) 표면에 노출시킨다. 그 결과, 단량체 (210)는 HOPG 표면을 덮는 병풍 유사 구조로 조립되었고, 이때 상기 구조의 상이한 부분은 서로에 대하여 120°에서 3개의 바람직한 배향을 보여주었다. 조립된 단백질 (210)의 3차원 대칭 구조는 하부 흑연의 6각형 구조에 의한 것으로 제안되었다. 비결정 탄소 표면 상의 단백질 (210)의 적층은 단백질 (210)의 정렬된 어레이를 형성하지 않는다. 상기와 같은 단백질 (210) 조립을 사용하여 기판, 예컨대 규소 칩의 영역 (110, 310)을 코팅할 수 있다. 하부의 규소는 그 구조가 육각형이 아니므로, 단백질 (210) 조립체는 3차원 대칭 구조가 아닌 아닌 2 차원 대칭구조를 나타낼 것으로 예상된다.
단백질 단량체 (210)를 기판에 정렬된 어레이로 부착시키는 상기 방법 및 기타 공지된 방법을 본원에서 개시된 방법 및 장치에 사용할 수 있다. 자발적으로 정렬된 어레이로 조립되는 자연 발생 단백질 (210), 예컨대 바이러스 외피 단백질 (210)을 사용할 수 있다. 대안으로, 정렬된 어레이로 조립되도록 디자인한 합성 단백질 (210)을 구입하거나 화학적으로 합성할 수 있다. 합성 단백질 (210)은 단백질 (210)의 1차 및 3차 구조의 특정 위치에 도입된 개질된 아미노산 잔기(예를 들어, 비오시틴 (220)) 또는 아미노산 유도체로 제조할 수 있다. 자연 발생 단백질 (210)은 공지된 측쇄 특이적 시약을 사용하여 화학적으로 개질할 수 있다(예를 들어, 문헌[Bell and Bell, Proteins and Enzymes, Ch. 7 and 8, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, NJ 1988]). 상기 모든 경우, 촉매 나노입자 (140, 230)는 예를 들어 상기 기재된 바와 같은 비오틴 (160)과 아비딘 (170) 부분 사이의 결합을 사용하여 단백질 (210)의 선택된 위치에 부착시킬 수 있다. 대안으로, 촉매 나노입자 (140, 230)는 단백질 단량체 (210) 상의 특정 위치에 결합하는 항체 또는 항체 단편에 부착할 수 있다. 기타 대안적 방법에 있어서, 핵산 (120) 서열을 선택된 위치에서 단백질 (210)의 선택된 위치에 부착하고 부착된 촉매 나노입자 (140, 230)를 함유하는 올리고뉴클레오티드 (150)로 하이브리드화할 수 있다.
단백질 (210)은 상기 기재된 바와 같이 임의의 공지된 분자 배열 방법, 예컨대 분자 코밍, 광학 집게, 미소유체류, 자기장, 자유 유동 전기영동 등을 사용하여 배열할 수 있다. 단백질 (210)은 표준 기술, 예컨대 카르보디이미드 또는 글루타르알데히드를 통한 활성화 및 실란화를 사용하여 부착할 수 있다. 대안적 방법은 시약, 예컨대 아미노 기를 통해 결합된 아미노프로필트리메톡시실란 (APTS) 또는 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란 (GOP)을 사용할 수 있다. 기타 공지된 방법, 예컨대 금 패치 (110) 상에 미세패턴 형성된 머캅토벤조산 및/또는 머캅토헥산데카논산 단층을 형성하는 방법 (예를 들어, 문헌 [Liu and Amro, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99:5165-70, 2002)을 사용할 수 있다. 이러한 경우, 머캅토 부분은 금 패치 (110, 310)에 결합하여, 단백질 (210)이 예를 들어 단층 상의 산성 부분과 아미노기의 말단쇄 또는 측쇄간의 카르보디이미드 촉매화 공유 결합 형성에 의하여 부착되게 한다. 대안으로, 산-산 이성체의 수소 결합이 단층 상의 카르복실기와 단백질 (210) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 단백질은 4-머캅토벤조산의 자가 조립성 단층(SAM)을 사용하여 금 패치 (110, 310) 상에 고정할 수 있다. 본 발명의 기타 대안적 실시양태에서, 금 결합 단백질 (210) (예를 들어, 문헌 [Browm, Nano Lett, 1:391-394, 2001)])을 사용하여 단백질 (210)을 금 패치 (110, 310)에 직접 결합시킬 수 있다. 그 방법은 제한되지 않고, 단백질 분자 (210)를 부착하고/하거나 배열하는 임의의 공지된 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 특정 실시양태에서, 단백질 단량체 (210)는 서로 결찰되어, 예를 들어 단백질 (210)의 콘케터머(concatemer) 및/또는 사슬을 형성할 수 있다. 단백질 (210)의 결찰 및 콘케터머화 방법은 일반적으로 공지되어 있고(예를 들어, 문헌[Thompson and Ellman, Chem. Rev. 96:555-600, 1996; Cotton and Muir, Chemistry & Biology 6:R247, 1999; Nilsson et al., Organic Lett. 2: 1939, 2000]) 상기 공지된 방법을 사용할 수 있다.
기판에 부착된 단백질 (210)을 사용하여 탄소 나노튜브의 패턴 형성된 어레이를 제조하는 방법을 예시하는 본 발명의 대표적 실시양태는 도 2 및 도 3에 도시되어 있다.
도 2는 아미노산, 아미노산 유사체 및/또는 개질된 아미노산의 선형 중합체 (210)를 포함하는 대표적 단백질 (210)을 도시한다. 상기 비제한적인 실시예에서, 특정 리신 잔기는 리신의 비오티닐화 형태인 비오시틴 (220)으로 치환되었다. 이러한 경우, 단백질 (210)은 화학적 합성에 의해 제조할 수 있고, 이때 합성 과정 동안 비오시틴 (220) 잔기를 도입한다. 대안으로, 합성된 것이거나 자연 발생하는 단백질 (210)은 화학적으로 개질하여 합성 이후 또는 해독 이후에 비오틴 (160) 또는 기타 나노입자 (230) 결합기에 부착할 수 있다. 합성 단백질 (210)을 사용하는 경우, 단백질 (210) 서열은 공지된 방법 (예를 들어, Aggeli et al,, 2001; Brown et al,, 2002)을 사용하여 특정 2차, 3차 및/또는 4차 구조를 형성하도록 디자인할 수 있다. 예를 들어, Brown 등 (2000)의 합성 단백질 (210)은 다수의 리신 잔기를 함유하였고, 이들 중 하나 이상은 비오시틴 (220)에 의해 치환될 수 있다. 상기 잔기는 단백질 (210)에 의해 형성된 β-시트 구조의 소수성 표면 상에 존재하므로, 비오틴 부분 (160)은 수성 매질에 노출되어 상기 수성 매질 중 아비딘 (170) 결합된 페리틴 나노입자 (230)에 결합될 수 있다. Brown 등 (2002)의 단백질 (210)은 HOPG 표면 상에서 정렬된 어레이로 조립되어 기판, 예컨대 규소 칩 상의 선택된 영역 (310)을 코팅하는 데 사용할 수 있는 것으로 증명되었다. 본 발명의 대안적 실시양태에서, 단량체 단백질 (210)은 공지된 기술을 사용하여 단백질 (210)의 사슬 또는 콘케터머로 결찰할 수 있다.
본 발명의 대표적 실시양태에서, 합성 단백질 (210)은 예를 들어 말단 시스테인 잔기를 도입하고 설피드릴 기를 기판의 선택된 영역 (310) 상에 코팅된 금 단량체에 부착시킴으로써 기판에 부착할 수 있다. 대안으로, 미세패턴 형성된 머캅토벤조산 및/또는 머캅토헥사데카논산 단층은 기판의 선택된 영역 (310) 상에 코팅된 금 층에 공유 결합시킬 수 있다. 말단의 산성 기는 예를 들어 수용성 카르보디이미드를 사용하여 단백질 (210) 상의 말단 또는 측쇄 아미노기에 공유 결합시킬 수 있다. 그 예는 제한되지 않고, 단백질 (210)을 기판에 부착시키는 임의의 방법을 사용할 수 있다. 기판에 부착된 단백질 (210)의 수 및 패턴을 조사하기 위하여, 염료 염색된 단백질 (210)을 형광 현미경검사에 의해 시각화할 수 있다. 대안으로, 단백질 (210)에 결합된 나노입자 (230)는 SPM 기술, 예컨대 원자 힘 현미경 검사(AFM) 또는 주사 터널링 현미경 검사(STM)에 의해 시각화할 수 있다.
도 3은 기판에 부착된 단백질 (210)에 결합된 대표적 나노입자 (230)를 도시한다. 예를 들어, 말단 시스테인 잔기는 시판 상의 금 코팅된 영역 (310)에 공유 결합할 수 있다. 부착된 단백질 (210)은 임의의 공지된 분자 배열 기술, 예컨대 광학 집게, 전기 영동, 자기장, 분자 코밍, 미소유체류 등에 의해 배열할 수 있다. 배열 후, 단백질 (210)은 예를 들어 건조에 의해 기판에 고정할 수 있다.
촉매 나노입자 (230)는 단백질 (210)을 기판에 부착하기 이전 또는 이후에 단백질 (210)에 부착할 수 있다. 단백질 (210)이 기판 상에서 자가 조립되는 본 발명의 실시양태에서, 단백질 (210) 어레이가 형성된 이후에 나노입자 (230)를 부착하는 것이 이롭다. 상기 비제한적인 실시예에서, 아비딘 (170) 결합된 페리틴 나노입자 (230)는 단백질 (210) 상의 비오시틴 기 (220)에 노출될 수 있다. 아비딘 (170)과 비오시틴 (220)간의 1 대 1 결합이 발생하여, 각 비오시틴 잔기 (220)가 하나의 페리틴 나노입자 (230)에 부착된다. 이는 기판의 선택된 영역 (310) 상에 배열된 촉매 나노입자 (230)의 정렬된 어레이를 형성한다. 기판을 세정하고 건조하여 결합되지 않은 나노입자 (230)를 제거한 후, 상기 기재한 바와 같은 CVD에 의해 탄소 나노튜브를 형성할 수 있다. 잔류하는 단백질 (210) 및 나노입자 (230)의 페리틴 성분은 상기 기재한 바와 같이 공기 또는 산소 중 가열함으로써 제거하여 탄소 나노튜브의 정렬된 어레이에 부착된 기판을 남긴다. 단백질 (210)은 기판 상에서 고도로 정렬된 어레이로 집합되고, 이때 나노입자 (230)는 일정한 반복 간격으로 부착되므로, 인접한 나노튜브간의 거리 및 각 영역 (310) 내에 배열된 나노튜브의 패턴 모두를 측정할 수 있다.
본 발명이 상기 기술된 반면, 이의 수정 및 변형도 본 발명의 의미 및 범위에 포함된다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 하기의 특허청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (38)

  1. a) 하나 이상의 촉매 나노입자를 하나 이상의 중합체 분자에 부착하는 단계;
    b) 상기 중합체 분자를 기판에 부착하는 단계;
    c) 상기 중합체 분자를 제거하는 단계; 및
    d) 상기 촉매 나노입자 상에 탄소 나노튜브를 제조하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중합체가 펩티드, 단백질 또는 핵산인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중합체가 펩티드 또는 단백질인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 중합체가 핵산인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 각 중합체 분자에 하나의 촉매 나노입자를 부착하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 각 중합체 분자에 2개 이상의 촉매 나노입자를 부착하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 각 촉매 나노입자를 중합체 분자 상의 예정된 위치에 부착 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 중합체 분자를 기판에 부착하기 이전에 촉매 나노입자를 중합체 분자에 부착하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 중합체 분자를 기판에 부착한 이후에 촉매 나노입자를 중합체 분자에 부착하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 나노튜브를 정렬된 어레이로 기판에 부착하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 인접한 탄소 나노튜브간의 거리가 균일한 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 탄소 나노튜브를 기판 상의 선택된 위치에 부착하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 선택된 각 영역 내의 나노튜브의 분포가 비무작위적인 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 중합체 분자를 기판 상에 배열하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 중합체 분자는 광학 집게, 직류 전기장, 교류 전기장, 자기장, 분자 코밍(molecular combing) 또는 미소유체류에 의해 배열하는 것인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 중합체 분자는 이중 가닥 DNA/강제류 배열법에 의해 배열하는 것인 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 촉매 나노입자가 페리틴을 포함하는 것인 방법.
  18. 제1항에 있어서, 탄화수소 가스를 사용하는 화학 증착법을 사용하여 탄소 나노튜브를 제조하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 나노튜브는 비오틴-아비딘 또는 비오틴-스트렙타비딘 결합을 이용하여 중합체에 부착하는 것인 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 기판이 규소, 산화규소, 이산화규소, 질화규소, 게르마늄, 하나 이상의 금속, 및/또는 석영을 포함하는 것인 방법.
  21. 제1항에 있어서, 상기 촉매 나노입자가 철, 니켈, 몰리브덴, 코발트, 아연, 루테늄 및/또는 코발트를 포함하는 것인 방법.
  22. 기판의 하나 이상의 선택된 영역에 부착된 탄소 나노튜브의 정렬된 어레이를 포함하는 장치로서, 상기 나노튜브는 각 영역 내에 비무작위적 패턴으로 배열되는 것인 장치.
  23. 제22항에 있어서, 인접한 나노튜브간의 거리가 균일한 장치.
  24. 제22항에 있어서, 각 나노튜브가 촉매 나노입자에 부착되는 것인 장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 나노튜브의 직경이 균일한 장치.
  26. 기판에 부착된 탄소 나노튜브의 정렬된 어레이를 포함하는 시스템으로서, 상기 나노튜브는 하기 a) ∼ c)의 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 것인 시스템:
    a) 하나 이상의 촉매 나노입자를 하나 이상의 중합체 분자에 부착하는 단계;
    b) 상기 중합체 분자를 기판에 부착하는 단계; 및
    c) 상기 촉매 나노입자 상에 탄소 나노튜브를 제조하는 단계.
  27. 제26항에 있어서, 상기 중합체 분자가 단백질, 펩티드 또는 핵산인 시스템.
  28. 제26항에 있어서, 상기 기판이 규소, 산화규소, 이산화규소, 질화규소, 게르마늄, 하나 이상의 금속, 및/또는 석영을 포함하는 것인 시스템.
  29. 제26항에 있어서, 상기 촉매 나노입자가 철, 니켈, 몰리브덴, 코발트, 아연, 류테늄 및/또는 코발트를 포함하는 것인 시스템.
  30. 제26항에 있어서, 상기 촉매 나노입자가 페리틴을 포함하는 것인 시스템.
  31. a) 분자 전선을 이중 가닥 DNA 분자에 결찰시켜 이중 가닥 DNA/분자 전선 하이브리드 분자를 생성하는 단계;
    b) 상기 이중 가닥 DNA/분자 전선 하이브리드를 앵커(anchor) 표면에 적용하는 단계; 및
    c) 상기 이중 가닥 DNA/분자 전선 하이브리드를 유체 배열법을 사용하여 앵커 표면에 배열하는 단계
    를 포함하는, 분자 전선의 배열 방법.
  32. 제31항에 있어서, 이중 가닥 DNA/분자 전선 하이브리드 분자를 표면에서 건조시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 분자 전선이 단일 가닥 핵산인 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 단일 가닥 핵산이 단일 가닥 DNA인 방법.
  35. 제32항에 있어서, 상기 분자 전선을 촉매 나노입자에 부착하는 방법.
  36. 제35항에 있어서, 촉매 나노입자로부터 탄소 나노튜브를 제조하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  37. 제33항에 있어서, 상기 이중 가닥 DNA가 파지 람다 DNA인 방법.
  38. 제33항에 있어서, 올리고뉴클레오티드를 단일 가닥 핵산에 하이브리드화하는 것을 추가로 포함하는 방법.
KR1020067015153A 2003-12-31 2004-12-24 펩티드 또는 핵산의 미세패턴 형성을 이용하는 탄소나노튜브의 제조 방법 KR20070004596A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/750,141 2003-12-31
US10/750,141 US20050151126A1 (en) 2003-12-31 2003-12-31 Methods of producing carbon nanotubes using peptide or nucleic acid micropatterning

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070004596A true KR20070004596A (ko) 2007-01-09

Family

ID=34739093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067015153A KR20070004596A (ko) 2003-12-31 2004-12-24 펩티드 또는 핵산의 미세패턴 형성을 이용하는 탄소나노튜브의 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (3) US20050151126A1 (ko)
EP (1) EP1699938A2 (ko)
JP (1) JP4689624B2 (ko)
KR (1) KR20070004596A (ko)
CN (1) CN101014532A (ko)
TW (1) TWI310022B (ko)
WO (1) WO2005066367A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014115947A1 (ko) * 2013-01-23 2014-07-31 포항공과대학교 산학협력단 중합된 단백질을 이용하여 탄소나노튜브를 제조하는 방법

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8563133B2 (en) 2004-06-08 2013-10-22 Sandisk Corporation Compositions and methods for modulation of nanostructure energy levels
US7501315B2 (en) * 2004-06-08 2009-03-10 Nanosys, Inc. Methods and devices for forming nanostructure monolayers and devices including such monolayers
US7968273B2 (en) 2004-06-08 2011-06-28 Nanosys, Inc. Methods and devices for forming nanostructure monolayers and devices including such monolayers
US7776758B2 (en) * 2004-06-08 2010-08-17 Nanosys, Inc. Methods and devices for forming nanostructure monolayers and devices including such monolayers
WO2008060640A2 (en) 2006-02-02 2008-05-22 William Marsh Rice University Nanoparticle / nanotube-based nanoelectronic devices and chemically-directed assembly thereof
US7618771B2 (en) 2006-06-30 2009-11-17 Searete Llc Method of combing a nucleic acid
US7851028B2 (en) 2006-06-30 2010-12-14 The Invention Science Fund I, Llc Method of combing an elongated molecule
US7858305B2 (en) * 2006-06-30 2010-12-28 The Invention Science Fund I, Llc Method of combing a nucleic acid
US7726320B2 (en) 2006-10-18 2010-06-01 R. J. Reynolds Tobacco Company Tobacco-containing smoking article
FR2941688B1 (fr) * 2009-01-30 2011-04-01 Commissariat Energie Atomique Procede de formation de nano-fils
KR101501609B1 (ko) * 2009-03-16 2015-03-11 삼성전자주식회사 핵산을 이용한 촉매 금속층의 코팅방법 및 나노 탄소의 형성방법
JP2013521216A (ja) 2010-03-02 2013-06-10 ザ オハイオ ステート ユニバーシティー リサーチ ファウンデーション 分子インプリントされた炭素
TWI398542B (zh) * 2010-06-22 2013-06-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 一種半導體奈米碳管陣列之製備方法
WO2013022051A1 (ja) * 2011-08-08 2013-02-14 味の素株式会社 多孔質構造体及びその製造方法
US9078473B2 (en) 2011-08-09 2015-07-14 R.J. Reynolds Tobacco Company Smoking articles and use thereof for yielding inhalation materials
US9273004B2 (en) 2011-09-29 2016-03-01 International Business Machines Corporation Selective placement of carbon nanotubes via coulombic attraction of oppositely charged carbon nanotubes and self-assembled monolayers
US20130255702A1 (en) 2012-03-28 2013-10-03 R.J. Reynolds Tobacco Company Smoking article incorporating a conductive substrate
US10004259B2 (en) 2012-06-28 2018-06-26 Rai Strategic Holdings, Inc. Reservoir and heater system for controllable delivery of multiple aerosolizable materials in an electronic smoking article
US8881737B2 (en) * 2012-09-04 2014-11-11 R.J. Reynolds Tobacco Company Electronic smoking article comprising one or more microheaters
US10117460B2 (en) 2012-10-08 2018-11-06 Rai Strategic Holdings, Inc. Electronic smoking article and associated method
US9854841B2 (en) 2012-10-08 2018-01-02 Rai Strategic Holdings, Inc. Electronic smoking article and associated method
US10031183B2 (en) 2013-03-07 2018-07-24 Rai Strategic Holdings, Inc. Spent cartridge detection method and system for an electronic smoking article
US9423152B2 (en) 2013-03-15 2016-08-23 R. J. Reynolds Tobacco Company Heating control arrangement for an electronic smoking article and associated system and method
US11229239B2 (en) 2013-07-19 2022-01-25 Rai Strategic Holdings, Inc. Electronic smoking article with haptic feedback
US10172387B2 (en) 2013-08-28 2019-01-08 Rai Strategic Holdings, Inc. Carbon conductive substrate for electronic smoking article
CN104569013B (zh) * 2013-10-10 2017-04-05 清华大学 纳米线带隙分布的测量方法
US9839237B2 (en) 2013-11-22 2017-12-12 Rai Strategic Holdings, Inc. Reservoir housing for an electronic smoking article
US9974334B2 (en) 2014-01-17 2018-05-22 Rai Strategic Holdings, Inc. Electronic smoking article with improved storage of aerosol precursor compositions
US9839238B2 (en) 2014-02-28 2017-12-12 Rai Strategic Holdings, Inc. Control body for an electronic smoking article
US9877510B2 (en) 2014-04-04 2018-01-30 Rai Strategic Holdings, Inc. Sensor for an aerosol delivery device
US9924741B2 (en) 2014-05-05 2018-03-27 Rai Strategic Holdings, Inc. Method of preparing an aerosol delivery device
US20180055090A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-01 Altria Client Services Llc Methods and systems for cartridge identification
CN113671167A (zh) * 2020-05-14 2021-11-19 北京元芯碳基集成电路研究院 生物电子器件及其制备方法和可控转化方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6022714A (en) * 1985-05-02 2000-02-08 Genetics Institute Methods for attachment of a polynucleotide to a preselected material
US6610256B2 (en) * 1989-04-05 2003-08-26 Wisconsin Alumni Research Foundation Image processing and analysis of individual nucleic acid molecules
US6652808B1 (en) * 1991-11-07 2003-11-25 Nanotronics, Inc. Methods for the electronic assembly and fabrication of devices
FR2716263B1 (fr) * 1994-02-11 1997-01-17 Pasteur Institut Procédé d'alignement de macromolécules par passage d'un ménisque et applications dans un procédé de mise en évidence, séparation et/ou dosage d'une macromolécule dans un échantillon.
FR2737574B1 (fr) * 1995-08-03 1997-10-24 Pasteur Institut Appareillage d'alignement parallele de macromolecules et utilisation
FR2755149B1 (fr) * 1996-10-30 1999-01-15 Pasteur Institut Procede de diagnostic de maladies genetiques par peignage moleculaire et coffret de diagnostic
US6038060A (en) * 1997-01-16 2000-03-14 Crowley; Robert Joseph Optical antenna array for harmonic generation, mixing and signal amplification
US6683783B1 (en) * 1997-03-07 2004-01-27 William Marsh Rice University Carbon fibers formed from single-wall carbon nanotubes
US6159742A (en) * 1998-06-05 2000-12-12 President And Fellows Of Harvard College Nanometer-scale microscopy probes
US6346189B1 (en) * 1998-08-14 2002-02-12 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Carbon nanotube structures made using catalyst islands
US6232706B1 (en) * 1998-11-12 2001-05-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Self-oriented bundles of carbon nanotubes and method of making same
US6283812B1 (en) * 1999-01-25 2001-09-04 Agere Systems Guardian Corp. Process for fabricating article comprising aligned truncated carbon nanotubes
US6248537B1 (en) * 1999-05-28 2001-06-19 Institut Pasteur Use of the combing process for the identification of DNA origins of replication
US6696022B1 (en) * 1999-08-13 2004-02-24 U.S. Genomics, Inc. Methods and apparatuses for stretching polymers
AUPQ304199A0 (en) * 1999-09-23 1999-10-21 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Patterned carbon nanotubes
US6401526B1 (en) * 1999-12-10 2002-06-11 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Carbon nanotubes and methods of fabrication thereof using a liquid phase catalyst precursor
JP4403618B2 (ja) * 1999-12-21 2010-01-27 パナソニック株式会社 カーボンナノチューブの製造方法
US20030186426A1 (en) * 2000-03-15 2003-10-02 The Regents Of The University Of California Multichannel flow cell for interacting single optically trapped, DNA molecules with different chemical species
US6586762B2 (en) * 2000-07-07 2003-07-01 Nichia Corporation Nitride semiconductor device with improved lifetime and high output power
DE10134866B4 (de) * 2000-07-18 2005-08-11 Lg Electronics Inc. Verfahren zum horizontalen Wachsenlassen von Kohlenstoff-Nanoröhren und Feldeffekttransistor, der die durch das Verfahren gewachsenen Kohlenstoff-Nanoröhren verwendet
US6297592B1 (en) * 2000-08-04 2001-10-02 Lucent Technologies Inc. Microwave vacuum tube device employing grid-modulated cold cathode source having nanotube emitters
US6958216B2 (en) * 2001-01-10 2005-10-25 The Trustees Of Boston College DNA-bridged carbon nanotube arrays
EP1384322A1 (en) * 2001-03-30 2004-01-28 California Institute Of Technology Carbon nanotube array rf filter
US7087267B2 (en) * 2001-11-29 2006-08-08 International Business Machines Corporation Materials and methods for immobilization of catalysts on surfaces and for selective electroless metallization
KR100408871B1 (ko) * 2001-12-20 2003-12-11 삼성전자주식회사 바이오칩 상에서 탄소나노튜브를 이용한 시료의 분리 또는여과 방법
US7115305B2 (en) * 2002-02-01 2006-10-03 California Institute Of Technology Method of producing regular arrays of nano-scale objects using nano-structured block-copolymeric materials
US20040072994A1 (en) * 2002-10-15 2004-04-15 Herr Daniel J.C. Nanostructures including controllably positioned and aligned synthetic nanotubes, and related methods

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014115947A1 (ko) * 2013-01-23 2014-07-31 포항공과대학교 산학협력단 중합된 단백질을 이용하여 탄소나노튜브를 제조하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005066367A3 (en) 2007-03-01
WO2005066367A2 (en) 2005-07-21
US20090169466A1 (en) 2009-07-02
US20090170725A1 (en) 2009-07-02
JP4689624B2 (ja) 2011-05-25
US20050151126A1 (en) 2005-07-14
EP1699938A2 (en) 2006-09-13
CN101014532A (zh) 2007-08-08
JP2007521222A (ja) 2007-08-02
TWI310022B (en) 2009-05-21
TW200525054A (en) 2005-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4689624B2 (ja) ペプチドまたは核酸マイクロパターン形成を使用してカーボンナノチューブを製造する方法
US7476786B2 (en) Controlled alignment of nano-barcodes encoding specific information for scanning probe microscopy (SPM) reading
JP4697852B2 (ja) 分子構造を検出および同定するための走査型プローブ顕微鏡像のモデルを用いた融合
Tjong et al. “Smart” DNA interfaces
US7705222B2 (en) Controlled alignment of nano-barcodes encoding specific information for scanning probe microscopy (SPM)
Ramakrishnan et al. Regular nanoscale protein patterns via directed adsorption through self-assembled DNA origami masks
JP2007522799A (ja) 走査型プローブ顕微鏡およびナノコードを用いて核酸を検出するための方法および組成物
JP2010539468A (ja) 表面結合分子を有する固体基質およびこの基質を生成および使用する方法
US20070082352A1 (en) Microscopy tip
Burmeister et al. Nanometer addressable lateral surface structuringby use of nucleic acids
KR20120119909A (ko) 고체 기판 상에서 표면 결합된 올리고뉴클레오타이드를 제조하는 방법 및 이의 용도
Becerril-Garcia DNA-templated nanomaterials
Alivisatos Inorganic Nanorods: Synthesis, Alignment, Properties
Kim et al. DNA-Directed Self-Assembly of Microscopic 1-D Carbon Nanotube Wire
Cui et al. Experimental study of filling carbon nanotubes with nucleic acids
Petit Micropatterning stretched and aligned DNA for sequence-specific nanolithography
Han DNA Directed Self-Assembly of Carbon Nanotube Structures
Cheng et al. Nucleic Acid Engineering
Com et al. Programmable Self-Assembly of DNA-Dendrimer and DNA-Fullerene Nanostructures
Micheel Biomolecular assembly of gold nanocrystals
Huang Biomolecular nanopatterning and single molecule detection

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
E902 Notification of reason for refusal
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20091030

Effective date: 20110221