[发明专利]包括空间上分离的官能感应部件的纳米流体传感器

说明书

一种用于在纳米孔结构中制作多个单分子受体的方法，包括通过物理气相沉积(PVD)技术将第一材料和第二材料沉积到纳米通道的不同选定内表面上，以及利用具有至少两个官能基团的化学化合物对第一材料、第二材料、或第一材料和第二材料两者的表面进行官能化。第一材料和第二材料可以是相同的或不同的，并且形成具有大约1至大约100纳米(nm)的直径的贴片。还公开的是一种包括多个单分子受体的纳米孔结构的实施例。

背景技术

本发明涉及纳米孔，更具体地，涉及表面官能化的纳米孔和官能化的纳米通道。

分子尺寸的固态纳米孔和纳米通道可以提供与例如脱氧核糖核酸(DNA)、蛋白质及其他生物分子之类的分析物的化学性质有关的信息。固态纳米孔设备可以包括具有至少单孔(或“纳米孔”)的多层基底，其分离两种盐溶液。纳米孔设备的特定尺寸和成分针对所期望的应用而定制。

在操作中，通过施加电压来生成跨纳米孔的电势差，并且测量流通纳米孔的离子电流。随后，经纳米孔的分析物的通过引起在测量到的开路电流水平中的中断。检测到的中断或离子电流降低指示了经纳米孔的分析物的单分子的通过，这也可以被称为易位(translocation)事件。

易位数据可以揭露与在单分子级上的跨纳米孔的分析物有关的性质。间接测量技术，诸如将分析物结合到纳米孔或纳米通道内部的一个或多个受体部位，可以提供与许多小型化学及生物化学化合物的化学及生物性质有关的有价值的信息。

发明内容

根据一个实施例，一种用于在纳米孔结构中制作多个单分子受体(receptor)的方法，包括通过物理气相沉积(PVD)技术将第一材料和第二材料沉积到纳米通道的不同选定内表面上，以及利用具有至少两个官能基团的化学化合物对第一材料、第二材料、或第一材料和第二材料两者的表面进行官能化。第一材料和第二材料可以是相同的或不同的，并且第一材料和第二材料形成具有大约1至大约100纳米(nm)的直径的贴片(patch)。

在另一实施例中，一种用于在纳米孔结构中制作多个单分子受体的方法，包括以相对于束的第一角度倾斜纳米孔结构以将该束定位到纳米孔结构中的纳米通道的选定内表面上，该束可操作为通过PVD技术来沉积材料；操作该束以将第一材料沉积到纳米通道的选定内表面上；重新倾斜纳米孔以形成相对于该束的第二角度；操作该束以将第二材料沉积到纳米通道的另一选定内表面上并且形成第二贴片；以及对第一贴片、第二贴片、或第一贴片和第二贴片两者的表面进行官能化。第一材料和第二材料可以是相同的或不同的，并且第一材料形成具有大约3至大约10,000nm²的表面积的第一贴片。

在又一实施例中，一种包括多个单分子受体的纳米孔结构，包括：具有第一表面和相对的第二表面的基底；从第一表面延伸到相对的第二表面并且限定内表面的纳米通道；被布置到纳米通道的内表面的选定区域上的第一材料，该第一材料形成具有大约3至大约10,000nm²的表面积的第一贴片；被布置到纳米通道的内表面的不同的选定区域上的第二材料，该第二材料形成具有大约3至大约10,000nm²的表面积的第二贴片，并且第一材料和第二材料是相同的或不同的；以及具有分析物结合官能性的化学化合物，该化学化合物被布置到第一材料和第二材料中的至少一个材料上。

通过本发明的各种技术，附加的特征和优点得以实现。本发明的其他实施例和方面在本文中被具体描述并且被认为是要求保护的发明的一部分。为了更好地理解本发明的优点和特征，参照描述以及附图。

附图说明

在说明书的结论处特别指出并在权利要求书中清楚地要求保护被视为本发明的主题。本发明的前述和其他特征和优点根据结合附图所作的以下详细描述是显而易见的，在附图中：

图1图示了用于在纳米孔结构中制作单分子受体的方法的示例性实施例的框图。

图2图示了用于在纳米孔结构中制作单分子受体的方法的示例性实施例的部分切除的侧视图。