[发明专利]3D空间中DNA的单链空间构建

说明书

技术领域

本发明涉及生物聚合核酸的三维可寻址阵列和这种阵列的制造方法。这样的阵列可用互补化学反应性探针官能化以提供催化酶。

背景技术

本申请与以下申请有关，其每一个通过引用并入本文：2007年3月15日提交的美国临时申请60/918,144；2007年8月30日提交的美国临时申请60/969,154；2007年11月6日提交的美国临时申请60/985,961；2007年11月6日提交的美国申请11/936,045；2008年2月28日提交的美国临时申请61/-032,118；2008年3月14日提交的PCT申请PCT/US08/57013；2008年4月10日提交的美国临时申请61/043,981；2008年4月23日提交的美国临时申请61/047,201；2008年4月29日提交的美国临时申请61/048,599。本文引用的参考文献可帮助理解本发明，其每一个通过引用并入本文。

发明内容

本发明涉及一种生成连接于三维(3D)基质的生物聚合物核酸的可寻址阵列的方法，所述可寻址阵列可用作纳米级制造平台。生物聚合物核酸可包括DNA、PNA、RNA或LNA。生物聚合物核酸可利用以下而结合于基质：蘸水笔纳米平版印刷(dip pen nanolithography)、飞秒激光介导的经由牺牲层的图样形成、激光介导的在表面上预形成的沟槽或凸起上平版印刷、或磁性介导的跨带轮廓的表面的对齐。生物聚合物核酸可连接于金属(如，金)、塑料和/或聚合物基质。诸如氨基酸的不同分子可连接于3D可寻址平台。活化的平台可用作催化剂或酶活性位点模拟物。平台可用于经由组合化学生成新型催化剂。

本发明还涉及一种利用触压成型复制连接于3D基质的生物聚合物核酸的可寻址阵列的方法，其中将被复制的阵列转移到扁平模具或滚筒。可选地，复制方法可包括利用压力成型，其中向构造为囊状的弹性物质施加压力，或其中由于环境变化(加入试剂、温度等等)弹性材料延展以与被复制的阵列相互作用。

附图简述

并入说明书并形成说明书的部分的附图阐述了本发明，并与说明书一起描述本发明。附图中，同样的元件标以同样的数字。

图1A是纤维素酶沿纤维素微原纤维前进的示意图。图1B是与ssDNA轴向排列并与官能化探针杂交的合成的糖苷水解酶(E1内切葡萄糖苷酶模拟物)平台示意图。图1B还显示了用于尺寸比较的纤维素寡聚物。

图2是顺从于以纳米级平版印刷制造的示例性酶活性位点样主形状示意图，包括圆筒、尖的(有尖顶的)凹槽、半月形(cleft)/弧坑(crater)和复合螺旋。

图3A是以规则2D图样排列的ssDNA示意图。图3B是在3D单变量半径模具顶上平版印刷的ssDNA示意图。显示了用于操纵金模板元件的静电势的电引线。

图4是剥离生产的ssDC特异性变化的示意图。

图5是用于基于NIL生产模板和平台的代表性模具的示意图。图5A是半球形模具的滚筒型阵列。图5B是截顶圆锥形模具的扁平模具型阵列。

图6是从模板生成3D平台的示意图。

图7是利用弹性模板材料从主体生成3D模板的示意图。

图8是利用膨胀性模板材料从主体生成3D模板的示意图。

图9是示例性ssDC催化剂的示意图。

图10是具有螺旋形和半月形几何学的通用催化平台的组装示意图。

图11是示例性ssDC^TM“芯片催化剂(Catalyst-on-a-Chip)”的示意图。

图12A-C是实现赛博化(cybernetization)的技术的示意图。

图13是二十种天然产生的氨基酸的示意图，代表生物酶的绝大多数单体成分。

图14A-C是外壳内催化作用的示意图。

图15是包含以曲线图样在金上平版印刷的永久性ssDNA的示例性主形状示意图。

图16是在DPN-布点的接受点上迭代地锚定，并在模板形状上线性拉伸以产生笛卡尔图样的ssDNA的示意图。

图17是经由以SA或抗-DIG抗体官能化在牺牲层上的Fsec激光耗竭点上迭代地锚定，并在主形状上线性拉伸的ssDNA的示意图。

图18是在2D表面和3D主轮廓上的Fsec激光-耗竭点上迭代地锚定，并在预先平版印刷的沟槽内曲线或线性地拉伸的ssDNA的示意图。

图19是经由线性矢量磁场线，拉伸一条ssDNA链从Fsec激光-平版印刷的锚定点进入转变为沟槽或凸起的围隧道的示意图。