[发明专利]具有选择性表面固定化部位的纳米间隙换能器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及现在待决的2009年12月31日提交的题为“Nanogap Chemical and Biochemical Sensors”的美国申请No.12/655,578；现在待决的2005年9月13日提交的题为“Sensor Arrays and Nucleic Acid Sequencing Applications”的美国专利申请No.11/226,696，其为要求2005年3月4日提交的题为“Sensor Arrays and Nucleic Acid Sequencing Applications”的美国专利申请No.11/073,160的权益的部分继续申请；以及现在待决的2007年12月31日提交的题为“Electronic Sensing for Nucleic Acid Sequencing”的美国专利申请No.11/967,600，这些申请的公开被通过引用合并到本文中。

技术领域

本发明的实施例一般地涉及换能器、纳米间隙（nanogap）换能器、电子感测、电化学、氧化还原循环以及生物分子检测。

背景技术

提供增加的准确度和/或鲁棒性、减少的对分析样本的需要和/或高吞吐量的分析设备是有价值的分析和生物医学工具。

另外，小型化且能够高容量制造的分子检测平台提供对处于某些位置和情况下的许多人的负担得起的疾病监测的接触机会，在该位置和情况下，此类接触机会在过去是不可能的。负担得起的分子诊断设备的可用性降低可获得的保健的成本并改善其质量。

另外，便携式分子检测设备具有在安全和危害检测及补救领域的应用，并且提供立即适当地对察觉的安全或意外生物或化学危害进行响应的能力。

活有机体中的遗传信息是以非常长的核酸分子的形式包含的，诸如脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。自然发生的DAN和RNA分子通常由称为核苷酸的重复化学结构单元组成。例如，人类基因组包含大约三十亿个DNA核苷酸序列和估计20,000至25,000个基因。

人类基因组的全部三十亿个核苷酸序列的确定已提供了用于识别许多疾病的遗传基础的根据，所述疾病诸如癌症、囊性纤维化以及镰状细胞性贫血。将个体的基因组或基因组的区段定序提供使医学治疗个性化的机会。在研究、环境保护、食品安全、生物防御以及临床应用中也存在对核酸序列信息的需要，例如，所述临床应用诸如病原体检测，即病原体和/或其遗传变体的存在或不存在的检测。

附图说明

图1是图示出纳米间隙换能器的示意图。

图2是图示出纳米间隙换能器的附加实施例的示意图。

图3是图示出纳米间隙换能器的附加实施例的示意图。

图4是图示出纳米间隙换能器的附加实施例的示意图。

图5A-B是用于制造纳米间隙换能器的方法的图。

图6A-B是用于制造纳米间隙换能器的附加方法的图。

图7A-B是用于制造纳米间隙换能器的附加方法的图。

图8提供了用于确定核酸分子的序列的方法的流程图。

图9提供了示出用于通过氧化还原活性物质（species）的氧化还原反应的检测来将核酸分子定序的方法的反应图解。

具体实施方式

在超低浓度下检测生物反应和分子的能力可应用于例如分子检测和分析、分子诊断、疾病检测、物质识别以及DAN检测和定序。本发明的实施例提供了展示出高灵敏度、极大减小的覆盖区以及高度可制造性的电子传感器。

根据本发明的实施例的纳米间隙换能器可以是大型传感器阵列。例如，提供了能够包括1000至1千万或一百万至100亿换能器的纳米间隙换能器阵列，其中50%或以上、75%或以上、85%或以上、90%或以上、95%或以上或者98%或以上的换能器是运行的传感器。