專利名稱：納米口裝置陣列它們的制備以及在大分子分析中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米級裝置領(lǐng)域。本發(fā)明還屬于大分子測序領(lǐng)域，特別是DNA測序和表征的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本文引用了各種不同的科學(xué)和專利出版物。每個都以其全文引為參考。生物分子例如DNA或RNA是由核苷酸組成的長分子，其序列與生物體的基因組以及后基因組基因表達(dá)信息直接相關(guān)。在大多數(shù)情況下，在個體的壽命期間，核苷酸序列的突變或重排能導(dǎo)致病態(tài)，例如遺傳異常或細(xì)胞惡變。在其它情況下，每個個體之間少量的序列差異反映了群體遺傳組成的多樣性。由于遺傳序列中的這些差異，某些個體對環(huán)境刺激和信號、包括藥物治療有不同的反應(yīng)。例如，某些患者對某些化合物經(jīng)歷陽性反應(yīng)，而其它患者則沒有作用甚或是不良副作用。研究遺傳多樣性和醫(yī)學(xué)藥理學(xué)關(guān)聯(lián)的群體基因組學(xué)、醫(yī)學(xué)基因組學(xué)和藥物基因組學(xué)領(lǐng)域需要廣泛的測序覆蓋面和大樣品數(shù)。產(chǎn)生的測序知識對于衛(wèi)生護(hù)理和制藥工業(yè)來說將是特別有價值的。癌癥基因組學(xué)和診斷學(xué)研究了導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的基因組不穩(wěn)定事件。所有這些領(lǐng)域，將從能夠快速測定生物聚合物分子例如核酸的線性序列、或生物聚合物上的表觀遺傳生物標(biāo)志物例如甲基化模式的技術(shù)中獲益。長期以來，感到需要使用非常少量的樣品、甚至少到單個細(xì)胞。這將極大地增進(jìn)監(jiān)測細(xì)胞狀態(tài)和了解疾病的發(fā)生和進(jìn)展的能力，例如癌癥細(xì)胞的惡性階段。大多數(shù)基因組或表觀基因組分析技術(shù)對于普遍分析大群體的大基因組區(qū)域來說，仍然過于昂貴。為了實現(xiàn)將基因組分析成本降低至少4個數(shù)量級的目標(biāo)，即所謂的“1000美元基因組”里程碑，需要用于分子分析方法的新技術(shù)。參見Nicholas Wade在2006年7月18日的《紐約時報》(The New York Times)上的“尋求1000美元人類基因組”。一種為了快速測序而開發(fā)的技術(shù)涉及使用納米級孔，DNA從其中穿過。在歷史上，“納米孔”概念使用了生物分子裝置，當(dāng)RNA或DNA鏈被施加的電壓驅(qū)動通過孔時，產(chǎn)生離子電流信號。但是，生物系統(tǒng)對pH、溫度和電場敏感。此外，生物分子不容易用敏感片上電子(sensitive on-chip electronics)所要求的半導(dǎo)體工藝集成。許多工作因此聚焦于在固態(tài)材料中設(shè)計和構(gòu)造人造納米孔。但是，這些方法只能在膜上產(chǎn)生孔，而不能產(chǎn)生實現(xiàn)長生物聚合物例如DNA或RNA的真正單分子測序所需的較長通道。
因此，在本領(lǐng)域中需要能夠獲得長生物聚合物例如DNA或RNA的序列和其它信息的裝置。發(fā)明概述在遇到所述難題時，本發(fā)明的第一個方面提供了表征大分子的一個或多個特點的方法，包括使至少一部分位于納米通道內(nèi)的大分子線性化，至少一部分納米通道能夠物理上制約大分子的至少一部分，使得大分子的該部分維持線性形式，并且納米通道含有至少一個縮窄；將大分子的至少一部分在納米通道的至少一部分中運送，使得大分子的至少一部分通過該縮窄；監(jiān)測至少一個與大分子通過該縮窄相關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的信號；以及將至少一個信號與大分子的一種或多種特點聯(lián)系起來。第二個方面中，本發(fā)明提供了分析線性化大分子的裝置，包括兩個或多個流體儲液器；以及含有縮窄的納米通道，該納米通道使至少兩個流體儲液器彼此之間流體連通。還提供了運送大分子的方法，包括提供至少兩個流體儲液器；提供至少部分線性化的大分子，大分子的至少一部分位于納米通道中，納米通道使至少兩個流體儲液器彼此之間流體連通，納米通道含有縮窄；以及對大分子施加梯度，該梯度導(dǎo)致線性化大分子的至少一部分在納米通道的至少一部分中運送。此外還提供了制造縮窄的納米通道的方法，包括提供納米通道；納米通道的內(nèi)徑為大約0.5nm到大約lOOOnm，納米通道的長度為至少大約IOnm ;在納米通道內(nèi)的位置處、鄰近納米通道末端的位置處、或這兩個位置上減小納米通道的內(nèi)徑，以致在納米通道內(nèi)或附近產(chǎn)生縮窄，縮窄的內(nèi)徑與納米通道流體連通，納米通道能夠?qū)⒕€性化大分子維持在其線性化形式，并且減小的內(nèi)徑能夠允許線性化大分子的至少一部分通過。還公開了使大分子線性化的方法，包括將大分子放置在納米通道中，納米通道的至少一部分能夠物理上制約大分子的至少一部分，以便將大分子的該部分維持在線性形式。該一般性敘述和下面的詳細(xì)描述僅僅是示例性和解釋性的，并非對所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明進(jìn)行限制。由于本文所提供的本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它方面對于本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員來說將是顯而易見的。附圖簡述在結(jié)合附圖一起理解時，概述以及下面的詳細(xì)描述將得到進(jìn)一步理解。出于圖解本發(fā)明的目的，在圖中顯示了本發(fā)明的示例性實施方案；但是，本發(fā)明不限于所公開的具體方法、組成和裝置。此外，圖不一定是按比例繪制的。在圖中:

圖1a是DNA測序儀的示意圖，顯示了線性化的雙鏈DNA通過納米通道進(jìn)入出口儲液器中，在此測量裝置檢測出口儲液器中或納米通道內(nèi)與DNA通過相關(guān)的物理、化學(xué)、電學(xué)或其它變化；圖1b描繪了 DNA分子流過位于納米通道末端的納米口(nanonozzle)縮窄；圖1c描繪了由DNA通過縮窄的納米通道產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；圖2a是DNA測序儀的示意圖，顯示了線性化的單鏈DNA通過納米通道進(jìn)入出口儲液器中，在此測量裝置檢測出口儲液器中或納米通道內(nèi)與DNA通過相關(guān)的物理、化學(xué)、電學(xué)或其它變化；圖2b描繪了單鏈DNA分子流過位于納米通道末端的納米口縮窄；
圖2c描繪了當(dāng)單鏈DNA的個體核苷酸通過納米通道的縮窄時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；圖3a是DNA測序儀的示意圖，顯示了線性化、甲基化的雙鏈DNA通過納米通道進(jìn)入出口儲液器中，在此測量裝置檢測出口儲液器中或納米通道內(nèi)與DNA通過相關(guān)的任何物理、化學(xué)、電學(xué)或其它變化；圖3b描繪了甲基化的雙鏈DNA分子流過位于納米通道末端的納米口縮窄；圖3c描繪了當(dāng)甲基化雙鏈DNA的個體核苷酸通過納米通道的縮窄時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；圖4描繪了與儲液器連通的封閉的納米通道的代表性實施方案，納米通道所具有的縮窄的橫截面積小于納米通道的其余部分，大分子在納米通道內(nèi)被線性化，當(dāng)分子通過縮窄時，分子上的目標(biāo)特征得以檢測；圖5描繪了密封的的納米通道與第二個納米通道通過橫截面積比兩個納米通道都要小的縮窄相連通，大分子在納米通道內(nèi)被線性化，當(dāng)分子通過縮窄時，分子上的目標(biāo)特征得以檢測；圖6a描繪了通過附加材料的沉積在納米通道的末端制備縮窄，圖6b是這種縮窄位于納米通道末端的實施方案的掃描電子顯微照片；圖7描繪了位于納米通道末端的縮窄的代表性制作，(圖7a)通過將材料沉積在納米通道的末端，導(dǎo)致通道的完全封閉；(圖7b)使用酸性蝕刻劑并通過暴露于中和性強(qiáng)堿來終止，自接通(self-terminating)縮窄的開口 ；以及(圖7c)除去蝕刻劑和中和劑之后的最終納米口裝置；圖8描繪了使用犧牲材料，納米通道末端的縮窄的代表性制作:(圖8a)將犧牲大分子放置在納米通道中，令其部分出到儲液器中；(圖8b)除去流體，將材料沉積在犧牲分子周圍；以及(圖8c)除去犧牲分子，在納米通道的末端留下縮窄；以及圖9顯示了一系列3張掃描電子顯微照片，描述了使用材料的附加沉積，通道尺寸逐漸減小:(圖9a)在起始寬度和高度為大約150nm的開口納米通道上，附加沉積氧化硅，產(chǎn)生了直徑為大約50nm的封閉納米通道，(圖9b)沉積參數(shù)變化產(chǎn)生較小的封閉通道，以及(圖9c)通過延伸，能夠生成小于IOnm的開口。說明性實施方案的詳細(xì)描述術(shù)語本文中使用的術(shù)語“基本上線性”是指長分子——例如但不限于含有200個連接在一起的核酸的多核酸一的至少一部分的構(gòu)象，沒有自身環(huán)回或不包含任何大于大約360度的銳彎或銳曲。本文使用的術(shù)語“納米通道”是指具有至少一個納米級維度的導(dǎo)管、通道、管、管道或其它的類似結(jié)構(gòu)。通過參考下面構(gòu)成本公開一部分的詳細(xì)描述結(jié)合附圖和實施例，本發(fā)明可以更容易被理解。要了解，本發(fā)明不限于本文描述和/或顯示的具體裝置、方法、應(yīng)用、條件或參數(shù)，并且本文使用的術(shù)語僅僅是出于描述具體實施方案作為示例的目的，并不旨在限制要求權(quán)利的本發(fā)明。此外，當(dāng)用于說明書包括所附的權(quán)利要求書中時，單數(shù)形式的“a”、“an”和“the”包括復(fù)數(shù)，并且對具體數(shù)值的指稱至少包括該具體值，除非上下文明確地另有說明。本文使用的術(shù)語“復(fù)數(shù)”是指多于一個。當(dāng)表達(dá)數(shù)值范圍時，另一個實施方案包括從一個具體值和/或到另一個具體值。同樣地，當(dāng)通過使用先行詞“大約”將值表示為近似值時，應(yīng)該理解，該具體值構(gòu)成了另一個實施方案。所有的范圍都是包含端點的和可以組合的。應(yīng)該認(rèn)識到，本發(fā)明的某些特征為了清楚起見，在本文中描述在分開的實施方案的背景下，但也可以在單個實施方案中組合提供。相反，本發(fā)明的各種不同的特征為了簡捷起見，被描述在單個實施方案的背景下，但是也可以分開或以任何亞組合提供。此外，提及以范圍陳述的值則包括該范圍內(nèi)的每個和所有的值。一方面，本發(fā)明提供了表征大分子的一種或多種的方法。這些方法包括使至少一部分位于納米通道內(nèi)的大分子線性化，至少一部分納米通道能夠物理上制約大分子的至少一部分，使得大分子的該部分維持在線性形式。適合的納米通道的直徑小于大分子在其伸展形式下回轉(zhuǎn)半徑的大約兩倍。已知這樣維度的納米通道開始執(zhí)行對自由伸展的、波動性大分子螺旋的熵限制，以便伸展和延長螺旋。適合的納米通道可以按照2004年I月20日提交的美國專利申請N0.10/484, 293,“納米通道陣列及其制備以及在高通量大分子分析中的應(yīng)用”(Nanochannel Arrays AndTheir Preparation And Use For High-Throughput Macromolecular Analysis)中描述的方法來制備，其全文在此引為參考。適合的納米通道包括至少一個縮窄。這樣的縮窄的功能是局部降低納米通道的有效內(nèi)徑。縮窄可以定大小，以便允許線性化大分子通過。所述方法還包括將大分子的至少一部分在納米通道的至少一部分中運送的步驟，使得大分子的至少一部分通過所述縮窄。這顯示在例如圖lb、2b和3b中，其中顯示DNA通過納米通道的縮窄?？s窄可以如下制造:例如，通過將材料沉積在納米通道的末端以密封納米通道，然后蝕刻掉一部分沉積的材料，直到產(chǎn)生比納米通道窄得多的孔。這被進(jìn)一步圖解在圖6到9中。在要對相當(dāng)長的大分子進(jìn)行分析時，大分子的末端被傳遞到納米通道的一個末端中。這是通過例如梯度結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的`，梯度結(jié)構(gòu)協(xié)助這種向納米通道中的傳遞；適合的梯度結(jié)構(gòu)描述在Cao等的美國專利N0.7，217，562中。所述方法還包括監(jiān)測至少一個與大分子通過縮窄相關(guān)聯(lián)而產(chǎn)生的信號；以及將該至少一個信號與大分子的一種或多種特征聯(lián)系起來。這繪制在圖la、2a和3a中，其描繪了監(jiān)測與大分子通過納米通道中的縮窄相關(guān)聯(lián)而產(chǎn)生的信號的示意圖。適合的信號包括例如電荷信號、光學(xué)信號、電磁信號、磁信號或其任何組合。電信號可以使用，例如，各種不同的可商購電流計和放大器中的任何一種來監(jiān)測。例如，適合的信號監(jiān)測設(shè)備能夠在與儲液器和納米通道區(qū)段中的液體接觸的電極上施加恒定的電壓，其范圍從大約納伏、或微伏、或毫伏甚或伏特或更高。適合的監(jiān)測設(shè)備還能夠每秒測量電極之間的電流很多次。適合的設(shè)備將具有至少大約100赫茲(“Hz”，每秒周期數(shù))、或大約I千赫茲(“kHz”)、或大約10kHz、或大約100kHz、或大約I兆赫茲(“MHz”)甚或大約10兆赫茲的帶寬。因此，一旦測量是在納秒、或毫秒、或甚至微秒級上的變量，就可以得出電流。電流幅值可以從皮秒……。通過典型的“膜片鉗放大器”，sDNA的遷移速度為大約每微秒40個堿基。目前最好的機(jī)器能夠每微秒取樣一次。Axopatch200B 分子裝置(www.moleculardevices.com),具有 IOOKHz 的帶寬，能夠每秒100，000次電流測量，或相當(dāng)于每次電流測量是連接到兩個廢液儲液器的電極間10微秒的電流改變。
適合本方法的大分子包括多核苷酸、多核苷、天然和合成的聚合物、天然和合成的共聚物、樹狀聚體、表面活性劑、脂類、天然和合成的碳水化合物、天然和合成的多肽、天然和合成的蛋白、或其任何組合。DNA被認(rèn)為是能夠按照本文別處討論的方法進(jìn)行分析的特別適合的大分子。按照本文提供的方法分析的大分子通常存在于流體中。適合的流體包括水、緩沖液、細(xì)胞培養(yǎng)基等。適合的流體也可以是電解質(zhì)的、酸性的或堿性的。大分子的運送是通過將大分子暴露于梯度來實現(xiàn)的，梯度沿著適合的納米通道的流動方向適當(dāng)施加。適合的梯度包括電滲場、電泳場、毛細(xì)流、磁場、電場、放射場、機(jī)械力、電滲力、電泳力、電動力、溫度梯度、壓力梯度、表面性質(zhì)梯度、疏水性梯度、毛細(xì)流或其任何組合。電場是特別適合的梯度。梯度可以是時間上恒定的、空間上恒定的、或其任何組合。梯度也可以按照需要在空間和時間上變化。在某些實施方案中，改變梯度能夠在正向和反向上均運送大分子。在某些實施方案中，改變梯度允許大分子的同樣部分多次通過縮窄。改變梯度也能夠使用戶讓大分子快速前進(jìn)通過縮窄，直到到達(dá)大分子上特定的目標(biāo)區(qū)域，這種方式類似于將盒式磁帶快進(jìn)到所需的選定段。一旦到達(dá)目標(biāo)區(qū)域，梯度可以改變，以便以較低的速度使目標(biāo)區(qū)域通過縮窄。梯度也可以被逆轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)大分子通過縮窄的反向移動。這類似于將盒式磁帶返回到所需位置。因此，通過控制儲液器之間梯度的量級和極性，可以產(chǎn)生“播放”、“快進(jìn)”、“返回”、“暫?！焙汀巴Ｖ埂惫δ?。可以被檢測的適合信號包括視覺信號、紅外信號、紫外信號、放射性信號、磁信號、電信號、電磁信號或其任何組合。電信號被認(rèn)為是優(yōu)選的，原因是它們?nèi)菀妆O(jiān)測，但是其它信號也可以被有效監(jiān)測。大分子可以包括一種或多種標(biāo)記物；適合的標(biāo)記物包括電子自旋共振分子、熒光分子、化學(xué)發(fā)光分子、同位素、放射性同位素、酶底物、生物素分子、親和素分子、電荷轉(zhuǎn)移分子、半導(dǎo)體納米晶體、半導(dǎo)體納米顆粒、膠體金納米晶體、配體、微珠、磁珠、順磁粒子、量子點、生色底物、親和性分子、蛋白、肽、核酸、碳水化合物、抗原、半抗原、抗體、抗體片段、月旨類、聚合物、帶電荷顆粒、修飾的核苷酸、化學(xué)官能團(tuán)、化學(xué)部分、或其任何組合。在某些實施方案中，標(biāo)記物是化學(xué)部分例如甲基基團(tuán)。這以非限制性的方式顯示在圖3b中，其描繪了用幾個甲基基團(tuán)標(biāo)記的DNA鏈，這些甲基基團(tuán)的檢測作為標(biāo)記DNA上存在一種或多種具體特征的指示。在某些實施方案中，信號是大分子固有發(fā)出的。這種固有發(fā)出的信號包括磁信號或放射信號，其中大分子或大分子的部分是磁性或放射性的。在信號是大分子固有發(fā)出的情況下，照射大分子以致引發(fā)可檢測的信號并非還是必要的。在其它實施方案中，信號通過照射分子而產(chǎn)生。照射包括將大分子的至少一部分暴露于可見光、紫外光、紅外光、X-射線、Y -射線、電磁輻射、無線電波、放射性粒子或其任何組合下。適合的照射裝置包括相干的和非相干的光源，它們可以照射、激發(fā)大分子或甚至可以從大分子散射?？梢允褂肬V、VIS、IR光源，例如激光或其它光表面。通過本公開的方法檢測的大分子的特征包括大分子的大小、大分子的分子組成、大分子的分子序列、大分子的一個或多個分子的電學(xué)性質(zhì)、大分子的一個或多個分子的化學(xué)性質(zhì)、大分子的一個或多個分子的放射性質(zhì)、大分子的一個或多個分子的磁性質(zhì)、或其任何組合。正如本文別處所討論，在某些實施方案中，大分子是標(biāo)記的。因此，這樣的大分子的特征是大分子的一個或多個標(biāo)記物的位置。分子的分子組成也由本方法表征。分子組成包括大分子的一個或多個分子的位置、DNA多態(tài)性、DNA拷貝數(shù)多態(tài)性、DNA內(nèi)擴(kuò)增、DNA內(nèi)缺失、DNA內(nèi)易位、DNA內(nèi)特定基因座的倒位、大分子內(nèi)甲基基團(tuán)的位置、或其任何組合。在某些實施方案中，多態(tài)性通過觀察只與該多態(tài)性互補(bǔ)的標(biāo)記探針的存在來檢測。藥物與大分子之間的結(jié)合位點、大分子-藥物復(fù)合物、DNA修復(fù)位點、DNA結(jié)合位點、DNA切割位點、SiRNA結(jié)合位點、反義結(jié)合位點、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點、調(diào)控因子結(jié)合位點、限制性酶結(jié)合位點、限制性酶切位點、或其任何組合的檢測，都包含在本發(fā)明內(nèi)。正如本文別處所討論，這些特征通過質(zhì)詢大分子存在一個或多個與目標(biāo)特征互補(bǔ)的探針來確定。該方法被示意性顯示在圖lc、2c和3c中，每張圖都描繪了監(jiān)測與大分子通過納米通道縮窄相關(guān)聯(lián)而產(chǎn)生的信號。在某些實施方案中，使用了兩個或多個探針來確定給定大分子的兩個或多個特征。裝置的某些實施方案包括多個納米通道。納米通道這樣的陣列用于有效表征單個大分子的多種特征或多個大分子的多種特征。對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通專業(yè)人員來說，顯而易見的是能夠選擇與某些特征互補(bǔ)的標(biāo)記物，然后施加于給定大分子，然后對大分子進(jìn)行表征以確定這些特征是否存在于該給定大分子上。還公開了分析線性化大分子的裝置。適合的裝置包括兩個或多個流體儲液器和含有縮窄的納米通道，并且所述納米通道使至少兩個流體儲液器彼此之間流體連通。正如本文別處所討論，適合的納米通道能夠物理制約大分子的至少一部分，以致將該部分維持在線性形式。這更詳細(xì)地陳述于2006年7月19日提交的美國申請N0.60/831,772、2007年3月28日提交的美國申請N0.60/908, 582以及2007年3月28日提交的美國申請N0.60/908, 584中，每個上述專利申請的全部內(nèi)容在此弓I為參考。帶有儲液器的適合裝置能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的硅光刻和蝕刻技術(shù)來制造。使用這樣的技術(shù)也可以控制納米通道的長度。儲液器以及相關(guān)的微流體區(qū)，包括微流體界面區(qū)，能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的晶片(Si晶片- Si晶片)結(jié)合技術(shù)來密封，例如熱結(jié)合、透明蓋(例如石英、玻璃或塑料)的粘合性結(jié)合?？s窄適合位于納米通道的一端。但是，在某些實施方案中，縮窄位于納米通道內(nèi)?？s窄的最終位置取決于用戶的需要。納米通道內(nèi)部的縮窄能如下制造:如本文進(jìn)一步所描述，使用犧牲材料作為填料(參見，例如，下面進(jìn)一步討論的實施例7)。適合的納米通道的長度在至少大約10nm、或至少大約15nm、或至少大約20nm、或至少大約30nm、至少大約50nm、或甚至至少大約lOOnm、至少大約500nm、或至少大約lOOOnm。在某些實施方案中，納米通道所含的長度至少等于線性化大分子的大約長度。適合的納米通道還具有有效內(nèi)徑,為大約0.5nm到大約IOOOnm,或大約IOnm到大約500nm、或大約IOOnm到大約300nm、或大約150nm到大約250nm。納米通道的有效內(nèi)徑也可以為至少大約15nm、或至少大約20nm、或至少大約30nm、或至少大約40nm、或至少大約50nm、或至少大約60nm、或至少大約70nm、或至少大約80nm、或至少大約90nm、或至少大約lOOnm。正如所討論，納米通道包含的有效內(nèi)徑能夠?qū)⒋蠓肿泳S持在線性化形式。除非另有指示，術(shù)語“有效內(nèi)徑”和“內(nèi)徑”可以互換使用。術(shù)語“有效內(nèi)徑”不僅指具有圓形橫截面的納米通道，而且指具有非圓形橫截面的納米通道。例如，“有效內(nèi)徑”可以通過假定納米通道具有圓形橫截面、并強(qiáng)制納米通道的實際橫截面根據(jù)具有有效內(nèi)徑的圓形的面積進(jìn)行有效計算來確定:納米通道的橫截面積=H X (有效內(nèi)徑/2)2。因此，納米通道的有效內(nèi)徑可以確定為:有效內(nèi)徑=2 [(納米通道的橫截面積)/ π ]1/2縮窄適當(dāng)?shù)鼐哂杏行?nèi)徑或有效維度，以允許大約0.5nm到大約lOOnm、或大約I到大約80nm、或大約5到大約50nm、或大約8nm到大約30nm、或大約IOnm到大約15nm的分子運送。適合的縮窄具有能夠維持線性化大分子以線性化形式通過縮窄的有效內(nèi)徑。有效內(nèi)徑或維度通過控制蝕刻條件、或通過控制縮窄區(qū)域內(nèi)犧牲材料的尺寸來控制。本公開的裝置還包括梯度，這樣的梯度沿著納米通道的至少一部分適當(dāng)存在。適合的梯度包括電滲場、電泳場、毛細(xì)流、磁場、電場、放射場、機(jī)械力、電滲力、電泳力、電動力、溫度梯度、壓力梯度、表面性質(zhì)梯度、毛細(xì)流或其任何組合。在某些實施方案中，梯度能夠使位于納米通道的至少一部分內(nèi)的至少一部分大分子線性化。但是，在優(yōu)選實施方案中，梯度能夠?qū)⑽挥诩{米通道內(nèi)的大分子的至少一部分沿著納米通道的至少一部分運送。裝置相配地包括能夠提供所述梯度的梯度發(fā)生器。適合的發(fā)生器包括電壓源、磁鐵、聲源、壓力源、或其任何組合。梯度發(fā)生器適宜能夠施加恒定梯度。在某些實施方案中，梯度發(fā)生器也能夠施加可變的梯度。在本文別處提出的實施例提供了其它細(xì)節(jié)。對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通專業(yè)人員來說，顯而易見的是梯度的強(qiáng)度和可變性將按照用戶的需要來選擇。在某些實施方案中，裝置的兩個或多個流體儲液器含有同樣的流體。在其它實施方案中，兩個或多個流體儲液器含有不同的流體。在某些實施方案中，不同的流體本身可用于提供大分子在納米通道內(nèi)運送所用的梯度一可以選擇離子強(qiáng)度或其它性質(zhì)不同的流體來提供這樣的梯度。適合的流體包括緩沖液、酸、堿、電解質(zhì)、細(xì)胞培養(yǎng)基、表面活性劑等。裝置還包括檢測器，該檢測器能夠檢測從線性化大分子的至少一部分通過縮窄而產(chǎn)生的信號。適合的檢測器包括電荷耦合器(CCD)檢測系統(tǒng)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)檢測系統(tǒng)、光電二極管檢測系統(tǒng)、光倍增管檢測系統(tǒng)、閃爍檢測系統(tǒng)、光子計數(shù)檢測系統(tǒng)、電子自旋共振檢測系統(tǒng)、熒光檢測系統(tǒng)、光子檢測系統(tǒng)、電檢測系統(tǒng)、照相膠片檢測系統(tǒng)、化學(xué)發(fā)光檢測系統(tǒng)、酶檢測系統(tǒng)、原子力顯微鏡(AFM)檢測系統(tǒng)、掃描隧道顯微鏡(STM)檢測系統(tǒng)、掃描電子顯微鏡(SEM)檢測系統(tǒng)、光學(xué)檢測系統(tǒng)、核磁共振(NMR)檢測系統(tǒng)、近場檢測系統(tǒng)、全內(nèi)反射(TIRF)檢測系統(tǒng)、膜片鉗檢測系統(tǒng)、電流檢測系統(tǒng)、電放大檢測系統(tǒng)、阻抗測量系統(tǒng)、電容檢測系統(tǒng)等。適合的檢測器能夠監(jiān)測一個或多個流體儲液器內(nèi)的一個或多個位置，或者，在其它實施方案中，能夠監(jiān)測納米通道內(nèi)的位置，甚或靠近納米通道末端的位置。對于用戶來說，顯而易見的是運用一個或多個能夠在不同位置檢測不同信號的檢測器，能夠?qū)o定大分子的多種特征進(jìn)行表征。在某些實施方案中，裝置包括照射器。適合的照射器包括激光器、可見光源、放射性粒子源、磁鐵、紫外光源、紅外光源或其任何組合。在某些實施方案中，照射器用于激發(fā)納米通道內(nèi)大分子的部分。作為非限制性例子，某種波長的光源被用于激發(fā)位于大分子上某些特定位置上的熒光標(biāo)記物，以致引發(fā)這些標(biāo)記物的呈現(xiàn)。裝置還相配地包括數(shù)據(jù)處理器。在某些實施方案中，裝置包括數(shù)據(jù)記錄器。這樣的處理器被用于大數(shù)據(jù)組的操作和關(guān)聯(lián)。圖4中顯示了所公開裝置的一個實施方案，其描繪了在接近儲液器的一端縮窄的納米通道，以及監(jiān)測其中運送進(jìn)來線性大分子的儲液器中產(chǎn)生的信號的檢測器。圖5中顯示了另一個實施方案，其中縮窄連接兩個納米通道。在圖5中，可以看出檢測器監(jiān)測跨過縮窄的納米通道組件產(chǎn)生的一個或多個信號。正如本文別處所討論，當(dāng)要分析相當(dāng)長的大分子時，首先將大分子的一端運送到納米通道的一端中。正如所討論，這可以通過例如幫助這種投送的梯度結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)；適合的梯度結(jié)構(gòu)描述在Cao等的美國專利N0.7，217，562中，其全文在此引為參考。還公開了運送大分子的方法。這樣的方法包括提供至少兩個流體儲液器并提供至少部分線性化的大分子，該大分子的至少一部分位于納米通道中。如本文別處所討論，該大分子可以通過約束在維度適當(dāng)?shù)募{米通道中來線性化，該納米通道的內(nèi)徑小于線性化大分子回轉(zhuǎn)半徑的大約兩倍。適合的納米通道使儲液器彼此之間流體連通。正如本文別處所述，適合的納米通道還包括縮窄。適合的縮窄的維度在本文別處描述。該方法還包括對大分子施加梯度。該梯度適宜地引起線性化大分子的至少一部分在納米通道的至少一部分中被運送。適合的梯度包括電滲場、電泳場、毛細(xì)流、磁場、電場、放射場、機(jī)械力、電滲力、電泳力、電動力、溫度梯度、壓力梯度、表面性質(zhì)梯度、毛細(xì)流或其任何組合。根據(jù)用戶的需要，梯度可以相宜地是恒定的或變化的。儲液器的體積一般比納米通道段的體積大。儲液器可以是幾乎任何形狀和大小。例如，儲液器可以是圓形、球形、矩形或其任何組合。儲液器的大小將根據(jù)用戶的需要指定，并且可以改變。本公開的方法的納米通道的長度大于大約10nm、或大于大約12nm、或大于大約14nm、或大于大約16nm、或大于大約18nm、或大于大約20nm、或大于大約25nm、或大于大約30nm、或大于大約35nm、或大于大約40nm、或大于大約45nm。在某些實施方案中，納米通道的長度大于大約IOOnm或甚至大于大約500nm。適合的納米通道的長度也可以大于大約I微米、或大于大約10微米、或大于大約100微米、或大于大約1mm、甚或長度大于大約10mm。在某些實施方案中，選擇納米通道的長度超過線性化大分子的大約長度。還公開了制造縮窄的納米通道的方法。這些方法首先包括提供納米通道。適合的納米通道的有效內(nèi)徑為大約0.5nm到大約IOOOnm,或大約Inm到大約500nm、或大約5nm到大約lOOnm、或大約IOnm到大約15nm。納米通道的有效內(nèi)徑也可以為至少大約15nm、或至少大約20nm、或至少大約30nm、或至少大約40nm、或至少大約50nm、或至少大約60nm、或至少大約70nm、或至少大約80nm、或至少大約90nm、或至少大約lOOnm。該方法還包括在納米通道內(nèi)的位置上、鄰近納米通道末端的位置上、或這兩個位置上減小納米通道的有效內(nèi)徑的步驟，以致在納米通道內(nèi)或附近產(chǎn)生縮窄，縮窄的內(nèi)徑與納米通道流體連通?？s窄范例顯示在圖lb、圖4、圖5和圖6中。適合的納米通道能夠?qū)⒕€性化的大分子維持在其線性形式；正如本文別處所討論，這適宜通過使用適合維度的納米通道段來完成，以便對大分子進(jìn)行物理制約，從而將大分子維持基本線性的形式?？s窄的納米通道減小的內(nèi)徑適宜地能夠允許線性化大分子的至少一部分通過。在一個實施方案中，通過將一種或多種材料附加沉積在納米通道內(nèi)或外，來減小納米通道的內(nèi)徑以致形成縮窄。這是通過濺涂、噴涂、物理蒸汽沉積、化學(xué)蒸汽沉積或其任何組合來適當(dāng)完成。在某些實施方案中，附加沉積在納米通道被完全堵塞前停止。這描繪在圖6a和6b中，其中顯示了附加性材料沉積在靠近納米通道的一個末端，沉積在納米通道被完全堵塞前停止。這樣的納米通道也顯示在圖9中，其中當(dāng)納米通道的末端(圖9a)通過附加材料的各種沉積(圖9b和9c)減小時，可以看到有效內(nèi)徑的減小。在本發(fā)明的其它實施方案中，附加沉積在納米通道被完全堵塞后停止。在這些實施方案中，方法包括通過除去至少一部分沉積的附加材料，對密封的納米通道重新開口的步驟。這是通過蝕刻適當(dāng)完成的。蝕刻過程需要將沉積的附加性材料的一側(cè)與能夠蝕刻沉積的附加材料的第一種物類相接觸，以及將沉積的附加材料的另一側(cè)與接觸第一種物類后減緩蝕刻物類的蝕刻活性的第二種物類相接觸。在某些實施方案中，第二種物類在與第一種物類接觸后能夠終止蝕刻物類的蝕刻活性。這描繪在圖7a中，其中密封材料施加在納米通道的一端，然后在圖7b中被強(qiáng)堿性溶液蝕刻掉，在圖7c中，當(dāng)堿性溶液蝕刻貫通密封材料并被位于密封材料的相反側(cè)的強(qiáng)酸中和時，蝕刻停止。對于本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，顯然的是納米通道中的條件、第一種和第二種物類的相對量以及其它的操作參數(shù)將會調(diào)整，從而獲得所需的直徑。在另外的其它實施方案中，減小納米通道的內(nèi)徑包括幾個步驟:(圖8a)將犧牲材料放置在納米通道內(nèi)，(圖8b)將附加材料沉積到犧牲材料附近以致完全堵塞納米通道，以及(圖8c)選擇性除去至少一部分犧牲材料同時留下基本完整的相近的附加材料，以致產(chǎn)生維度為除去的犧牲性材料的減小的納米通道內(nèi)徑。對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通專業(yè)人員來說，顯然本發(fā)明的這個方面可用于在納米級或較大的通道內(nèi)或在其它結(jié)構(gòu)內(nèi)制造具有各種維度的孔隙。DNA和碳納米管都被認(rèn)為是合適的犧牲材料。其它可以被選擇性溶解或蝕刻掉的材料對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通專業(yè)人員來說是顯而易見的。本發(fā)明還提供了將大分子線性化，以便將大分子的自由度從三維制約到基本上一維的方法。這些方法包括將大分子放置到納米通道中，納米通道的至少一部分能夠?qū)Υ蠓肿拥闹辽僖徊糠诌M(jìn)行物理制約，以便將大分子的該部分維持在線性形式。納米通道相配地包含縮窄。縮窄的適合維度在本文別處描述。在某些實施方案中，方法還包括對大分子施加梯度，使得大分子的至少一部分線性通過納米通道的縮窄。適合的梯度包括電滲場、電泳場、毛細(xì)流、磁場、電場、放射場、機(jī)械力、電滲力、電泳力、電動力、溫度梯度、壓力梯度、表面性質(zhì)梯度、毛細(xì)流或其任何組合。本公開的方法的微通道適合使兩個或多個流體儲液器彼此之間流體連通。適合的納米通道包括的內(nèi)徑小于大分子線性構(gòu)象的回轉(zhuǎn)半徑的大約兩倍。納米通道相適合的長度為至少大約10nm、至少大約50nm、至少大約lOOnm、至少大約500nm。納米通道的適合內(nèi)徑為大約0.5nm到大約IOOOnm,或大約5nm到大約200nm,或大約50nm到大約 lOOnm。實施例以及其它說明性實施方案下面是非限制性實施例和說明性實施方案，并且絕不限制本發(fā)明的范圍。一般件步驟填充材料的沉積由毈涂、CVD、使用以不同角度傾斜的樣品晶片講行電子束蒸發(fā)來提供。該步驟被用于減小納米通道的開口以及在通道的末端產(chǎn)生有錐度的口。典型情況下，為了制造封閉的納米通道，將100-340nm的SiO2沉積到通道開口上。使用所測試的各種沉積條件獲得有效密封。當(dāng)氣體壓力為30mTorr、RF功率為、00W、以及DC偏置為1400V時，獲得了、nm/分鐘的沉積速率。在5mTorr的較低壓力下，沉積速度增加到估計17nm/分鐘。通過在5mT0rr下進(jìn)行濺涂將填充材料沉積在納米通道開口上。關(guān)于制造納米通道陣列和裝置的進(jìn)一步詳細(xì)情況可以在美國專利申請公布N0.US2004-0033515A1和US2004-0197843A1中找到，其全部內(nèi)容在此弓I為參考。實施例1:提供了具有多個平行的線件通道的硅基片，通道的溝槽寬度為150nm，溝槽高度為150nm。這些通道開口在氣體壓力5mTorr下按照上面給出的一般性步驟濺涂。濺涂沉積時間為10-25分鐘，以提供能夠被部分密封或完全密封的納米通道陣列。實施例2:本實施例提供了使用電子束沉積技術(shù)的封閉納米通道?；凑諏嵤┗@！提供。通過電子束(熱)蒸發(fā)器(Temescal BJD-1800)將二氧化硅沉積到基片上?；軌蚍胖玫冕槍碜远趸柙窗械某练e束入射成不同的角度；沉積速度可以設(shè)置為大約3nm/分鐘，在大約50分鐘內(nèi)能沉積大約150nm密封材料。密封物質(zhì)的沉積束的入射角度能夠改變，以將通道的寬度和高度分別減小到少于150nm和150nm，并通過提供低(shallow)切線沉積角度將通道基本密封。實施例3:在本實施例中，納米通道陣列可以與表面修飾劑相接觸。按照實施例1制造的納米通道陣列能夠被浸泡在溶液中，以便于潤濕并減少非特異性結(jié)合。溶液可含有在甲苯中聚乙二醇硅烷，濃度為0.1 -1OOmM,并與納米通道陣列保持接觸大約I小時到大約24小時。隨后在乙醇和水中清洗，用于除去未接合的物質(zhì)。實施例4:本實施例描述了用于納米流體芯片的帶有納米通道陣列的樣品儲液器。帶有IOOnm寬、IOOnm深納米通道的納米通道陣列桉照實施例1中的一般件步驟制造。納米通道陣列使用光致抗蝕劑例如AZ-5214E旋涂，并使用Karl Suss MA6準(zhǔn)直儀用光掩膜通過光刻來組成圖型，以在通道陣列的相反一端提供制備儲液器的區(qū)域。暴露的區(qū)域使用反應(yīng)性離子蝕刻法在Plasma-Therm720SLR中進(jìn)行蝕刻，采用5mTorr壓力和100W的RF功率下CF4和O2的組合，蝕刻速率為20nm/分鐘，以暴露納米通道的末端并在基片邊緣處通道的相反末端上提供大約毫米寬、微米深的儲液器。實施例5:本實施例描述了用含有DNA大分子的流體填充納米流體芯片以分析DNA0將直徑2_的圓柱形塑料樣品投送管放置成與實施例3的納米通道的儲液器之一流體連通。投送管能夠與外部樣品投送/收集裝置連接，該裝置又能與壓力/真空產(chǎn)生設(shè)備連接。用毛細(xì)作用將納米通道用緩沖溶液潤濕。含有染色的例如λ噬菌體大分子(λ DNA)的緩沖溶液通過電場(l-50V/cm)引入到納米通道陣列中；溶液濃度為0.05-5微克/mL，ADNA以10:1堿基對/染料的比率用T0T0-1染料(Molecular Probes, Eugene, Oregon)染色。將該染色的DNA溶液在含有0.1M抗氧化劑和0.1%線性聚丙烯酰胺作為抗粘著劑的0.5xTBE(Tris-溴乙酸酯緩沖液，ρΗ7.0)中稀釋到0.01-0.05微克/mL。實施例6:本實施例描沭了使用酸蝕刻在納米通道末端制造納米口。納米口裝置的制造始于實施例1中提供的具有封閉納米通道的完成的硅納米通道。通過在通道的暴露末端濺涂薄層的鉻來繼續(xù)產(chǎn)生納米孔。使用Temescal系統(tǒng)的濺涂能夠以亞納米的精確度來控制，0.01 -1nm/秒的速度下沉積量為5_200nm，或直到納米通道的末端完全被鉻覆蓋。然后運用濕法蝕刻工藝在鉻上開小于IOnm的孔。稀釋的鉻蝕刻劑例如Cr_7能夠用毛細(xì)管力或其它形式的抽吸流進(jìn)通道中。稀釋可以在IX到10，000X的范圍內(nèi)。因為Cr_7是高度選擇性的酸蝕刻劑，它優(yōu)先與通道末端的鉻反應(yīng)而不是與硅通道本身反應(yīng)。為了終止蝕刻，一旦孔打開后，通道的外部區(qū)域?qū)⒊溆懈邼舛鹊膲A溶液(例如氫氧化鈉)，一旦打通后將快速中和弱酸。在隨后清洗裝置后，將在納米通道的末端產(chǎn)生納米級口。實施例7:本實施例描沭了如何使用犧牲大分子制造納米口芯片。具有納米通道連接的輸入/輸出流體儲液器的納米流體芯片被用于使雙鏈DNA線性化(圖8a)。在本實施例中，優(yōu)選長度為大約l-10Mbp、用Y0Y0-1均勻染色的DNA長片段。DNA的濃度應(yīng)該在0.5微克/mL左右，染料的染色比例為10:1堿基對/染料。緩沖溶液由含有0.1M抗氧化劑和
0.1%線性聚丙烯酰胺用作抗粘著劑的0.5xTBE (TriS-溴乙酸酯緩沖液，pH7.0)構(gòu)成。使用納米流體芯片和以前描述的步驟(Cao2002)，將犧牲DNA分子的溶液流入到芯片的納米通道中，在此它們在出口儲液器處離開納米通道。使用熒光成像顯微鏡，實時地觀察DNA分子的出來，它們的移動通過在儲液器上施加電場(l-50V/cm)來控制。對于這樣的流程來說，所需的DNA片段的位置可以是懸掛的，使得只有一部分從納米通道出來。然后將納米通道芯片在真空環(huán)境下在50° C干燥，除去殘留的緩沖溶液，以便目標(biāo)DNA片段保持部分在納米通道內(nèi)部。納米通道表面與DNA片段之間的相互作用、例如通過范德化鍵合，在干燥過程中將片段的位置維持在通道中。在納米通道芯片干燥后，將材料例如二氧化硅沉積在芯片表面上(圖Sb)，使得進(jìn)入納米通道的入口成為被阻斷，并封閉DNA片段。必須仔細(xì)選擇材料的沉積速率和沉積溫度，使得DNA片段在該過程中不受損。在使用冷卻臺保持在-160° C的樣品上以0.2A/S以下蒸發(fā)材料，顯示出保護(hù)小的有機(jī)分子免于受損(Austin2003)。為了在納米通道周圍獲得均勻的覆蓋以適合地形成納米口，在蒸發(fā)過程中將臺旋轉(zhuǎn)并傾斜。為了完全封閉直徑為80nm的納米通道,將要蒸發(fā)大約200nm的二氧化娃材料。實施例8.裝置的操作-用于單鏈核酸測序的電測量:在納米通道裝置上施加偏壓，該納米通道具有置于在納米通道一端的內(nèi)徑大約1.5nm的縮窄(納米門或納米口)，納米通道長度大約200微米，對于使用與納米通道每一端的儲液器接觸的電極(可以是銅、銀、鈦、鉬、金或鋁)進(jìn)行測序的單鏈核酸來說，儲液器的維度為直徑大約5-100微米和深度1-2微米。電極放置在儲液器中，有導(dǎo)線引向流體區(qū)域外部，用于連接電流監(jiān)測器?？梢允褂肐OOmV - 100V的電壓范圍。在每個儲液器中放置生物緩沖液(TE、TBE、TAE)，使用適合的流體投送泵或注射器，毛細(xì)管作用和壓差協(xié)助潤濕納米流體裝置。將在緩沖液(I納升直至大約100微升)中的核酸樣品(例如100個堿基的SDNA以上，至少1000個堿基、或10000個堿基、或100000個堿基、或I百萬、甚或I千萬、甚或I億，直到染色體長度)投送到一個或全部兩個儲液器中。施加梯度以幫助一個或多個多聚核酸分子運送到納米通道中的縮窄之中。施加場，具體到本實施例，是受控的電壓梯度，施加電流，從一個儲液器、通過納米通道、通過縮窄內(nèi)帶有多聚核酸的縮窄、并進(jìn)入到第二個儲液器中。檢測流過該系統(tǒng)的電流并使用Axopatch200B (Molecular Devices)膜片鉗放大器放大。測量到的典型電流為大約IOOfA到大約luA，當(dāng)DNA通過縮窄移動時，波動大約為幾百皮安培。與單鏈DNA結(jié)合的標(biāo)記物能夠產(chǎn)生附加的電流波動，其量級小于DNA自身產(chǎn)生的波動。對于以單堿基的空間分辨率進(jìn)行測量的情況來說，典型的移位速度使得測量系統(tǒng)能夠登記每個堿基一次測量的最小值。在使用IOOkHz帶寬的Axopatch200B的情況下，假定DNA分子在納米通道中伸展50%，則最大移位速度是IOOkB/秒。這給出了 DNA通過縮窄(construction)的移位速度是大約
0.015nm/微秒。測量度量電流差，并與一組(seet)校正標(biāo)準(zhǔn)值相關(guān)聯(lián)，以產(chǎn)生DNA樣品的序列。將分析各種不同靶分子的適合的橫截面維度制表的樣表顯示如下:表
權(quán)利要求
1.表征大分子的一種或多種特征的方法，包括: 使至少一部分位于納米通道內(nèi)的大分子線性化， 至少一部分納米通道能夠物理制約大分子的至少一部分，以便大分子的該部分維持在線性形式,并且 納米通道含有至少一個縮窄； 將大分子的至少一部分在納米通道的至少一部分內(nèi)運送，使得大分子的至少一部分通過所述縮窄； 監(jiān)測至少一個與大分子通過所述縮窄相關(guān)聯(lián)而產(chǎn)生的信號；以及 將所述至少一個信號與大分子的一種或多種特征聯(lián)系起來。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述運送包括將大分子暴露于梯度。
3.權(quán)利要求1的方法 ，其中信號包括視覺信號、紅外信號、紫外信號、放射性信號、磁信號、電信號、電磁信號或其任何組合。
4.權(quán)利要求1的方法，其中大分子含有一種或多種標(biāo)記物。
5.分析線性化大分子的裝置，包含: 兩個或多個流體儲液器；以及 含有縮窄的納米通道， 納米通道使至少兩個流體儲液器彼此之間流體連通，以及 納米通道的至少一部分或縮窄的至少一部分能夠物理制約大分子的至少一部分，以便大分子的該部分維持基本線性的形式。
6.權(quán)利要求5的裝置，其中納米通道包含的有效內(nèi)徑為大約0.5nm到大約lOOOnm。
7.權(quán)利要求5的裝置，其中所述縮窄包含的有效內(nèi)徑為大約0.5nm到大約lOOnm。
8.權(quán)利要求5的裝置，還包含梯度發(fā)生器。
9.權(quán)利要求5的裝置，還包括檢測器，能夠檢測由線性化大分子的至少一部分通過縮窄而產(chǎn)生的信號。
10.運送大分子的方法，包括: 提供至少兩個流體儲液器； 提供至少部分線性化的大分子， 大分子的至少一部分位于納米通道中， 納米通道使至少兩個流體儲液器彼此之間流體連通， 納米通道含有縮窄；以及 對大分子施加梯度， 梯度導(dǎo)致線性化的大分子的至少一部分在納米通道的至少一部分內(nèi)被運送。
11.制造縮窄的納米通道的方法，包括 提供納米通道 納米通道的內(nèi)徑為大約0.5nm到大約IOOOnm,并且 納米通道的長度為至少大約IOnm ； 在納米通道內(nèi)的位置處、鄰近納米通道末端的位置處、或這兩個位置處減小納米通道的內(nèi)徑，以致在納米通道內(nèi)或鄰近產(chǎn)生縮窄，所述縮窄的內(nèi)徑與納米通道流體連通， 該納米通道能夠?qū)⒕€性化的大分子維持在其線性化形式，并且減小的內(nèi)徑能夠允許線性化大分子的至少一部分通過。
12.權(quán)利要求11的方法，其中納米通道的內(nèi)徑通過將一種或多種材料附加沉積在納米通道內(nèi)或外部來減小。
13.權(quán)利要求11的方法，其中影響納米通道的內(nèi)徑包括下述步驟:(a)將犧牲材料放置在納米通道內(nèi)，(b)將附加材料沉積到犧牲材料附近以便完全堵塞納米通道，以及(C)選擇性去除至少一部分犧牲材料，以便在除去的犧牲材料的維度上產(chǎn)生減小的納米通道內(nèi)徑。
14.用于大分子線性化的方法，包括: 將大分子放置在納米通道中， 納米通道的至少一部分能夠物理制約大分子的至少一部分，以便將大分子的該部分維持在線性形式。
15.權(quán)利要求14的方法，其中納 米通道含有縮窄。
全文摘要
本發(fā)明公開了納米口裝置陣列它們的制備以及在大分子分析中的應(yīng)用。具體地，本發(fā)明公開了縮窄的納米通道裝置，適合用于分析大分子結(jié)構(gòu)，包括DNA測序。還公開了制造這樣的裝置以及使用這樣的裝置分析大分子的方法。
文檔編號B82Y30/00GK103203256SQ20131005474
公開日2013年7月17日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者曹涵, 帕里克希特·A·德什潘德, 邁克爾·D·奧斯汀, 邁克爾·博伊斯-亞契諾 申請人:博納基因技術(shù)有限公司