控制聚合体通过纳米通道的运动的作为机车的带电实体制造技术

提供了一种用于控制链接到聚合体的一个或多个带电实体通过纳米通道运动的技术。第一容器和第二容器被纳米通道连接。电极阵列沿着纳米通道被设置，其中流体填充第一容器、第二容器和纳米通道。第一电极位于第一容器中，且第二电极位于第二容器中。第一和第二电极被配置为将链接到聚合体的一个或多个带电实体导引到纳米通道中。电极阵列被配置为，响应于被控制为捕获，捕获纳米通道中的一个或多个带电实体。电极阵列被配置为响应于被控制为移动，沿着纳米通道移动一个或多个带电实体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供了一种用于控制链接到聚合体的一个或多个带电实体通过纳米通道运动的技术。第一容器和第二容器被纳米通道连接。电极阵列沿着纳米通道被设置，其中流体填充第一容器、第二容器和纳米通道。第一电极位于第一容器中，且第二电极位于第二容器中。第一和第二电极被配置为将链接到聚合体的一个或多个带电实体导引到纳米通道中。电极阵列被配置为，响应于被控制为捕获，捕获纳米通道中的一个或多个带电实体。电极阵列被配置为响应于被控制为移动，沿着纳米通道移动一个或多个带电实体。【专利说明】控制聚合体通过纳米通道的运动的作为机车的带电实体
示例性实施例涉及纳米器件，且更具体地，涉及控制纳米器件中的聚合体(polymer)。
技术介绍
最近，对于使用纳米孔作为传感器以用于诸如脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、蛋白质等生物分子(例如聚合体)的快速分析越来越受重视。用于DNA测序的纳米孔的应用也受到重视，因为该技术可以将测序成本降低到低于1000美元/人类基因组。这些纳米孔应用中的两个问题是通过纳米孔控制DNA的易位(translocation)以及区分DNA碱基。纳米孔测序是确定其中在DNA串上出现的核甘酸的顺序。纳米孔是内径为若干纳米量级的小孔。支撑纳米孔测序的理论与当纳米孔中被浸入导电流体时所发生现象的有关，且电势(电压)被跨纳米孔而施加:在这些情况下，可测量到由于离子传导穿过纳米孔所弓丨起的轻微电流，且电流量对于纳米孔的尺寸和形状都是非常敏感的。如果单个DNA碱基或是DNA串穿过(或部分DNA分子穿过)纳米孔，这可引起穿过纳米孔的电流幅度的变化。其他电或光传感器也可被放置在纳米孔周围，这样当DNA穿过纳米孔时，可区分DNA碱基。通过使用各种方式可驱使DNA穿过纳米孔。例如，电场可将DNA吸引向纳米孔，且最终穿过纳米孔。而且，附着在纳米孔的酶可将DNA导向纳米孔。纳米孔的尺度是指DNA被作为长串一次一个碱基地强迫通过孔，类似于线穿过针眼。
技术实现思路
根据示例性实施例，提供一种装置以控制一个或多个带电实体穿过纳米通道。带电实体可链接到聚合体以控制穿过纳米通道的聚合体的运动。所述装置包括通过纳米通道连接的第一容器和第二容器，以及沿着纳米通道设置的电极阵列。流体填充第一容器、第二容器和纳米通道。所述装置包括第一容器中的第一电极和第二容器中的第二电极，其中第一和第二电极被配置为导引链接到聚合体的一个或多个带电实体到纳米通道中。电极阵列被配置为响应于被控制为捕获，捕获纳米通道中的一个或多个带电实体，以及电极阵列被配置为响应于被控制为移动，沿着纳米通道移动一个或多个带电实体。根据示例性实施例，提供了一种方法用于控制链接到聚合体的一个或多个带电实体穿过纳米通道。该方法包括通过纳米通道连接第一容器和第二容器，电极阵列被沿着纳米通道设置，其中流体填充第一容器、第二容器和纳米通道。而且，该方法还包括配置第一容器中的第一电极和第二容器中的第二电极。第一和第二电极被配置为导引链接到聚合体的一个或多个带电实体到纳米通道中。电极阵列被配置为响应于被控制为捕获，捕获在纳米通道中的一个或多个带电实体，且电极阵列被配置为响应于被控制以移动，沿着纳米通道移动一个或多个带电实体。根据示例性实施例，提供了一种用于控制链接到聚合体的一个或多个带电实体穿过纳米通道的系统。该系统包括具有由纳米通道连接的第一容器和第二容器的装置，以及沿着纳米通道设置的电极阵列。流体填充第一容器、第二容器和纳米通道。该装置包括第一容器中的第一电极和第二容器中的第二电极，其中第一和第二电极被配置为导引链接到聚合体的一个或多个带电实体到纳米通道中。而且，该系统还包括电压源，被配置为响应于电压源被控制为捕获，使得电极阵列捕获在纳米通道中的一个或多个带电实体。电压源被配置为响应于电压源被控制为移动，使得电极阵列沿纳米通道移动一个或多个带电的实体。根据示例性实施例，提供了一种用于控制一个或多个带电实体穿过纳米通道的装置。该装置包括由纳米通道连接的第一容器和第二容器，以及沿着纳米通道设置的电极阵列。流体填充第一容器、第二容器和纳米通道。该装置包括第一容器中的第一电极和第二容器中的第二电极，其中第一和第二电极被配置为导引一个或多个带电实体进入到纳米通道中。电极阵列被配置为响应于控制为捕获，捕获纳米通道中一个或多个带电实体，且电极阵列被配置为响应于被控制为移动，沿着纳米通道移动一个或多个带电实体。通过本专利技术的技术实现额外的特点。在此详细描述根据其他实施例、并被认为是本专利技术一部分的其他的系统、方法、设备和/或计算机程序产品。为了更好地理解示例性实施例和特点，参考以下描述和附图。【专利附图】【附图说明】被认为是本专利技术的主题被特别指出并在说明书的结论处的权利要求书中明确要求保护。本公开的前述和其他特点可结合附图从以下详细描述中变得明显，在附图中:图1示出了根据示例性实施例的具有电极阵列的纳米通道的横截面图，该电极阵列用于控制链接到单个带电实体/分子的聚合体的运动。图2A示出了根据示例性实施例的带电实体如何被三个金属电极捕获。图2B示出了根据示例性实施例的带电实体如何沿着纳米通道移动对应于电极阵列的周期的距离。图3示出了根据示例性实施例具有三个电极的纳米通道的横截面图，该电极用于控制链接到带电实体/分子阵列的聚合体的运动。图4A示出了根据示例性实施例带电实体如何被三个电极捕获。图4B示出了根据示例性实施例带电实体如何沿着纳米通道移动对应于带电实体的周期的距离。图5示出了根据示例性实施例当聚合体的位置在纳米通道中被控制时用于聚合体的局部化学处理/合成的纳米通道的横截面图。图6时根据示例性实施例用于控制链接到聚合体的一个或多个带电实体通过纳米通道的方法。图7示出了根据示例性实施例具有可被利用的特征的计算系统。【具体实施方式】示例性实施例可使用沿着作为“轨道”的纳米通道的电极阵列和作为“机车”的带电实体/分子(连接到聚合体)以控制聚合体(诸如DNA、RNA等)穿过纳米通道的运动。示例性实施例使用感测部件的阵列来增加读取聚合体的单元的空间分辨率。空间分辨率对应于单个感测部件的尺寸，而其受到用作机车的带电实体/分子的相对大尺寸限制。如上所述，示例性被配置为链接聚合体，DNA、RNA等到相对大的带电实体/分子(或相对大的带电实体/分子的阵列)以形成分子列车，随后采用沿着纳米通道的电极阵列来控制穿过通道的整列车的运动。与用于DNA晶体管的现有技术不同，不是使用自然位于聚合体上的电荷，示例性实施例可提供关于机车部件的更多选择，该机车部件是控制聚合体运动的引擎。具有(与附着的聚合体相比)较大电荷密度和/或较大尺寸的机车将要求电极间较少的电压以针对热震动捕获机车并/或沿着纳米通道移动机车，由此在器件操作期间对于电极侵蚀产生较少的问题。与单个聚合体单元的尺寸相比，空间捕获精确性可受到机车(即，带电实体/分子)尺寸的影响。为了增加对感测部件阵列(即，传感器阵列)的单个感测部件的尺寸的感测空间分辨率，示例性实施例可监视同时来自所有感测部件的信号，并随后交叉对比该信号。现在参看附图，图1示出了根据示例性实施例具有电极阵列108的纳米通道104的横截面示意图，电极阵列用于控制链接到单个带电实体/分子(106本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制链接到聚合体的一个或多个带电实体通过纳米通道的装置，包括：由所述纳米通道连接的第一容器和第二容器、沿着所述纳米通道设置的电极阵列，其中流体填充所述第一容器、所述第二容器和所述纳米通道；以及位于所述第一容器中的第一电极和位于所述第二容器中的第二电极，所述第一和第二电极被配置为将链接到所述聚合体的所述一个或多个带电实体导引到所述纳米通道中；其中所述电极阵列被配置为响应于被控制为捕获，捕获所述纳米通道中的所述一个或多个带电实体；以及其中所述电极阵列被配置为响应于被控制为移动，沿着所述纳米通道移动所述一个或多个带电实体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·哈雷尔，栾斌全，G·J·马蒂纳，彭红波，S·波隆斯基，S·M·罗斯纳格尔，A·K·罗尤鲁，G·A·斯托洛维茨基，G·F·瓦尔克，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US