用于分子电子学传感器的多环芳族桥制造技术

在多个实施方式中，公开了在分子电子学传感器中可用的合成桥分子。在多个方面，桥分子包括处于长且窄的带状的稠环多环芳烃结构，其具有处于相反短端的用于与金属电极选择性结合的末端基团、位于长边缘中点附近用于与探针分子结合的一个或多个取代基和用于溶解度或其他作用的一个或多个其他取代基。在多个实施方式中，本文中的桥分子是导电的，并且当在间隙电极之间形成桥时在传感器中提供闭合电路。隙电极之间形成桥时在传感器中提供闭合电路。隙电极之间形成桥时在传感器中提供闭合电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分子电子学传感器的多环芳族桥
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利技术申请主张2019年4月12日提交的标题为“用于分子电子学传感器的多环芳族桥”的美国临时专利申请序列号62/833,562的优先权和权益，该专利申请的公开内容以其全部内容作为参考并入本文。


[0003]本专利技术公开一般地涉及分子电子学传感器，并且更具体地涉及作为分子电子学传感器中组件的电子传导多环芳族分子的设计、合成和使用。

技术介绍

[0004]在1970年代，Aviram和Ratner引入了分子电子学的广阔领域。这种思想在于最小的可能电路将引入单分子作为电路组件。基于分子的不同，分子电路元件可以提供多种多样的功能，其用作开关、整流器、启动器和传感器。由于分子相互作用可以提供单分子传感的基础，因此这类构造可以用作传感器。
[0005]例如，已广泛研究的在电子电路中可用的一类分子元件是碳纳米管(CNT)。碳纳米管可以用于两个电极之间的桥接，借此形成分子导线。由于在所有纳米尺度的电路选择中，CNT易于大量形成，因此广泛研究了CNT。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在分子电子学传感器中使用的合成桥分子，所述分子包括：各自以单一固定取向的稠合苯环的导电sp2‑
杂化多环芳烃纳米带，所述纳米带具有大致矩形片状构造和通过两个基本平行的长顶边缘和长底边缘以及两个基本平行的短左边缘和短右边缘限定的外周，其中每个稠环的所述单一固定取向导致沿所述纳米带的所述长边缘或所述短边缘的锯齿形周期性，并且其中所述纳米带测量为长度约3nm至约100nm且宽度约0.23nm至约23nm；取代基L，共价键合至所述纳米带的所述短左边缘；取代基R，共价键合至所述纳米带的所述短右边缘，其中L和R各自包含至少一个硫原子或能够键合至金属电极或布置在电极上的金属触点的碳烯前体部分；至少一个附接基团P，共价键合至所述纳米带的任何边缘且能够键合至探针分子；和至少一个取代基S，共价键合至所述纳米带的任何边缘，所述取代基能够影响所述合成桥分子的溶解度或构象中的至少一者，或者能够在所述分子电子学传感器的制造中促进所述合成桥分子向所述金属电极、电极上的所述金属触点或者所述探针分子中的至少一者的自组装。2.根据权利要求1所述的合成桥分子，其中，L和R还包括
–
SH、
‑
SCH3、
–
SSH、
‑
SS
‑
CH3、6
‑
[1,3
‑
二异丙基
‑
1H
‑
苯并[d]咪唑
‑3‑
鎓]
‑
基、或6
‑
[1,3
‑
二异丙基
‑
1H
‑
苯并[d]咪唑
‑3‑
鎓]
‑
亚硫酰基部分中的至少一种。3.根据权利要求1所述的合成桥分子，其中，P还包括叠氮化物、炔烃、烷氧基胺、酮、醛、生物素或抗生蛋白链菌素中的至少一种。4.一种用于在分子电子学传感器中使用的合成桥分子，所述分子包括以下结构：其中：n和m独立地为0至30；W和Y独立地选自
‑
O
‑
、
‑
CH2‑
、CR8R9、CH2CR8R9、CR8CR9CH2、OCR8R9和CR8R9O，其中R8和R9附接至相同的碳原子并且独立地选自H、CH3、C2H5、CH2CH2CH3或(CH2)
x
(OCH2CH2)
y
OR
10
，其中x为2至10，y为10至40且R
10
是H、Me或Et，并且其中R8和R9可以任选地连接以形成环，其中O任选地直接连接至所述芳环，并且其中W和Y能够在环内任选地彼此交换；W
’
和Y
’
独立地选自
‑
O
‑
、
‑
CH2‑
、CR8R9、CH2CR8R9、CR8CR9CH2、OCR8R9和CR8R9O，其中R8和R9附接至相同的碳原子并且独立地选自H、CH3、C2H5、CH2CH2CH3或(CH2)
x
(OCH2CH2)
y
OR
10
，其中x为2至10，y为10至40且R
10
是H、Me或Et，并且其中R8和R9可以任选地连接以形成环，其中O任选地
直接连接至所述芳环，并且其中W
’
和Y
’
能够在环内任选地彼此交换；R1是选自下列的部分：(i)酯连接的PEG链(CH2)
x
CO(OCH2CH2)
y
OR
13
或(CH2)
x
OC＝OCH2CH2CH2(OCH2CH2)
y
OR
13
，其中x为0至10，y为10至40，并且R
13
为Me或H；或者(ii)水溶性、酯连接的树枝化基元，所述树枝化基元包含分别被具有结构(CH2CH2O)
z
R
14
的水
‑
增溶PEG链衍生化的8至64条支链，其中z为1至8且R
14
为H或Me，其中所述R1的酯
‑
键任选地包含1)光可裂解，2)氧化还原可裂解，3)酸可裂解或者4)碱可裂解的接头，使得所述树枝化基元能够分别使用1)光、2)氧化或还原剂、3)酸或4)碱去除；R2是选自下列的部分：(i)酯连接的PEG链(CH2)
x
CO(OCH2CH2)
y
OR
13
或(CH2)
x
OC＝OCH2CH2CH2(OCH2CH2)
y
OR
13
，其中x为0至10，y为10至40，且R
13
为Me或H；(ii)从所述纳米带连接的水溶性、酯连接的树枝化基元，所述树枝化基元具有4至16个分别被水增溶PEG链(CH2CH2O)
z
R
14
衍生化的支链，其中z为1至4且R
14
为H或Me，其中所述R2的酯
‑
键任选地包含1)光可裂解，2)氧化还原可裂解，3)酸可裂解或者4)碱可裂解的接头，使得所述树枝化基元能够分别使用1)光、2)氧化或还原剂、3)酸或4)碱去除；W”和Y”独立地选自
‑
S
‑
、
‑
CH2‑
、CH2CH2、CR
11
R
12
和SCR
11
R
12
，其中R
11
和R
12
键合至相同的碳原子并且独立地选自H、CH3、C2H5、CH2CH2CH3、CH2CH2SCH3、SCH3或SCH2CH2SCH3，并且其中R8和R9能够任选地连接以形成环，其中S任选地直接连接至所述芳环，并且其中W”和Y”能够在环内任选地彼此交换；R5是H、SMe或CH2CH2SMe；R6是H、SMe、SCH2CH2SMe、SCH2C(CH2SMe)3、SH、CS2H、CH2SMe、CH2SH、CH2CS2H、6
‑
[1,3
‑
二异丙基
‑
1H
‑
苯并[d]咪唑
‑3‑
鎓]
‑
基或6
‑
[1,3
‑
二异丙基
‑
1H
‑
苯并[d]咪唑
‑3‑
鎓]
‑
亚硫酰基；并且R7是H、SMe、SCH2CH2SMe、SH、CS2H、CH2SMe、CH2SH、CH2CS2H、6
‑
[1,3
‑
二异丙基
‑
1H
‑
苯并[d]咪唑
‑3‑
鎓]
‑
基或6
‑
[1,3
‑
二异丙基
‑
1H
‑
苯并[d]咪唑
‑3‑
鎓]
‑
亚硫酰基。5.根据权利要求4所述的合成桥分子，其中：m+n＝10至24；Y＝W＝
‑
CH2‑
或
‑
O
‑
；Y
’
＝W
’
＝
‑
CH2‑
或
‑
O
‑
；Y”＝W”＝
‑
S
‑
；R1＝
‑
CO
‑
O
‑
(CH2CH2O)
n
‑
OCH3，其中n为2至7或者20至48；R2＝
‑
CO...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴瑞，
申请(专利权)人：罗斯威尔生命技术公司，
类型：发明
国别省市：