用于组装两个表面、或一个表面与感兴趣的分子的方法技术

本发明专利技术涉及用于组装第一表面的至少一个区与第二表面的至少一个区或与感兴趣的分子的方法，该方法包括一步骤，该步骤包括使所述第一表面的所述区接触所述第二表面的所述区或接触所述感兴趣的分子，其中所述第一表面的所述区携带至少一种自由基和／或离子物质。本发明专利技术还涉及固体载体，其表面具有至少一个区，该区具有至少一种自由基和／或离子物质、具有至少一种粘附底涂剂、或具有至少一种粘附底涂剂前体，以及涉及其各种应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及预粘附表面的领域以及涉及组装和粘合方法。它使得能够通过在两种 材料之间或在一种材料和分子之间的直接接触来进行组装。在两种材料的情况下，涂层材 料通过直接接触(没有传统意义上的“粘接剂”)而与第一材料起反应。本专利技术尤其可以用于在给定表面上粘合或固定通过剥离加以分离的碳或石墨烯 纳米管。本专利技术还能够实现在给定表面上固定金属颗粒、聚合物、有机分子、大分子、以及尤 其是生物分子。在后一种情况下，本专利技术提出新型生物传感器，该生物传感器包括如利用本 专利技术的方法获得的粘附面，其上固定有一种或多种相同或不同的成分，所述成分选自肽、多 肽、蛋白质如酶、核酸、抗体或抗体片段、多糖、细胞和细胞碎片。本专利技术还涉及各种表面的使用，以及尤其是适当选择的涂饰剂(coating finishes)的应用，以便能够在经涂布的表面上容易地和重现地组装各种材料或分子。
技术介绍
微电子学涉及在微米尺度的电子元件的研究和制造。这些元件制造自半导体材料 和矿物质，例如硅，其中借助于各种技术，包括光刻法。此技术能够将许多电子功能低成本 集成到同一片硅(或任何其它半导体)上。如此制得的电路称作“芯片”或“集成电路”。然 而，随着制造技术的发展，元件的尺寸持续减小。在亚微米尺度上，大大扩增了以前不重要 的人工制品。信号传输延迟基本上是由于有源元件的寄生(spurious)互连能力而不是由 于在越过这些元件时的延迟。因此研究人员和工程师的目标是使用新的设计方法以通过改 善元件的大小和成本、传输速度以及电力消耗来限制这些作用。因此，有必要发现新的制造材料和技术，以减小元件的尺寸并从而覆盖纳米范围。 此范围是有机分子的范围。分子电子学的主要例证是碳纳米管。这种材料近年来已是相当 多的科学出版物的来源。碳纳米管是一种特定的晶体结构、具有中空和偶尔封闭的管状，并 由以六角点阵规则排列的碳原子构成。碳纳米管能够在迄今从未达到的微型化水平上生产晶体管。不幸的是，在它们的 制造期间，获得了导电纳米管和半导体纳米管，而仅后者具有有利的性能。将获得的纳米管 分类以回收半导体纳米管的需要已揭示了对碳纳米管的选择。这涉及使用石墨薄片或石墨 烯。这种新途径处于全面发展中。石墨烯通常被描述为开口式纳米管。石墨烯原来是高组 织相石墨(HOPG)的仅有成分，其可以表示为石墨烯多片结构。困难在于从一块HOPG或包 含数千薄片的石墨成功获得石墨烯。最常用的技术示出在图1中，其包括通过粘合剂裂解 来剥落或剥离HOPG或石墨的块。石墨烯是特别有利的，因为它在一个方向是导电的而在另一个方向则是半导电 的。因此所有石墨烯是潜在可用的。于是，仅剩下沿着正确的轴插入电气接线。此方法已 经被掌握。然而，必须将石墨烯固定在表面上以加以使用。目前，商业粘接剂用于这种固 定。这些方法导致形成厚度可变和厚度控制不佳的粘接剂层。除此之外，在剥离过程中遇 到的强机械约束经常反映为石墨烯薄片中的撕裂或折叠。还易于发生与表面的完全分离。5另外，石墨烯的粘附是借助于本身不良受控的物理吸附机制。粘接剂被定义为一种产品，其尤其通过粘附能够将材料连在一起。因此粘附是这 样的状态，其中借助于界面力将两个表面保持在一起。通过配制若干种组分来获得粘接剂， 其中上述组分各自提供一种或多种技术功能，并且基体树脂影响粘接剂的命名。粘接剂的使用条件(流变性、表面的润湿性等)和组装体的最终性能尤其与粘接 剂的固有特性有关，但还与配方助剂如增塑剂、表面活性剂、填料等；组装体的设计(接头 的几何形状)；表面的制备和实施参数有关。并不存在通用粘接剂，但确实存在几十种粘接 剂家族。为了克服此问题，在国际专利申请WO 03/080748中已提出了使用电接枝。该方法 使得能够通过电接枝将宏观物体固定到导电或半导电的表面上，其中使用电解液，该电解 液包含溶解的颗粒或乳化形式的至少一种由宏观结构部分构成的宏观物体，其中宏观结构 部分用至少一种电活性基团加以功能化，其中电活性基团能够导致所述宏观物体电接枝到 表面上。通过溶液的电解来进行接枝，其中使用涂布的导电的或半导电的表面作为工作电 极，以通过所述溶液的电解还原或电解氧化，在所述表面上产生宏观物体或其缩合产物的 接枝涂层。然而，此方法仍然限于导电或半导电的表面并且它还需要在待接枝的物体的表 面上存在特定基团。在微电子学领域，硅烷通常借助于双官能团分子的化学接枝用于改变表面，其导 致表面和物质之间的强键。然而，这些化合物的化学反应性较低并且需要通常超过100°c的 退火以首先在表面上固定硅烷，同时形成然而仍容易水解的硅氧烷键，以及随后的涂层。通过电子络合，然后光反应，重氮树脂已用于在各种材料的表面上形成多层的 酶或多层的聚金属氧酸盐。此方法仍然是受到限制的，因为它需要在要沉积在表面上的物 质和重氮树脂之间存在电子相互作用。此外，它似乎并不允许与表面接枝。在生物传感器领域，已开发了各种各样的分析系统。这些生物传感器可以使用酶、 蛋白质、抗体、核酸、多糖或活细胞，并连同电化学、光学、压电、磁或热传感器(transducer， 变换器)。生物传感器是测量仪器，其旨在检测经常为复杂样品中的分子。借助于生物受 体，进行分子识别的关键阶段，其中生物受体通常是固定的生物成分，并形成敏感层。在分 子识别期间，信号会直接或间接反映靶分子的存在。信号可以是光子的发射、反应产物的出 现、或质量、PH或电性能的变化。第二阶段(称作转导/扩增阶段)的作用是收集并将信 号转换成可测量的电流。于是，可以以数值形式来获取和处理数据，其是数据采集与处理的 第三阶段。生物传感器的运作的成功密切与构成生物传感器的各组成部分(载体、固定方 法以及检测/转导系统)之间的令人满意的协同作用密切相关。通用术语“生物芯片”包括一组分析装置，其技术部分地来自针对生物传感器作出 的开发研究。生物芯片包括若干识别组件，通常并排排列，并具有或多或少的高密度。因 此，少量的生物分子被固定在小尺寸的表面上(从几毫米至几厘米)，从而能够测量小容积 的样品(从几纳升至几微升)。具体地说，生物芯片的工作原理是基于生物传感器的工作 原理，并且除集成系统方法以外还涉及微型化和并行化的概念。通常，生物成分以点的形式 排列，并平行于载体表面加以排列。存在各种类别的生物芯片，包括DNA生物芯片和蛋白质 生物芯片，并补充以肽和糖生物芯片。在每个类别中，所期望的用途可以是不同的。可以设6想，定量检测在复杂样品中靶分子的存在(测定)，或研究生物分子与以点形式固定的一组 分子的相互作用(筛查)。载体以及待固定的生物分子的性质会影响要使用的固定方法。通常，将使用的检 测方法会影响载体本身的选择。因此，相对于检测，可以区分“主动”载体和“被动”载体。 “主动”载体是导电材料，用于电化学检测和/或固定(安培法、阻抗、电化学发光)，或是旋 光的(CCD, )。可以按照所涉及的相互作用的特性来分类已描述和证实的固定方法。在现有方法 中有(i)固定而没有涉及吸附的共价接枝，( )截留在凝胶或聚合物中，并涉及低能键(疏 水或静电型、或机械保留在网络中)，(iii) “共价”固定，其中“耦合”化学反应导致在生物 分子和载体之间形成共价键。吸附是用于固定生物成分的最简单的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于组装第一表面的至少一个区与第二表面的至少一个区或与感兴趣的分子的方法，所述方法包括一步骤，其中所述步骤包括使所述第一表面的所述区接触所述第二表面的所述区或接触所述感兴趣的分子，所述第一表面的所述区携带至少一种自由基和／或离子物质。

【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：托马斯贝特洛，居伊德尼奥，文森特胡克，黎玄端，法比安内克尔松，塞巴斯蒂安鲁塞尔，帕斯卡尔维尔，
申请(专利权)人：法国原子能及替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：FR[法国]