【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景近年来，有相当多的努力旨在理解纳米级的新现象，已经制造和表征了各种纳米结构的新材料。刚刚开始设计具有诱人性质的新器件。对于将改变我们生活的新一代廉价的和创新的工具的期望极高。将新一套期望和不期望的性质与全新一族材料和制造方法组合到一起将能够得到我们就在十年前甚至不可能想像的器件。金属纳米颗粒以及半导体量子点的库仑阻塞、来自半导体纳米颗粒的窄带荧光发射、纳米线和纳米管的量子化弹道式传导(quantized ballistic conduction)只是会影响我们设计光学和电子器件的方式的少数新材料/现象。关于纳米器件和制造技术的综述，参见Bashir，Superlattice and Microstructures(2001)，29(1)：1-16；Xia等人，Chem.Rev.(1999)，99：1823-1848；和Gonsalves等人，Advanced Materials(2001)，13(10)：703-714，这些文献的全部教导均引入本文作为参考。纳米科学(并且主要是纳米技术)的第一阶段主要是开发和表征基于无机半导体和金属的新材料和器件。其一个原因是电子束光刻法(e-beamlithography)(能够构建纳米级结构和器件的最早工具之一)是在无机底材上形成无机材料图案的技术。近年来的明显进步是开发了基于扫描探针显微镜(SPM)的新的高度通用的纳米光刻术(nanolithography)。使用各种类型的...
【技术保护点】
形成主体的互补图像的方法，其包括：ａ）提供主体，其包含结合至第一底材以形成图案的第一套分子，其中当所述第一套分子包括核酸时，所述第一套分子包括具有不同序列的多种核酸；ｂ）通过吸引力或形成键，在所述第一套分子上组装第二套分子，其中所述第二套分子中的每个分子均包括：ｉ）活性官能团；和ｉｉ）被吸引至或结合至所述第一套分子中的一个或多个分子上的识别组分；ｃ）使所述第二套分子的活性官能团与第二底材的表面接触，从而在所述第二套分子与所述第二底材之间形成键；ｄ）破坏所述第一套分子与所述第二套分子之间的吸引力或键，从而形成所述主体的互补图像；和ｅ）任选地将ｂ）至ｄ）重复一次或多次。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.形成主体的互补图像的方法，其包括：
a)提供主体，其包含结合至第一底材以形成图案的第一套分子，其中
当所述第一套分子包括核酸时，所述第一套分子包括具有不同序列的多种
核酸；
b)通过吸引力或形成键，在所述第一套分子上组装第二套分子，其中
所述第二套分子中的每个分子均包括：
i)活性官能团；和
ii)被吸引至或结合至所述第一套分子中的一个或多个分子上的识别
组分；
c)使所述第二套分子的活性官能团与第二底材的表面接触，从而在所
述第二套分子与所述第二底材之间形成键；
d)破坏所述第一套分子与所述第二套分子之间的吸引力或键，从而形
成所述主体的互补图像；和
e)任选地将b)至d)重复一次或多次。
2.权利要求1的方法，其中所述第二套分子中的每个分子还包括下列
组分中的一种或多种：
a)暴露的官能团；
b)将所述活性官能团连接至所述识别组分的共价键或第一间隔基；和
c)将所述暴露的官能团连接至所述识别组分的共价键或第二间隔基。
3.权利要求2的方法，其中通过使所述主体与包含所述第二套分子的
溶液接触，在所述第一套分子上组装所述第二套分子。
4.权利要求3的方法，其中通过含有所述第二套分子的溶液的毛细管
作用使所述主体与所述第二底材保持接触。
5.权利要求4的方法，其中破坏所述吸引力或键包括蒸发所述溶液。
6.权利要求3的方法，其中所述第二套分子包括两种或更多种不同的
分子。
7.权利要求6的方法，其中所述第二套分子中的两种或更多种分子具
有不同的识别组分。
8.权利要求6的方法，其中所述第二套分子中的两种或更多种分子既
具有不同的识别组分又具有不同的暴露的官能团。
9.权利要求6的方法，其中所述第二套分子中的两种或更多种不同的
分子在所述第二底材上形成图案，所述图案具有包括两种或更多种高度的
剖面。
10.权利要求9的方法，其中所述两种或更多种不同的分子中的至少
一种包括第一间隔基，而所述两种或更多种不同的分子中的另一种不包括
间隔基或者包括长度不同于所述第一间隔基的第二间隔基。
11.权利要求2的方法，其中所述互补图像的至少一个部分的侧面尺
寸为200nm或更小、100nm或更小、50nm或更小或20nm或更小。
12.权利要求2的方法，其中在所述第一套分子与所述第二套分子之
间形成的键为氢键、离子键、磁相互作用、静电相互作用、π-键相互作用、
共价键、范德华键或其组合。
13.权利要求12的方法，其中通过施加热来破坏所述第一套分子与所
述第二套分子之间的键。
14.权利要求12的方法，其中通过使所述第一套分子与所述第二套分
子之间的键与具有高离子强度的溶液接触来破坏所述键。
15.权利要求2的方法，其中所述第二套分子上的活性官能团是硫醇
基、受保护的硫醇基、硅烷、氯硅烷、羧酸、腈、异腈、异羟肟酸或膦酸。
16.权利要求2的方法，其中所述第二底材的表面是掺杂硅或未掺杂
硅、玻璃、熔凝硅石、二氧化硅、氧化铝、磷酸钙陶瓷、羟基化的聚合物、
氧化的聚合物表面、氧化物、铂、钯、铝、金、银、铜、镉、锌、汞、铅、
铁、铬、锰、钨、包含上述金属中的至少一种的合金或包含上述金属中的
至少一种的混合物。
17.权利要求2的方法，其中所述第一套分子中的每个分子的组分均
为核酸序列，且所述第二套分子的识别组分为与所述第一套分子上的核酸
序列至少80％、至少90％、至少95％或至少99％互补的核酸序列。
18.权利要求17的方法，其中通过使所述第一套分子与所述第二套分
子之间的键与酶接触来破坏所述键。
19.权利要求17的方法，其中所述第一和第二套分子的核酸序列选自
DNA、RNA、修饰的核酸序列及其组合。
20.权利要求2的方法，其中所述第一套分子中的每个分子的组分均
为肽核酸(PNA)序列，且所述第二套分子的识别组分是PNA序列。
21.权利要求2的方法，其中所述第二套分子中的每个分子的暴露的
官能团不存在或者独立地选自-OH、-CONH-、-CONHCO-、-NH2、-NH-、
-COOH、-COOR、-CSNH-、-NO2-、-SO2、-SH、-RCOR-、-RCSR-、-RSR、
-ROR-、-PO4-3、-OSO3-2、-SO3-、-COO-、-SOO-、-RSOR-、-CONR2、
-(OCH2CH2)nOH(其中n＝1-20，优选1-8)、-CH3、-PO3H-、-2-咪唑、-N(CH3)2、
-NR2、-PO3H2、-CN、-(CF2)nCF3(其中n＝1-20，优选1-8)、卟啉、咕啉环、
肽序列和烯烃，
其中R为氢、烃、卤代烃、蛋白质、酶、碳水化合物、凝集素、激素、
受体、抗原、抗体或半抗原。
22.权利要求21的方法，其还包括将所述第二套分子中的至少一个分
子的暴露的官能团结合至金属或金属离子。
23.权利要求2的方法，其中所述第二套分子具有第一间隔基、第二
间隔基或第一和第二间隔基，且所述间隔基独立地选自亚烷基、亚杂烷基、
亚杂环烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、亚杂芳基、亚芳基烷基和亚杂芳
基烷基，其中所述亚烷基、亚杂烷基、亚杂环烷基、亚烯基、亚炔基、亚
芳基、亚杂芳基、亚芳基烷基或亚杂芳基烷基可以是取代或未取代的。
24.权利要求23的方法，其中所述亚烷基、亚杂烷基、亚杂环烷基、
亚烯基、亚炔基、亚芳基、亚杂芳基、亚芳基烷基和亚杂芳基烷基的取代
基选自卤素和羟基。
25.权利要求2的方法，其还包括：
a)在底材的表面上形成一种或多种金属、金属氧化物或其组合的图
案；
b)使所述表面与所述第一套分子接触，其中所述第一套分子中的每个
分子均具有活性官能团，所述活性官能团在所述金属或金属氧化物与所述
第一套分子的分子之间形成键，从而形成包含结合至所述底材以形成图案
的第一套分子的主体。
26.权利要求2的方法，其中提供所述主体包括使用蘸笔纳米光刻术
形成所述主体。
27.权利要求2的方法，其中所述第二底材表面的至少一部分不含所
述第二套分子。
28.权利要求27的方法，其还包括：
a)使所述第二底材的表面与反应物接触，所述反应物被选择为对所述
第二套分子是化学惰性的并且降解至少所述第二底材的表面层，从而降解
所述第二底材的不含所述第二套分子的那部分表面；和
b)除去所述第二套分子以暴露所述第二底材的一部分表面。
29.权利要求28的方法，其中所述反应物是活性离子蚀刻化合物。
30.权利要求27的方法，其还包括：
a)在不含所述第二套分子的那部分第二底材表面上沉积材料；和
b)除去所述第二套分子以暴露所述第二底材的一部分表面。
31.权利要求30的方法，其中所沉积的材料选自半导体、电介质、金
属、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物及其组合。
32.权利要求2的方法，其中通过磁力吸引力在所述第一套分子上组
装所述第二套分子。
33.权利要求32的方法，其中通过施加磁场来破坏所述第一套分子与
所述第二套分子之间的吸引力。
34.权利要求32的方法，其中所述第二套分子中的一个或多个分子的
识别组分是铁或氧化铁颗粒。
35.形成主体或其部分的复制品的方法，其包括：
a)提供主体，其包含结合至第一底材以形成图案的第一套分子；
b)通过形成键，在所述第一套分子上组装第二套分子，其中所述第二
套分子中的每个分子均包括：
i)活性官能团；和
ii)结合至所述第一套分子上的识别组分；
c)使所述第二套分子的活性官能团与第二底材的表面接触，从而在所
述第二套分子与所述第二底材之间形成键；
d)破坏所述第一套分子与所述第二套分子之间的键，从而形成所述主
体的互补图像；
e)通过形成键，在所述互补图像的第二套分子上组装第三套分子，其
中所述第三套分子中的每个分子均包括：
i)活性官能团；和
ii)结合至所述第二套分子上的识别组分；
f)使所述第三套分子的活性官能团与第三底材的表面接触，从而在所
述第三套分子与所述第三底材之间形成键；
g)破坏所述第二套分子与所述第三套分子之间的键，从而形成所述主
体或其部分的复制品；和
h)任选地将e)至g)重复一次或多次。
36.权利要求35的方法，其中所述第二套分子中的每个分子任选地还
包括将所述活性官能团连接至所述识别组分的间隔基，且所述第三套分子
中的每个分子还包括下列组分中的一种或多种：
a)暴露的官能团；
b)将所述活性官能团连接至所述识别组分的共价键或第一间隔基；和
c)将所述暴露的官能团连接至所述识别组分的共价键或第二间隔基。
37.权利要求36的方法，其中通过使所述互补图像与包含所述第三套
分子的溶液接触，在所述第二套分子上组装所述第三套分子。
38.权利要求37的方法，其中通过含有所述第三套分子的溶液的毛细
管作用使所述互补图像与所述第三底材保持接触。
39.权利要求38的方法，其中蒸发所述溶液。
40.权利要求36的方法，其中所述第三套分子包括两种或更多种不同
的分子。
41.权利要求40的方法，其中所述第三套分子中的两种或更多种分子
具有不同的识别组分。
42.权利要求40的方法，其中所述第三套分子中的两种或更多种分子
既具有不同的识别组分又具有不同的暴露的官能团。
43.权利要求40的方法，其中所述第三套分子中的两种或更多种不同
的分子在所述第三底材上形成图案，所述图案具有包括两种或更多种高度
的剖面。
44.权利要求36的方法，其中所述复制品或其部分的至少一个部分的
侧面尺寸为200nm或更小、100nm或更小、50nm或更小或20nm或更
小。
45.权利要求36的方法，其中在所述第二套分子与所述第三套分子之
间形成的键为氢键、离子键、磁相互作用、静电相互作用、共价键、π-键
相互作用、范德华键或其组合。
46.权利要求45的方法，其中通过施加热来破坏所述第二套分子与所
述第三套分子之间的键。
47.权利要求45的方法，其中通过使所述第二套分子与所述第三套分
子之间的键与具有高离子强度的溶液接触来破坏所述键。
48.权利要求36的方法，其中所述第二套分子中的每个分子的组分均
为核酸序列，且所述第三套分子的识别组分为与所述第二套分子的识别组
分至少80％、至少90％、至少95％或至少99％互补的核酸序列。
49.权利要求48的方法，其中所述第二套分子包括具有不同核酸序列
的两种或更多种分子。
50.权利要求48的方法，其中所述第三套分子中的两种或更多种分子
具有不同的核酸序列。
51.权利要求48的方法，其中通过使所述第二套分子与所述第三套分
子之间的键与酶接触来破坏所述键。
52.权利要求48的方法，其中所述第一套分子中的一种或多种分子的
组分是核酸序列。
53.权利要求52的方法，其中所述第一、第二和第三套分子的核酸序
列选自DNA、RNA、修饰的核酸序列及其组合。
54.权利要求36的方法，其中所述第一套分子中的每个分子的组分均
为肽核酸(PNA)序列，且所述第一和第二套分子的识别组分是PNA序列。
55.权利要求36的方法，其中所述第三套分子中的每个分子的暴露的
官能团不存在或者独立地选自-OH、-CONH-、-CONHCO-、-NH2、-NH-、
-COOH、-COOR、-CSNH-、-NO2-、-SO2、-SH、-RCOR-、-RCSR-、-RSR、
-ROR-、-PO4-3、-OSO3-2、-SO3-、-COO-、-SOO-、-RSOR-、-CONR2、
-(OCH2CH2)nOH(其中n＝1-20，优选1-8)、-CH3、-PO3H-、-2-咪唑、-N(CH3)2、
-NR2、-PO3H2、-CN、-(CF2)nCF3(其中n＝1-20，优选1-8)、卟啉、咕啉环
和烯烃，
其中R为氢、烃、卤...
【专利技术属性】
技术研发人员：F斯泰拉奇，AA于，
申请(专利权)人：麻省理工学院，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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