[发明专利]用于处理单分子的设备的制造方法

说明书

本发明涉及一种用于制造用于处理单分子的设备的方法。根据此方法，将自组装抗蚀剂(155)沉积在处理层(110、PL)上，并允许其自组装成具有两相(155a、155b)的图案。然后选择性地移除这两个相中的一个(155a)，并通过剩余抗蚀剂(155b)的掩膜在处理层(110、PL)中产生至少一个孔隙。因此，可容易地生产小尺寸的孔隙，该孔隙允许处理单分子(M)，例如在DNA测序中处理。

发明领域

本发明涉及一种用于制造可用于处理单分子的设备的方法。

背景技术

US 2010/0327847 Al公开了一种具有一个孔隙的固态分子传感器，所述孔隙延伸穿过石墨烯层。在分子穿过所述孔隙时，测量所述层的电特性改变。此传感器的一个缺点是石墨烯层的高导电性，与之相比，由分子引起的传导性改变非常小。

此外，在文献(H.W.Ch.Postma，“Rapid sequencing of individual DNAmolecules in graphene nanogaps”，Nano Lett.10(2010)420-425)中已描述，可通过使DNA分子穿过两个石墨烯层之间的间隙来对其进行测序。然而，在使用自由石墨烯层时，相关联的设备在机械上并不非常稳固。此外，所述层之间的较长间隙允许长的分子通过，所述分子具有许多不同的取向和配置，使得测量结果的解读很困难。

发明内容

本发明的目的是提供改善的用于处理单分子的装置，尤其是用于核酸(例如DNA)的测序的装置。

此目的是通过根据权利要求1所述的制造方法和根据权利要求14所述的设备实现的。优选的实施例公开于从属权利要求中。

根据本发明的方法用于制造一种设备，其中可借助该设备来处理单个分子(或原子)，尤其是诸如蛋白质或核酸的大分子。用在这一背景中的术语“核酸”应当最通常地包括含有天然存在和/或非天然存在的核苷酸或其修改形式的分子(例如，DNA、RNA)，以及LNA(锁核酸)和PNA(肽核酸)。这些分子的处理可以包括其物理和/或化学转化或改变。然而，在许多重要的应用中，所述处理将是感测，具体来讲用于检测分子的不同区段。因此，举例来讲，其可能是对ss-DNA、ds-DNA等进行测序。

所述制造方法包括以下步骤，所述步骤优选地以所列举的顺序来执行，但也可以按任何其它适当顺序执行：

a)提供(固态)材料层。出于引用的目的，在下文中，这个层将被称为“处理层“(表示其在制造工序中被进一步处理，且其参与在所实现的设备中的单分子处理)。

所述处理层可任选地包括由不同材料和/或结构组成的两个或更多个子层。此外，所述处理层可以是均质的或(例如，几何形地或化学地)具有结构的。如术语“层”所表示，该处理层通常将具有薄片状几何形状，具有与其厚度相比相当大的宽度和长度。

b)将材料沉积于前述处理层上(即，在其外表面上)，其中所述材料应具有一定特征以自组装成由具有不同(化学和/或物理)组成的(至少)两个不同区域组成的图案，且其中这些区域中的至少一个可以被选择性地移除。由于这些属性，所述材料将在下文中被称为“自组装抗蚀剂”。此外，具有特定组成的区域将被称为自组装抗蚀剂的“相”，也就是说，所述抗蚀剂组装成具有至少两个不同相的图案(从本发明的意义上说)，所述至少两个不同相中的至少一个可被选择性地移除。在所述自组装抗蚀剂沉积之后，允许其自组装成其相关联的相图案。

c)选择性地移除前述自组装抗蚀剂的(至少)一个相，留下另一个相组成的图案。举例来讲，所述移除可以通过选择性蚀刻而完成。

d)通过由剩余的自组装抗蚀剂提供的掩膜，在所述处理层中产生至少一个孔隙，其中所述孔隙使得其允许单分子穿过所实现的设备。举例来讲，所述孔隙可以通过用蚀刻剂蚀刻所述处理层而产生，所述蚀刻剂并不会影响自组装抗蚀剂的剩余相。