[发明专利]用于生物分子检测的纳米毛细管装置、流体网络结构和其制造方法

权利要求书

1.一种装置，其包括至少一个纳米级毛细管和用于施加电压的器件，所述器件适于当施加所述电压时至少在所述毛细管中形成电场，使得当施加所述电压时，置于所形成的电场内的带电分子或粒子能受电控制。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述带电分子或粒子定位于溶液中并且所述带电分子或粒子的所述电控制包括其在所述毛细管内捕获、固持、释放和移位中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，捕获、固持、释放和移位中的任一个由所施加电压的水平决定。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的装置，其特征在于，捕获、固持、释放和移位中的任一个由所施加电压的频率决定。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述用于施加电压的器件包括至少两个电极。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述捕获可以调谐为仅捕获预定量的电荷。

7.一种流体网络结构，其包括至少一个纳米级毛细管，所述毛细管定位于流体通道网络上，所述网络定位于基板上。

8.根据权利要求7所述的流体网络结构，其特征在于，所述网络在基本上水平方向上延伸并且所述毛细管在基本上竖直方向上延伸。

9.根据权利要求7或8所述的流体网络结构，其特征在于，所述基板包括电和/或流体通路和/或电路。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的流体网络结构，其特征在于，所述流体网络结构为一体式单元。

11.根据权利要求10所述的流体网络结构，其特征在于，所述单元主要由一种材料制成。

12.根据权利要求11所述的流体网络，其特征在于，所述材料为电介质，诸如Al₂O₃。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的流体网络结构，其特征在于，所述流体网络结构可以从所述基板转移。

14.一种制造流体网络结构的方法，所述流体网络结构包括在流体通道网络上的至少一个纳米级毛细管，所述方法包括以下步骤：

提供基板，

在所述基板上生长至少一个竖直的、基本上一维的纳米结构，

图案化流体通道网络，

淀积至少一个材料层，由此形成由材料层和基板所界定的封闭一体式单元，

移除所述封闭一体式单元的内部的至少部分以便形成所述毛细管和所述流体通道网络。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述淀积层主要由一种材料构成。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，其还包括以下步骤：提供用于施加电压的器件使得电场至少形成于所述毛细管中。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，其还包括以下步骤：将电和/或流体通路和/或电路并入于所述基板中。

18.一种纳米注射器，其包括中空纳米丝。

19.一种生物材料陷阱，其包括中空纳米丝。

20.根据权利要求18至19中任一项所述的装置，其特征在于，所述中空纳米丝包含邻近于所述纳米丝的栅电极。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置用于细胞操纵或DNA捕获、制备和/或测序。

22.根据权利要求18或20中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置用于细胞操纵以用于药物筛选、系统生物学、细胞重编程、个体化用药或组织工程学。

23.一种用于进行下列中至少一项的流体方法：使用电场来在纳米毛细管中保持、俘获分子或将分子从纳米毛细管释放出来。

24.根据权利要求23 所述的方法，其特征在于，其还包括：执行溶解和/或聚合酶链式反应（PCR）。

25.一种用于进行下列中至少一项的流体装置：使用电场来在纳米毛细管中保持、俘获分子或将分子从纳米毛细管释放出来。