[发明专利]使用纳米柱阵列的低至纳米尺度的实体的连续流式的基于大小的分离

说明书

技术涉及分选实体。将实体引入纳米柱阵列中。实体包括第一群体和第二群体，并且纳米柱阵列包括布置为具有将一个纳米柱与另一个纳米柱分离的间隙的纳米柱。纳米柱被排序为相对于流体流动方向具有阵列角。通过在第一方向上输送小于预定大小的实体的第一群体以及通过在与第一方向不同的第二方向上输送至少为预定大小的实体的第二群体穿过纳米柱阵列，对实体进行分选。纳米柱阵列被配置为采用具有小于300纳米的间隙大小的间隙以分选具有亚100纳米大小的实体。

技术领域

本发明涉及实体的连续流式的基于大小的分离，以及更具体地，涉及使用纳米柱阵列结构分离实体。

背景技术

生物实体(诸如，细胞、蛋白质、脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)等等)的分离和分选对包括诊断学、治疗学、细胞生物学和蛋白质组学的大量生物医学应用非常重要。

传统上通过凝胶电泳进行用于分析目的的蛋白质和DNA/RNA分离，其中蛋白质混合物经受强电场(典型地，每厘米30伏特(V/cm))。蛋白质或者DNA/RNA以取决于它们的大小和表面电荷的速率移动穿过凝胶。由已知有毒的丙烯酰胺聚合物或者琼脂糖制备凝胶。通过用染料给蛋白质染色或者用严重致癌的溴化乙锭(ethydium bromide)给DNA/RNA染色来光学地展现电泳实验的结果。凝胶需要足够量的材料以使电泳结果可被检测，但是凝胶基质中的不良交联通常导致不确定的结果和样本的完全损失。如果凝胶基质大小不适合样本分子大小或者如果让电泳运行太久，则也损失样本。

为了分离大分子(诸如，DNA、RNA、蛋白质和它们的片段)，广泛地采用凝胶电泳。凝胶电泳目前具有每年世界范围销售额大于十亿美元的市场。应用于医疗诊断的凝胶电泳代表数十亿美元市场。

与传统技术相比，硅(Si)纳米制造技术提供了纳米结构尺度的更加精确和准确控制以及定位，以及因此可以产生基于颗粒大小的可靠的颗粒分选。迄今为止，使用硅(Si)柱阵列的硅基芯片上实验室(Lab-on-a-Chip)方法已经表现出前景。然而，使用这些技术仅已展示了在微米(106或者微米(μm))范围的分选，这没有取得分选DNA、蛋白质等等需要的纳米尺寸。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供了用于一种分选实体的方法。将实体引入纳米柱阵列中，并且实体包括第一群体和第二群体。纳米柱阵列包括布置为具有将一个纳米柱与另一个纳米柱分离的间隙的纳米柱，并且纳米柱被排序为相对于流体流动方向具有阵列角。通过在第一方向上输送小于预定大小的实体的第一群体以及通过在与第一方向不同的第二方向上输送至少为预定大小的实体的第二群体，来通过纳米柱阵列对实体进行分选。纳米柱阵列被配置为采用具有小于300纳米的间隙大小的间隙以分选具有亚100纳米大小的实体。

根据本发明的一个实施例，提供了一种分选的方法。将实体引入纳米柱阵列中，并且实体包括第一群体和第二群体。纳米柱阵列包括布置为具有将一个纳米柱与另一个纳米柱分离的间隙的纳米柱，并且纳米柱被排序为相对于流体流动方向具有阵列角。基于分选接收实体，使得在第一方向上输出实体的第一群体以及在与第一方向不同的第二方向上输出实体的第二群体。间隙的间隙大小被调整为在第一方向上分选第一群体以及在第二方向上分选第二群体。根据纳米柱阵列上设置的氧化物层的厚度和/或对间隙的化学改性中的至少一个来调整间隙大小。

根据本发明的一个实施例，提供了一种分选的方法。将实体引入纳米柱阵列中，并且实体包括第一群体和第二群体。纳米柱阵列包括有序布置的纳米柱，以及纳米柱具有化学改性。在分选之后接收实体，使得基于第一群体对化学改性具有亲和力而在第一方向上输出实体的第一群体，以及在与第一方向不同的第二方向上输出实体的第二群体。

通过本发明的技术实现另外的特征和优点。本文对本发明的其它实施例和方面进行了详细描述并将它们看作所要求保护的发明的一部分。为了更好地理解具有优点和特征的本发明，参照下面的说明和附图。

附图说明