[发明专利]电子无标签的DNA和基因组测序

权利要求书

1.一种用于DNA或基因组测序的装置的制造方法，所述方法包括：

将电极对设置在基材上，所述电极由纳米间隙隔开；

在所述电极对上沉积抗蚀剂层；

图案化所述抗蚀剂层以在纳米间隙处或附近的各电极上产生暴露区域；

将所述电极暴露于等离子体蚀刻或金(Au)离子束注入，以使每个暴露区域内的表面粗糙化；和

将所述暴露区域暴露于生物分子，其中所述生物分子至少具有第一和第二末端，各末端包含用于键合到所述电极对上的官能化，

其中所述生物分子桥接所述纳米间隙，所述生物分子的第一和第二末端结合至所述暴露区域。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述抗蚀剂层包括厚度为约3nm至约20nm的电绝缘聚合物或氧化物涂层。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述电极包括金(Au)。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述图案化包括电子束光刻或纳米光刻。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述等离子体蚀刻包括RF等离子体，DC等离子体或溅射蚀刻工艺。

6.如权利要求1所述的方法，其中，等离子体蚀刻或Au离子束注入步骤导致每个暴露区域内的电极的表面积从等离子体蚀刻或Au离子束注入之前的暴露区域的表面积增加至少50％。

7.一种用于DNA或基因组测序的装置的制造方法，所述方法包括：

将电极对设置在基材上，所述电极由纳米间隙隔开；

在所述电极对上沉积抗蚀剂层；

图案化所述抗蚀剂层以在纳米间隙处或附近的各电极上产生暴露区域；

将所述电极暴露于Au纳米颗粒，其中Au纳米颗粒附着到每个暴露区域内的电极表面；

在约200℃至约500℃使阵列退火以将所述Au纳米颗粒结合至所述电极表面；和

将所述暴露区域暴露于生物分子，其中所述生物分子至少具有第一和第二末端，各末端包含用于键合到所述电极对上的官能化，

其中各生物分子桥接纳米间隙，所述生物分子的第一和第二末端结合至所述暴露区域。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述抗蚀剂层包括含Al₂O₃或SiO₂的电绝缘陶瓷层。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述电极包括金(Au)。

10.如权利要求7所述的方法，其中所述图案化包括电子束光刻或纳米光刻。

11.一种用于DNA或基因组测序的装置的制造方法，所述方法包括：

将Au金属合金电极对设置在基材上，所述电极由纳米间隙隔开；

在所述电极对上沉积抗蚀剂层；

图案化所述抗蚀剂层以在纳米间隙处或附近的各电极上产生暴露区域；

将所述电极暴露于蚀刻剂溶液以从每个暴露区域内的合金中选择性地除去非Au金属；

将所述暴露区域暴露于生物分子，其中所述生物分子至少具有第一和第二末端，各末端包含用于键合到所述电极对上的官能化，

其中各生物分子桥接纳米间隙，所述生物分子的第一和第二末端结合至所述暴露区域。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述Au金属合金选自Au-Si，Au-Ge，Au-Bi，Au-Co，Au-Mo，Au-Rh，Au-Ru和Au-W。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述抗蚀剂层包括含Al₂O₃或SiO₂的电绝缘陶瓷层。

14.如权利要求13所述的方法，还包括在约200℃至约600℃下退火约10分钟至约12小时的步骤，以促进Au和非Au金属之间的相分离。